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基于BIM的水厂智慧管理平台应用

2022-06-13 15:43

来源:BIM学社

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一、工程概况

       作为城市重要基础设施,水厂的稳定运行关系国计民生。为提升水厂的运行管理水平,北京自来水集团不断推进水厂在信息化综合运用能力方面的建设。

       结合BIM技术,人工智能、先进设备,集团在田村山净水厂率先搭建“智慧水务”管理平台,打通数据壁垒,通过各个系统数据之间的流转,实现工艺流程、水质管理、设备维护、电能管理、档案查询、考试培训等功能,体现了数据的价值共享,进而实现可智慧决策的一体化的数据信息平台,进一步增强了精细化管理的能力,推动集团从“数字供水”向“智慧供水”的全面跃升。

二、BIM 应用实施

       2.1项目实施

       田村山水厂智慧管理平台按照轻重缓急原则,分三期进行建设。一期是以田村山水厂部分工艺搭建平台;二期项目对水厂的主要基础设施进行BIM建模,将设备运维系统、工控系统的数据与水厂空间数据打通进行融合,实现数据共享,打造了田村山水厂的数字底盘,;三期我们基于田村山水厂的数字底盘搭建了一系列的上层应用,比如水质管理、水质分析、智慧加药、设备管理、电能管理等等,提升了水厂精细化管理水平及运维效率。

 

       2.2系统架构

       运用数字孪生技术,构建智慧水务数据底盘,运用AI技术赋能城市水务大脑。系统由“1+1+N+X”的结构组成,包含1个数字底盘:对水厂全域的多源异构数据进行归集、解析、关联、存储和复用;1个操作系统:对水厂的态势、状态、决策等进行监测和事件管理;N种功能应用:包括驾驶舱、空间管理、设备管理、水质管理、电能管理、工艺模拟、文档管理、考试管理等8个应用模块;X种未来算法:通过数据积累已训练加药控制模型、节能降耗模型、设备预防性维护模型等核心算法。

 

       2.3 标准制定

       为统一集团水厂建设技术要求,规范BIM模型创建、数据采集汇聚和集成管理平台开发,提高供水生产可视化、集成化、智能化管理水平,在总结前期试点实践经验的基础上,制定《北京市自来水集团智慧水厂建设技术标准》,田村山水厂智慧管理平台作为前期十点,为京水集团智慧水厂建设技术标准提供实践经验,我司协助京水完成标准制定。

 

       2.4 创新应用

    (1)加药控制系统

      通过对水质分析,借助于药剂投加的历史数据和经验,建立高仿真模型和精确控制模型,结合大数据不断仿真优化,建立智慧药剂投加控制系统,实现水厂供水药剂的自协调、自学习,提升水质的预判能力,为运行人员提供数据参考,从而全面提升整个生产过程的智慧化程度,做到自动、高效、低耗,确保安全供水。

 

    (2)设备管理系统

      结合BIM三维模型,融合设备各类信息,可基于BIM模型查看设备铭牌信息、备品备件、维修维保、实时运行状态等,实现数据共享及信息联动。在智能数据分析的基础上,智慧化设备管理使水厂可以把设备的意外损坏降低到最小程度,强化预测性维护,确保设备各部件的寿命在可控范围内,节省维修费用。

 

     (3)智慧节能模型

       智慧节能模型通过不同性能机泵的分布及组成,对取水泵房或配水泵房不同性能机泵的供水方案进行优化组合,使整厂机泵长期保持最佳的运行状态。从而达到节能降耗的目的。

 

三、综合效益

       基于数字孪生模型,与现实世界相互映射、交互。通过将现实世界的视频、设备运行数据与数字孪生模型结合,实现虚实交互,即在系统中能够完全查看到现场真实情况。同时可基于数字孪生平台实现数据的统计分析、设备维修维保指导等,从而通过平台的数据分析、模拟辅助日常工作及领导决策。

    (1) 提高多系统综合管理能力

       系统汇集了水厂中的设备管理系统数据、工控系统等数据,实现各平台数据的互联共通,消除“数据孤岛”,有效提高水厂各部门在设备设施运行管理工作中的协作能力。

 

    (2) 提高档案资料管理水平

      强化水厂信息化管理水平,简化工程文档资料管理流程,减少纸质工程文档破损,杜绝重要档案资料遗失。

 

    (3) 拓展业务学习渠道

      系统集成BIM中的静态数据和设备运行的实时动态数据,通过可视化技术将这些数据直观的展现在平台中,提升员工快速获取工艺运行工况,明确操作流程,做出快速决策。

 

    (4) 降低经验依赖

      利用BIM技术对水厂核心基础设施进行数字化复原,并以BIM三维模型方式展现,降低工程图纸的阅读难度,提高水厂职工的业务技能。

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