大連灣藍色海岸線(xiàn)沙鷗翔集、桅桿交織，而在海平面下30米處，縱貫南北海岸的遼寧省大連市大連灣海底隧道構建了5分鐘“便民生活圈”，自2023年5月通車(chē)運營(yíng)以來(lái)，該隧道成為緩解交通壓力、優(yōu)化城市功能的“黃金通道”。該工程全長(cháng)5.1公里，其中沉管段長(cháng)3035米，雙向六車(chē)道，是我國北方地區首條跨海沉管隧道。
近日，交通運輸部、市場(chǎng)監管總局公示第一批國家級服務(wù)業(yè)標準化試點(diǎn)(智慧交通專(zhuān)項)項目評審結果，由中交一航局負責實(shí)施的大連灣沉管隧道智慧運維標準化試點(diǎn)項目入選“新型基礎設施”試點(diǎn)方向。項目團隊以工程數據中心和運營(yíng)指揮平臺推進(jìn)實(shí)體工程數據化和運維流程數字化，以標準化賦能隧道全生命周期管理、養護，守護這座百年品質(zhì)工程。
數字化運維與實(shí)體工程同步建設
在大連灣海底隧道智慧運維中心數字大屏上，從管線(xiàn)位置監測、實(shí)體結構健康養護到應急管理等全生命周期數字化管理的內容一覽無(wú)余，為隧道管理帶來(lái)了顯著(zhù)便利。
早在2013年工程建設之初，就明確了智慧運維系統與實(shí)體工程建設同步開(kāi)展同步交付，這是該工程的一大創(chuàng )新。“這個(gè)創(chuàng )新既有大連市政府的要求，也有我們的預判——將來(lái)運維單位需要設備參數以及培訓等產(chǎn)教融合的需求。”項目第五工區BIM(建筑信息模型)主管張天晴表示。
“我們參考了工程標準數字化程度較高行業(yè)，如電力等行業(yè)從建設期到運營(yíng)期同步交付數字交互產(chǎn)品的做法，并在調研基礎上結合一航局自己的前沿技術(shù)摸索出來(lái)的。”一航局安裝公司數字化工程負責人谷守奎表示。
經(jīng)過(guò)廣泛調研、方案論證、整合內部資源、專(zhuān)家評審，2022年4月，大連灣海底隧道正式確定以工程數據中心和運營(yíng)指揮平臺為基礎的數字化運維，開(kāi)啟數字化與標準化雙向互動(dòng)，推動(dòng)設備的數據化與“建管養”標準的數字化建設，實(shí)現了工程實(shí)體、工程數字化到標準數字化的轉型。2023年5月，數字化運維與實(shí)體工程同步交付，確保了大連灣海底隧道通車(chē)運營(yíng)維護無(wú)縫銜接。
建立BIM模型10萬(wàn)余個(gè)
數字化運維的一大亮點(diǎn)是數據的標準化，即用統一的設備分類(lèi)編碼標準整合大型隧道中各類(lèi)設備、管線(xiàn)的位置和數量，并形成海量數據與三維模型。
“我們對海量設備數據按需分類(lèi)，比如專(zhuān)業(yè)設備類(lèi)型、施工工序與對應區域，分類(lèi)編碼精確到設備的位置、數量，并形成唯一標記。如此一來(lái)，哪個(gè)地方更換設備后只需要替換對應BIM模型，非常容易!”張天晴說(shuō)，存量數據擁有了“身份證”，當新增設備時(shí)，運維人員可以毫秒間定位、精準替換與實(shí)時(shí)更新增量數據。
不僅是設計圖紙、出廠(chǎng)資料、機電安裝等靜態(tài)數據可以隨取隨用，綜合監控平臺還實(shí)現對隧道現場(chǎng)的動(dòng)態(tài)數據監控與評估，為大數據分析提供底層數據支撐。
從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從存量到增量數據，項目團隊利用水下沉管隧道物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現BIM各階段數據貫通，并實(shí)現對存儲設計、施工、機電安裝、運營(yíng)維護管理等數據全生命周期管理。目前已建立模型10萬(wàn)余個(gè)，總量超30G，積累數據超30萬(wàn)條。
數字化運維的另一個(gè)亮點(diǎn)是實(shí)現了操作系統之間與業(yè)務(wù)部門(mén)之間有效整合。“跨系統整合十分重要，如果遇到火警，子系統之間信息不互通，報警信號、視頻電話(huà)等無(wú)法聯(lián)動(dòng)，需要多人同時(shí)操作、上傳下達。”一航局安裝公司IT工程師朱鑫表示，運營(yíng)指揮平臺將8個(gè)子系統整合，不僅推動(dòng)數據互通、人員溝通，還能利用數智設備、大數據、物聯(lián)網(wǎng)、數字孿生等技術(shù)相互增益增效，緊急情況下僅1位監控員就可以啟動(dòng)應急預案及協(xié)調處置工作，實(shí)現對隧道結構健康監測、智能化運營(yíng)和快速救援等運維標準的高效管理。
“大連灣海底沉管隧道項目的標準化建設經(jīng)驗、理念可以復用到其他工程項目中。”朱鑫表示。大連灣海底隧道的閃光點(diǎn)不僅是建好、管好、養好隧道，還為其他工程標準數字化建設提供借鑒之處。“標準化目的是實(shí)現技術(shù)的復用與推廣，相當于數字化產(chǎn)品的總體架構或者具體功能模塊，可以像抽屜一樣抽出來(lái)并應用到下一個(gè)工程中。”谷守奎表示。
提升應急處置能力
作為目前國內首個(gè)采用干塢法施工的跨海沉管隧道工程，大連灣海底隧道從沉管施工到管養謹防高濕度、高鹽霧環(huán)境等變量對工程，尤其是對機電設備的使用壽命、性能、故障率產(chǎn)生諸多不確定性影響。“從沉管結構間連接方式、涉水涉火應急處置方式、大尺寸斷面直徑對施工運維的要求，到機電設備數量布局、維護、更新升級以及協(xié)同物聯(lián)難度，這些都區別于普通山體隧道。”大連灣海底隧道監控中心主任劉建表示。
環(huán)境的特殊性決定運維舉措的針對性，運維指揮平臺的標準化流程為管養團隊提供了有力技術(shù)支撐。
在運維人員眼中，涉水涉火是大連灣海底隧道最高級別的應急事件。而在硬件設備和綜合監控平臺配合下，以往針對外賣(mài)電動(dòng)車(chē)、大型觀(guān)光巴士通行“堵”的做法，如今逐步過(guò)渡為技防為主、人防為輔的“疏”的做法，大大提升安全保障能力。
以火情處置為例，千米長(cháng)的海底隧道被分為不同的防火區間，任一區間都配備了感溫光柵、雙波長(cháng)火焰報警器、手動(dòng)報警器、消火栓報警器等5處防火預警設備，其中任意2點(diǎn)被激活，現場(chǎng)消防警報就會(huì )自動(dòng)啟動(dòng);在監控系統中的運維人員會(huì )根據近16種火災工況進(jìn)行人為判斷，剩下操作全部交給自動(dòng)化設備，如排煙風(fēng)機、應急廣播等。
“在火災發(fā)展為明火前的冒煙階段，視頻監控就會(huì )依據5處防火預警設備作出提示。”劉建表示。
此外，運維指揮平臺結構健康監測系統對結構的耐久性、震動(dòng)響應、止水帶壓力等實(shí)時(shí)“體檢”，確保工程安全;設備監控和智慧管養系統對交通、照明、通風(fēng)、消防等設施實(shí)現全覆蓋監控……運維指揮平臺運用標準化流程，發(fā)揮技防優(yōu)勢，增強事故應急處置能力。目前已實(shí)現1分鐘接警、7分鐘內到達現場(chǎng)、5分鐘內先期處置完畢的“175”應急處置目標。(張一坤 趙磊)
