BIM提高天然气供气系统安全性

项目概要 

对于像巴尔的摩天然气与电力公司（BGE）这样的公用事业公司来说，安全是一个主要问题。它们建立庞大而复杂的网络，将电力和天然气输送到大都市和乡村地区的家庭和企业。许多公司都依赖纸质工程图和现场记录，一旦维修或升级完成，这些工程图和记录就会过时。  

如果与未绘制或废弃的公用设施和下部结构产生碰撞，还可能会对现场工作人员和公众造成危险。废弃的基础设施或未预期的现场条件等不准确的数据会导致重大问题，从而造成施工延误和预算超支，影响满足客户需求的能力，引发安全问题，进而带来灾难性后果。项目充满挑战，重点是要确定和核实马里兰州巴尔的摩几个天然气设施的全部位置。天然气供气系统涉及到大量的设备和复杂的管道网络，以及相关的控制系统和其他基础设施。  

在规划施工活动时，经常需要重新布置基础设施。因此，对于BGE而言，确定这些资产的位置至关重要，这样这些设施相关的记录才能准确地反映出现有状况。  

挑战 

BGE需要合适的解决方案来准确地绘制和创建二维工程图，以及代表四个地点现有状况的三维模型。该国其他地方发生过一起天然气超压事故，促使许多公用事业公司重新评估其资产管理系统和记录图纸的准确性。这起事件的发生是由于一条废弃天然气总管道未绘制的部分（包含压力传感管线）被错误断开，调节器感应到下游压力低，并开启至全流量。系统压力过大导致了灾难性的爆炸。  

突破 

BGE与KCI Technologies Inc.签订了合同，在天然气所有权从一家主要的输气公司转移到当地分销商及其网络的位置，绘制两个门站的地图。KCI还负责绘制两个调压站的位置，以降低将天然气输送到地区各个家庭的管线压力。为了执行这项工作，他们完成了测量型LiDAR和无人机测绘，以创建每个设施精确的三维BIM模型。KCI完成了地上特征和下水孔内部拱顶高分辨率三维LiDAR扫描。他们将数十个单独的扫描结果汇编成三维点云，其中包含数百万个单独的测量值，精度为+/- 0.1英尺。KCI 还试验使用AM梯度仪（AMG） 技术来探测和帮助建模和可视化现有的地下基础设施。AMG技术已获得专利，使用来自无线电台塔台的AM波段传输来指明地下物体和异常情况。KCI的业务负责人Charbel Khoury表示：“KCI识别地下资产的创新方法为我们的客户提供了管理其复杂基础设施所需的合适资源。” 

然后，工程师们将传统的地下设施位置数据、AMG测量结果、LiDAR点云和高分辨率无人机勘测级测绘整合起来，以精确地呈现地面和地下基础设施。他们还创建了复杂的三维模型，使用MicrosoftHoloLens头戴式显示器进行部署，BGE人员能够进行每个场所的实际地理信息位置和资产管理数据的虚拟漫游。  

KCI使用Bentley强大的ProjectWise协同平台来协调多专业技术团队的工作。ProjectWise作为所有测量、地下公用设施工程、地球物理测量数据、建模和文件制备工作的中枢，建模人员和工程师能够访问同一测量结果和现场数据。然后，他们使用Bentley的MicroStation为这四个场所生成了详细的二维工程图，这是BGE的首要任务。 

项目经理Ron Dove表示：“三维模型已成为施工计划制定的重要参考文档，但我们希望将其提升到一个新的水平。客户开始探讨数字孪生等技术，以优化运营性能，预测维护并在问题发生之前确定问题。如果能够实现，加上现有基础设施的准确竣工，我们的客户能够更安全地运营其基础设施。” 

成果 

通过对试用这些创新技术和方法的多专业设计团队进行有效的协调，KCI建立并应用了更高效、更准确的方法来测绘地上和地下设施。总体而言，KCI在四个场所测量、建模和/或创建了以下施工文件： 

80,000多平方英尺的场地，包括地形、栅栏线、建筑板材、建筑物、输气管道、关联设备和阀门 ；

5,000多种独特元素 ；

6,000多线性英尺的管道，包括地上和地下大宗气体传输线路（有些线路大小相当于 ¼ 英寸传感线路） ；

5,000多线性英尺的导管，用于电源和控制装置 ；

300多种不同的阀门，用于运行燃气公共事业系统 。

作为一个成功的试点项目，BGE门站和调压站测绘项目为公用设施业主提供了独特的创新方法来识别和管理其复杂的基础设施网络。KCI对测试和部署多种尖端技术以及交付具有高质量、准确性和可用性产品的尝试为管理公用设施资产树立了新标准。  

BGE天然气和工厂运营总工程师Bobby G. Henry III表示：“作为BGE的工程师，执行领导层一直以来对我们的要求是创新不仅仅是一种想法，而是要成为现实。我们的团队与KCI建立了长期合作关系，以开发和实施创新的解决方案，在不需要进行挖掘工作的情况下识别重要的地下资产。BGE通过三维建模和HoloLens混合现实产品实施这项技术，成为地下资产识别领域的领先企业。”