北京城建设计发展集团股份有限公司携手Unity，共同构建了基于BIM的轨道交通智慧运维平台与高保真高性能的BIM三维平台引擎。在Unity技术开放日北京站工业专场中，北京城建设计发展集团股份有限公司技术研究院数字中心智慧运维负责人邵昕分享了主题《基于Unity引擎，浅探“智慧城市”的稳步落地》的演讲。

邵昕：感谢Unity的邀请，我来自于北京城建设计发展集团股份有限公司。1958年北京地下铁道设计处正式成立，着手筹备中国第一条地铁线路--“北京地铁1号线”，1983年我们取得“设证字001号”证书，后来于2013年10月份更名为北京城建设计发展集团股份有限公司。我们院也是获取了最高的综合甲级资质，公司在全产业链综合布局以后，于2014年实现了港股的上市。

技术研究院数字信息中心组建跨行业团队建设，目前团队有73人，从事工程行业涵盖了建筑、结构、桥梁交通规划等各专业，计算机行业涵盖了产品、UI/UX、前后端研发、Unity工程师、测试工程师等，同时我们团队也是这个行业里融合性很高的团队，职业资格证书也覆盖了、工程、软件及BIM多个方面，拥有注册设备工程师、RIBA英国皇家注册建筑师、注册咨询工程师、系统架构师、系统信息项目管理师、PMP、住建部BIM认证、工信部BIM认证、图学会BIM认证等。

近几年团队获得了软件著作权18项；发明专利5项；编制国标、地标、团标、企业标准30于项；核心期刊论文5篇；专著2部；同时公司也获得了全国智标委组织的BIM应用成熟度评价，被评定为最高级白金级，在众多央企、国企等全国百余家参评企业中，仅6家单位获得。团队也获得了多项国家级及省部级奖项，地铁运维智慧化升级项目荣获国务院国资委组织的“国企数字场景创新专业赛”的三等奖。

2021年基于Unity技术做的城市轨道交通智慧运维平台，当时考虑过很多的引擎，最终从技术应用角度选择跟Unity上海研发团队联合研发了基于BIM的轨道交通智慧运维平台。

我们在建设期BIM资产数据全部运用在运维阶段，因为BIM在全球各地应用都是比较成熟的技术，它本身信息涵盖非常全。通过这个平台可以把设备设施全生命周期和它从建设期阶段的施工进度管理和算量工程管理等数据信息数据信息传递到运维，基于运维结合一些新的业务场景做减员增效，提升它的核心价值。现在面临的市场是两种，一种是新建，一种是既有线，怎么确保它的一致性？我们同时采用激光扫描技术和AI逆向建模技术，基于大量工程经验，通过数模分离引擎构建了很多的构建库。

我们BIM模型集三维典型数据确保了既有车站和系统现场一致性，达到了数字孪生的效果。轨道交通地铁系统也是比较复杂的系统，通过我们的引擎后台化服务跟模型的处理优化，保证全体量全设备的全专业的加载，同时把建设期的一些合同、产品、型号、供应商信息、构建空间坐标信息带入到整个业务体系来，基于BIM智慧运维平台进行赋能。

现在在轨道交通传统平台会面临几个问题，乘客出行服务要求越来越高，还有多元化的需求，还有站务需求决策的支持，尤其轨道出现任何事件都是社会性事件，也是比较严重的。基于什么样的新的技术手段可以让地铁更安全，更好地服务于客户呢？

传统的系统存在系统割裂，因为每条地铁设计是由每条系统独立组网的，并不是互联互通的。现在轨道交通发展协会规定的是一网三域，安全生产域，我们看到所有地铁运行的信号、供电等影响列车安全的都是由物理隔离开的。针对管理人员的每个管理系统也都是独立的，怎么做一个关联？

还有一个最大问题，地铁晚上需要加班加点进行维护，保证白天正常运行，这对员工人员技术能力也是有一定要求的。我们不可能建大量真实的设备，只能通过打造数字孪生来实现业务培训。

基于BIM做有什么优势呢？对于隐蔽工程来说，建设期所有东西都建好了，这部分资产已经在各个业主手里，同时也涵盖了空间拓扑的关系，未来要对这个车站进行改造起到指导性意义。传统的形式下就是用二维CAD图纸或者专业性软件看，现在我们可以通过跟Unity结合的数模分离引擎剥离出来，通过运维平台直观呈现出来地铁站的隐蔽工程，比如隐蔽线路在什么地方，方便站务维修人员做维修，或者做火灾预警等的应急预案。

在三维直观下面可以很方便直观地做到数据模型应用和运算，比如评估风开的流量正确和不正确，直观查看疏散路径，方便站务人员统筹管理。对于原有的电子化支付之前售卖车票，售票厢含有多少车票，还有出现故障以后需要用什么技术解决的这种问题，传统的培训模式可能需要买一个检验机器来满足需求，现在维修指导培训可以通过VR眼镜或者三维直观展示过程进行维修培训。

资产管理也是在轨道交通行业里一个大的系统，轨道里有很多重资产，像列车、设备设施、备品备件等。原本资产管理系统是表单形式或者传统的二维形式，列出资产和数量。现在通过资产管理系统可以做到跟BIM的信息结合，数模分离出来关联信息，可以知道资产应用在哪个车站，具体追踪应用人是谁、厂商是谁、备品备件是谁。

对于应急管理，像火灾、防汛，我们有很多物联网传感设备，也有一些空间数据，空间数据就存在于BIM里。BIM的数据跟现实的物联网数据结合起来以后就可以推算出来，如果一个地方发生了水灾，它在未来一个小时内会淹到什么程度，可以基于这个建议站务人员进行设备抢修。这还有助于数据的全生命周期管理。建设期会有很多的数据信息，如工程算量和空间定位、空间拓扑、厂商、采购设计等，我们需要让它不只应用在建设期，也希望在运维阶段发挥价值。

当我们做了数字孪生的场景之后，可以对每个工作人员精细化管理。我们给每个人员佩戴办公的手机或者应用的手环，可以监测到人的身体健康，我们就可以知道站务人员每天在车站的巡检路径。当出现人员摔倒，监控摄像头发生AI预警判断，我们可以通过空间坐标数据信息计算到谁离他最近，抓紧时间去做乘客服务，减少乘客的损失。

这也是我们跟Unity在2021年一直合作探讨的数据底座。各个平台之间有大量的模型数据应用，基于后台的服务，以自动化流程形式把BIM模型拆解成通用的FPS格式，同时产生了MATDATA文件，我们把它入库，之后基于后台的服务，根据前台的业务数据做数据关联，比如设备设施当前的状态，怎么跟虚拟空间里的模型做一一对接。我们院参与了很多国标、团标和企业标准，也有BIM应用的标准，同时针对结构化数据标准做到跟设备点表信息一一对应，这样大量缩减到人手动录入的困难。因为像数据一般都好几万，我们现在预估一个车站可能每秒钟会报30万40万的数据信息，所以也是一个大体量的数据信息。

车站建成以后不是一成不变，地铁也是百年工程，有可能在10年20年以后，随着新的技术迭代，模型也要更新。我们要把这个模型的更新赋能交付给业主，让他快速应用这个东西，我们也跟上海团队一直在研究如何动态地调整场景内的模型的信息。

我们在某个车站的项目拿到了国务院组织的三等奖，虚拟巡检这个场景在数字孪生里应用价值非常大。坐地铁都能看到站务人员定点在车站巡检，巡检时长和间隔有一些硬性规定。怎么做到给站务人员巡检提升效率呢？我们接了很多集成系统，像综合监控系统，可以知道CCTV视频流信息和设备的实时状态信息，从而优化巡检时间。通过虚拟巡检，CCTV可以看到设备外观，或者地板有没有水渍，通过综合监控系统真正看到各个设备的实时信号状态，轻易知道点位上有没有问题。虚拟巡检可以缩减员工巡检的时长和效率达到50%以上，替代站务人员一些工作。基于Unity做的渲染效果还原度也非常高。

除了这些以外，数字孪生也可以应用在地铁里的能耗管理系统，像400个配电池，我们可以知道每个配电池的整体信息，监测到每个配电柜当前的电流电压，做数据统计，给管理者或者站务人员形成一些整体考虑。同时在这个场景内可以做一些交互应用，管理人员可以通过在三维场景内点击某些按钮，做到实际的远程控制。

还有设备的全息画像，维修管理人员和公务人员会关心当前设备的信息状态，还有它的安装位置、生产厂商、物资备品库里有多少备品备件。基础信息里也可以看到设备健康评测，通过关联维修工单和预测性维修的信息，可以预估出来设备的健康度并给它信息展示，也可以看到故障信息，比如上次是谁维护维修的，在什么时间。

大客流也是轨道交通关心的重点。旅游季像青岛、重庆这种网红城市会面临突发客流的情况，突发大客流的时候站务人员如何快速定位，以及乘客位置信息的分布，都可以通过三维直观信息展示。客流量数据一是来源于生态合作伙伴，比如高德可能会提供一些站外客流，站内客流主要来源于CCTV和视频分析，以便知道车站具体区域的客流分布。当出现突发大客流的时候，可以在后台设置一些预警信息，系统就可以在达到一定阈值的时候直观通知站务人员拥挤情况，做到快速响应和疏散工作。像北京客流最大的西二旗，它的客流数据信息也可以做模拟，做一些贴码摆放和客流引导的预案。

风险应急管理模块，如果站内某一个点触发火警，我们就需要知道每个点位消防物资分布情况，启动相应的应急预案。它的每一步预案会自动连锁，站务人员就可以在站务室统筹调动站内工作人员做快速响应。比如天目山屏蔽门，列车进站了，屏蔽门可以实时做到开和关，同时接通CCTV摄像头做一个三维场景，视频流和三维场景真实融合，站务人员可以在车站站务室实时观测到现场的环境。在孪生场景内也关联了资产管理系统、工单系统，在工单平台可以整体观察当前的维修状态和接单情况。每一个订单都可以通过点击定位到具体的设备位置，如果管理人员统一调控线网级管控，就可以看到设备具体点位和详情。

可以看到，虚拟巡检可以自动对接CCTV摄像头，也可以走到员工关心的点位看相关的数据信息。2021年我们和Unity中国上海研发中心一直在应用的UI风格是Unity原生，后来发现各个业主实施的时候每个人的想法都是不太一样的。我们现在在这里做了一套新的技术，BIM综合管理平台和下面设备按钮都是用H5做的，通过H5和Unity工程做一个消息传递，就能大量节省研发成本。通过外围API做数据传递，UI无缝迭代，如果有调整只需要外部团队调整，实时线上迭代更新就可以，不需要再重新打包发布。

基于这些项目，我们获得了三个国家级一等金奖和几个省部级一等奖。我们属于跨行业团队，建立了一些生态合作伙伴，像Unity和用友、百度、启明星辰、神州数码等，还有业主合作，像昆明、青岛、大连地铁、济南等。也会与各个校企和科研单位合作申报一些科研项目，我们在雄安也有管廊综合运用的项目。

我今天介绍就到这里，谢谢。