5.2.3 基于BIM技术的地铁车站消防管理平台设计
BIM技术作为三维数字化信息技术，在图形可视化、方案协调、施工模拟等方面具有显著的优势，在建筑工程尤其是复杂建筑领域已经得到大量应用，但是目前BIM技术在我国消防领域的应用及发展还比较缓慢。因此，开展基于BIM技术的地铁消防管理研究非常必要。邓铁军等人研究了BIM技术在建筑物消防中的全生命周期应用；叶继红等人通过案例分析了BIM技术在火灾模拟与救援应急规划方面的优势；萧炎泉等人创建了BIM环境下基于web的火灾监视和管理系统，证明了BIM在消防管理方面的高效性。
基于BIM技术研发智慧消防应急辅助平台，可实时监控地铁车站的火灾报警信息，排烟风机运行状态信息，调用视频监控信息到消防应急中心，远程辅助指导火情侦察、消防疏散、火灾逃生等。下面以广西南宁地铁消防工程为例，对BIM技术在地铁消防管理中的应用进行探讨。
1.智慧消防应急辅助平台
1）工程概况
朝阳广场站是南宁市轨道交通1号线一期工程自西向东的第12个车站，位于朝阳路与新华路的交叉口处，车站沿朝阳路设置，大致呈南北走向。车站为地下4层，双岛叠式站台，同台换乘车站，全长321.7 m。地铁车站防火等级为一级，车站装饰材料全部采用难燃或阻燃材料，设备系统采用了低烟无卤阻燃电缆。划分站厅、站台层和设备区三个防火分区，消防控制中心与综控室（综合控制室）共用，设在站厅层设备区。
2）平台架构
南宁地铁智慧消防应急辅助平台将GIS（geographic information system，地理信息系统）+BIM作为信息载体，集成地铁消防预警和视频监控信息。
（1）GIS地图模块。GIS地图模块是将整个南宁市地铁车站地理信息与周边的地理信息进行联动交互的模块，为地铁车站的消防管理打好基础。可在地图上看到每一个站点的具体位置，按照等级标明重点控制点和报警点。随着地图的缩放，可查看站点的BIM模型及周边道路、设施的环境信息，并且将周边重要的单位（如公安、消防、医院）标注在地图上，各方根据信息互享的需求，可以直接在平台上进行联动交互。
（2）可视化管理模块。在GIS地图上点击单个站点，进入单个站点BIM模型，所有的相关信息都附于相应模型构件中，可具体查看站内消防专业相关信息，包括位置、数量、属性、可采取的灭火措施及注意事项等，并对相应的防火设施设备进行特殊标注，为火灾救援做准备。
（3）监测预警模块。监测预警系统与BIM模型绑定，在BIM模型中重点标注重要监测预警点。平台具备预警功能，发生火灾时，可自动推送预警信息给相关人员，据此定位着火点。同时，指挥中心通过平台查看BIM模型绑定的视频监控，及时掌握地铁内部及其环境状况，开展火情通知、人员疏散及火势扑灭等先行工作，支援后续的人员救援工作。
（4）消防资产维保模块。运营维护时，根据平台可视化模型对地铁内的消防资产进行清点，实现可视化运维，保证维保数据可溯源。
（5）应急联动流程：提前将可能发生的火灾进行分类，按类别设置不同的应急流程，将应急流程上传平台，便于日常消防演练。应急联动技术路线如图5.17所示。
图5.17 应急联动技术路线
2.消防管理应用
1）消防模拟演练
在地铁车站BIM模型中设置好可移动的虚拟小人，通过计算机算法自动计算与虚拟小人距离最近的出口，实现快速逃生的模拟演练，另外将提前放置的应急预案转换成动画模式在BIM模型中虚拟演练，可发现实际操作中可能遇到的问题，用于指导实际中的火灾逃生演练。
2）应急救援联动机制
由于地铁项目垂直落差大、结构复杂、人员密度大，以及消防员受正压式空气呼吸器使用时间限制等不利因素的影响，故而建立消防总队与南宁地铁消防应急救援联动机制，以减少此类因素的不良影响。消防总队与南宁地铁消防应急救援联动机制如图5.18所示。
图5.18 应急救援联动机制
消防应急救援联动机制包括三个阶段的内容。
（1）侦查阶段。由综控室传输视频信息、设备信息等到BIM辅助平台，再由平台反馈信号给119指挥中心。119指挥中心掌握送风排烟、应急广播等固定消防设施开启情况，查明分区受伤乘客数量及分布位置，实时通过平台与综控室相互传递信息，采取相应措施。
（2）疏散阶段。通过BIM辅助平台实时进行数据共享后，综控室进入火灾模式，打开车站的检票口和安全出口，扶梯改为上行，通过应急广播发出火灾警报，指明疏散路线。同时119指挥中心调动救援人员、灭火材料、机械装备到救援现场，派消防员在楼梯、道路拐角处组织引导乘客快速撤离，疏散过程中加强安抚乘客，防止出现拥堵踩踏等事件。
（3）攻坚搜救。搜救人员以4人组成1个攻坚组，以梯队形式展开，需要携带个人防护、搜救、破拆、照明、通信等装备。发生火灾事故后，需要救助的地铁乘客分为三类。第一类是行动自如，但因恐慌迷失方向的乘客。到场力量对其是以引导疏散为主，指明疏散方向，避免疏散路线和消防进攻路线冲突，并在疏散过程中安抚乘客情绪。第二类是行动不便，但距离搜救人员较近的乘客，通过喊话呼叫等方式可以迅速确定被困者位置，由搜救人员根据被困者具体情况采取背、抱、扛、抬或用担架抬等方式转移至安全区域。第三类是完全昏迷人员。搜救人员难以确定被困者位置，在浓烟和黑暗的环境下，需要进行全方位无死角搜索。搜救中4个人组成1个搜救小组，1人为搜救员、1人为支点。搜救员和支点人员用绳索连接，搜救员扇形移动扫描区域，支点人员周期性推进，另外2人转移搜救到的被困者。
另外，搜救人员的空气呼吸机消耗较快，需要后勤及时保障空气呼吸机，将后勤保障点设置在前方指挥部，靠前保障。
基于BIM技术的智慧消防应急辅助平台，结合云数据、GIS技术和物联网技术等先进技术，通过将城市地铁车站的GIS地图、监控预警系统、应急预案等与BIM模型相关联，实现快速定位着火点、及时采取相应措施、可视化地指挥火灾疏散和救援、准确快速地疏散人群，保障人员生命安全，把灾害损失降到最低。还可通过反复模拟和运算来全面分析乘客的疏散行为，提前发现未来可能影响安全疏散的地铁车站问题，避免不必要的经济损失。同时，本平台可对地铁车站进行全面监控，项目管理者可清晰直观地在计算机上了解地铁车站的各种信息，掌握具体情况，预防危险发生，给管理者提供了决策时间。