BIM与物联网的集成应用

第五章BIM与物联网的集成应用

5.1概述

5.1.1物联网的基本概念

国内外普遍公认物联网（Internet of Things）是MIT Auto-ID中心Ashton 教授1999年在研究RFID时最早提出来的，当时的定义为：物联网即通过射频识别（RFID）（RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。

我国的物联网概念早在1999年就提出来了，当时叫传感网，其定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

2005年，国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）在突尼斯举行的信息社会峰会上发布的《ITU互联网报告2005：物联网》中，正式提出了物联网的概念，即：通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

工业和信息化部软件与集成电路促进中心邱善勤主任在2010年《物联网产业动态》第1期里面发表的“物联网产业发展阶段分析”文章中通过研究分析，将物联网发展分为三个主要阶段，分别是自然发展阶段、生态意识阶段和生态系统阶段。

1）自然发展阶段（上世纪90年代至2009年）

在自然发展阶段，物联网在实验室开始萌芽，从科学研究实验阶段起步，随着技术发展，不断扩大应用范围，演进到了小规模产业化和应用阶段。物联网的一些相关技术标准、网络基础、产业和应用已经开始自然发展起来。该时期感知

能力还比较弱，只是基于现有网络实现一些小规模的应用。该阶段特征是自发、无意识、零散、不成体系、规模小。

2）生态意识阶段（2009年至2015年）

在生态意识阶段，各个国家开始提出以物联网为核心的一系列发展政策和指导建议，我国也明确提出着力发展物联网产业，国家及地方政府开始有意识地培育物联网产业，制定产业发展规划。政府的引导和扶持吸引了更多的科研院所、企业、组织机构积极参与进来，带动技术和产业加速发展，从而带来业务和应用种类的增加，物联网应用逐渐开始走进公众生活。在这种有意识地推动下，物联网产业进入快速发展阶段，将广泛实现物与物之间的互联，通过信息有限感知和有限传送实现更大范围特定领域的应用。该阶段的主要特征是政府驱动、企业积极参与、示范应用项目和技术标准工作加速推进、规模快速扩大、行业性和区域性明显。

3）生态系统阶段（2015年以后）

在生态系统阶段，物联网相关技术和产业相对成熟，物联网应用开始融入公众生产生活，从而使应用范围更加广泛，业务种类更加丰富，市场空间更为巨大。广阔的市场成为该阶段物联网产业发展的主要动力，吸引更多商业机构踏入物联网世界，挖掘物联网巨大潜力，商业化将为物联网带来新的飞跃。该阶段将通过信息全面透彻的感知和多种通信技术相结合的自由传送，逐步实现半智能化及全智能化，形成跨行业、跨区域高度融合的生态系统，实现融合渗透到各行业、各领域的物联网应用，最终改变社会生产和生活方式。该阶段的主要特征是市场驱动、企业主体、体系完善（包括产业体系、标准体系、服务体系、保障体系、创新体系）、规模庞大、高度融合、商业模式成熟、业务种类繁多、应用领域广阔、国际化明显。

5.1.2BIM技术与物联网集成概述

如何将BIM技术“嵌入”到物联网中，似乎还没有清晰的思路和可行的方案，缺少明确的概念和定义，但有一点是很清楚的，那就是在建筑行业里BIM 离不开物联网，没有物联网，BIM技术应用缺少支撑，同时，BIM技术与物联网技术的集成应用可以在工程建设及运维方面发挥更大的作用。只有把建筑物数字化、信息化，建立整个建筑BIM信息模型，才是实现高效建运管理的基础。BIM 技术是物联网应用的基础数据模型，是物联网的核心和灵魂，正如BIM技术是

ERP基础数据一样，物联网应用不能脱离BIM技术。没有BIM技术，物联网的应用就会受到限制，就无法深入建筑物的内核，因为许多构件和物体是隐蔽的，存在于肉眼看不见的深处，只有通过BIM模型才能一览无遗，进而展示构件的每一个细节及相关属性信息。这个模型是三维可视和动态交互的，涵盖了整个建筑物中所有信息，并与楼宇控制中心集成关联。目前，建筑信息模型在设计阶段应用较多，还没大范围进入建造和运维阶段，而物联网应用多集中在运维阶段，一旦将两者结合应用在整个建造和运维阶段将产生极大的价值。BIM技术与物联网二者的结合，将智能建筑提升到智慧建筑新高度，开创智慧建筑新时代，是建筑业下一个重要发展方向。

国内BIM技术与物联网集成应用比较有代表性的案例如2008年北京奥运会的“奥运村空间规划及物资管理信息系统”，即采用了以BIM建筑信息模型为基础的数据信息管理。设计师将奥运村空间规划及设施以三维图形方式处理并创建BIM建筑信息模型数据，结合物联网技术，在完成奥运村空间规划的同时，就自动产生与奥运村三维图形对应的奥运村物资、设施数据库，这确保了奥运村的资产管理、物流服务可视化和高效性。该信息管理系统以BIM技术为基础，同时配合专业的协同作业软件，使得奥运村的空间规划、物流服务可以实现在线集中远程即时管理和控制。这是基于BIM技术的物联网应用雏形，也是成功应用案例，可以作为未来BIM技术在物联网上应用的一种模式，它将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种硬件装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，而当物联网与建筑信息模型BIM 融合集成，就能发挥更大的作用。

本章后续几节内容将重点对BIM技术与物联网融合的原理、价值，集成应用的软硬件环境要求、集成应用的方法步骤、BIM技术与物联网集成应用现阶段存在问题及今后的发展趋势分别进行了阐述。同时通过“上海浦江大型PC保障房项目”和“上海虹梅南路隧道工程”两个案例，系统地对BIM技术与物联网技术在具体案例中的应用情况及效果进行剖析说明。

5.2集成原理与核心价值

5.2.1集成原理

BIM技术与物联网的融合可以通过BIM信息化模型和物联网的RFID等电子