基于BIM三维可视化智慧建筑全生命周期运营管理平台

基于BIM三维可视化智慧建筑全生命周期运营管理平台

发表时间：2019-01-02T14:35:30.857Z 来源：《防护工程》2018年第29期作者：王帅张超徐涛温德政殷利庆[导读] 随着物联网、BIM、云计算技术的不断发展和建筑业在智慧城市实现进程中的重要地位，智慧建筑的概念应运而生。

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摘要：随着物联网、BIM、云计算技术的不断发展和建筑业在智慧城市实现进程中的重要地位，智慧建筑的概念应运而生。本文通过运用物联网、BIM和云计算等技术实现了基于BIM的三维可视化智慧建筑全生命周期运营管理平台。该平台实现了建筑三维可视化，物理设备实时监测与智能管控，楼层人员定位、故障报警等功能。通过电脑客户端或智能手机端进行各项操作，实现操作简单，无需巡楼，节省人力和管理成本，提高整体效益。

关键字：智慧建筑；物联网；BIM技术；三维可视化；智能管控

一、引言

随着物联网和BIM技术[1-2]的应用与发展，以及BIM二次开发接口的开源能力，经过悉心研究，将传统的楼宇智能化与先进的BIM轻量化技术结合，实现基于BIM三维可视化[3-4]的智慧建筑全生命周期[5]运营管理平台[6-7]，该平台将物联网、云计算技术与BIM模型、运维系统、移动终端等结合起来集成应用，实现设备运行管理、能源管理、安保系统、租户管理等实时监测[8-9]与管控[10]，BIM三维可视化智慧建筑运营管理平台为后期的运维工作提供了信息支撑与保障。

二、主要技术内容

通过该平台可以对整个楼宇的结构进行三维可视化展示；对设备运行、设备规格型号、生产厂家、生产日期及安装时期等情况进行数字化管理；实时监测设备的各项参数，分析各项设备和周围环境的参数，实时预警水电超标和设备故障位置等信息，对可能发生的灾害进行预防，降低运营维护成本，提高维修效率。如果发生火灾可通过BIM可视化系统实时提供最佳逃生通道，指挥业主进行逃生；在平台中通过BIM模型和物联网技术可直接调用监控摄像头，智能控制照明、VRV空调、排风机、换气机等设备，操作简单，无需巡楼，节省人力和管理成本，提高整体效益。该平台主要由三维可视化设备联动，大屏展示，后台管理，生产运维等部分构成。平台重要功能的实现原理如下：

（一）三维可视化设备联动原理与实现

利用BIM技术创建三维可视化智慧建筑模型。通过BIM模型可以方便、直观的对整个楼宇的复杂结构进行分析，定位设备所在的位置。在BIM模型中绑定楼宇中所有的设备，比如空调、灯、监控等，绑定之后可以在BIM模型中操作绑定了的设备。在平台中选中需要操作的设备类，在设备列表中查看和更改设备的信息，还能直接定位到对应设备在BIM模型中的位置，然后通过点击BIM模型中的设备图标就可模拟现实中的现场操作。

利用物联网技术实现对硬件设备的控制。通过调用OPC服务接口，将平台中操作硬件设备的指令发送到OPC服务器，OPC服务器获取指令再控制硬件设备。

以监控为例，调用监控时先直接定位到它在BIM模型中的位置，然后点击监控图标会直接弹出该监控的当前画面。通过该平台实现了快速地调用楼宇中各个监控，方便快捷的掌握建筑物内部的情况。

（二）设备数据采集及展示的实现

为了实时的掌握楼宇内外各项指标的情况，平台利用无线传感器实时的监测统计楼宇的门禁、用电、用水、空调、新风机、开水机、财务报警、室外灌溉、室内环境和室外环境情况，将以上采集的信息数据经过转换传给控制器，并将监测结果在大屏上显示。这些实时监测到的数据通过无线传输的方式发送到控制设备与智能手机APP上。通过这些实时数据及时掌握楼宇的状况。比如，可通过BIM可实时调取集中用水、用电的实时画面，针对不良用水、用电实时管理，达到节约能源的作用。

（三）后台管理和生产运维的功能

后台管理部分包含定位管理、BIM模型管理、智能设备管理和权限设备管理这几个部分。定位管理又分为定位人员信息管理、定位区域切换管理、协调器安装位置定位管理、锚节点安装位置定位管理和移动节点管理。BIM模型管理分为BIM源文件管理、BIM文件转换管理、BIM模型集成管理和BIM构件播放管理。智能设备管理包含定位设备管理、门禁设备管理、灯开关设备管理、监控设备管理、新风换气机设备管理、空调设备管理、送排风机设备管理。后台管理部分记录着用户，BIM模型、所有设备、用电用水等相关的所有信息。

生产运维部分包含人员定位分布、人员定位导航、楼宇实时监控、设备故障告警、设备故障研判、设备故障抢修、天气监测、能耗监测和环境监测等。

三、效益分析

（一）经济效益

自主研发BIM可视化智慧建筑管理平台，可替代采购的楼控集成软件，减少采购成本。

（二）社会效益

BIM可视化智慧建筑管理平台实时监测整个楼宇的运行情况，对物业运营起到高效、便捷管理的目标。

四、总结

建筑是城市的重要组成部分，智慧城市的发展离不开建筑业的支持，为了更好、更快的推进智慧城市的建设，智慧建筑将会是未来建筑业的发展趋势。各种信息技术的创新和进步使智慧建筑得以实现，反过来，智慧建筑的不断发展与应用会对信息技术的提出更高的要求，推动信息技术的不断发展与成熟。智慧建筑能够创造良好的社会效益、经济效益和环境效益。

参考文献

[1]刘三明, 雷治策, 孙大峰. BIM+物联网技术在中国尊项目运维管理中的应用[J]. 安装, 2017(7):12-14.

[2]王晨. 建筑业基于BIM的物联网技术应用[J]. 房地产导刊, 2015(26).

[3]沈辉, 宁吉建. 浅谈基于BIM的三维可视化运维管理系统[J]. 建筑工程技术与设计, 2017(17).

[4]李昂, 石振武. BIM技术在建筑工程项目中的应用价值[J]. 经济师, 2014(1):62-64.

[5]李雪梅, 姚雨竹. BIM技术在建筑物全生命周期碳排放中的应用[J]. 建筑技术, 2016, 47(5):407-411.

[6]孙鸽梅. 基于BIM、RFID和云计算技术的智慧建筑研究[J]. 硅谷, 2014(1):52-53.

[7]孙连营, 王理. 建筑行业智慧建筑技术路线图研究[J]. 建筑科学, 2016, 32(5):121-125.

[8]蒋鹏. 基于无线传感器网络的湿地水环境远程实时监测系统关键技术研究[J]. 传感技术学报, 2007, 20(1):183-186.

[9]姜麟, 蔡翔云, 张庆,等. 开发基于Web技术的工业信息远程实时监测系统[J]. 计算机应用研究, 2000, 17(7):63-65.

[10]黎星辰, 李生林, 谢昌华,等. 基于物联网的数字营区智能管控系统研究[J]. 信息系统工程, 2013(5):53-54.