基于BIM的智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)的研究及設(shè)計(jì)

宋龍龍，李 嘉，焦子玲

(三峽資產(chǎn)管理有限公司，北京 101100)

1 智慧樓宇概述

智慧樓宇是建筑和科技的融合，能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的生活需求。智慧樓宇結(jié)合當(dāng)今社會(huì)最先進(jìn)的技術(shù)，完成樓宇中的各種軟硬件的智能化管理，打造出創(chuàng)新型的辦公條件，利用四化(集約化、平臺(tái)化、接口化和社交化)實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域、跨部門之間的合作。打通跨領(lǐng)域平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)、移動(dòng)支付等功能，讓城市生活與智慧辦公實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接。通過(guò)智慧樓宇建設(shè)，能夠?yàn)槠髽I(yè)研發(fā)、企業(yè)生產(chǎn)提供智能化工作環(huán)境，保證信息溝通的即時(shí)化和信息共享的便捷化。此外，在人們?nèi)粘Ｉ钪?，智慧樓宇也能夠發(fā)揮作用，可以通過(guò)遠(yuǎn)程app實(shí)現(xiàn)屋內(nèi)各電器的智能運(yùn)行，可隨時(shí)控制屋內(nèi)采光，調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣，真正做到服務(wù)智能化。

2 基于BIM的智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)

與傳統(tǒng)的樓宇管理系統(tǒng)不同，智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)旨在通過(guò)一套完善的管理系統(tǒng)，將機(jī)電設(shè)備管理、能源管理、人員管理、環(huán)境管理等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智慧、安全、長(zhǎng)效的一體化管理模式。簡(jiǎn)單來(lái)講，就是通過(guò)主系統(tǒng)和各個(gè)子系統(tǒng)的緊密連接，以BIM技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化運(yùn)行、環(huán)境品質(zhì)管理，為管理人員提供科學(xué)決策，全面提高綜合服務(wù)管理的效率和品質(zhì)。

1)以BIM技術(shù)為支撐的智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)，具有實(shí)用、功能齊全以及可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)勢(shì)，該系統(tǒng)中包含樓宇中的所有服務(wù)管理，實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)管理信息化與智能化。

2)借助BIM技術(shù)建立起智慧樓宇系統(tǒng)模型，模型的相關(guān)功能，必須要與智慧樓宇建設(shè)管理需求保持一致。屆時(shí)便可以對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行模擬、統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，便于管理人員制定科學(xué)完善的運(yùn)維管理方案，并不斷優(yōu)化運(yùn)維方法，同時(shí)也可為指標(biāo)化考核提供數(shù)據(jù)參考。

3 基于BIM的智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1為基于BIM的智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

圖1 智能樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)

作為智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)能夠打破數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，按照一定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樓宇中的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效劃分，形成規(guī)范化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再按照樓宇各管理平臺(tái)和垂直系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的需求進(jìn)行有效提供。數(shù)據(jù)集成子系統(tǒng)主要用于收集智慧樓宇運(yùn)行中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、各個(gè)子系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及二、三維空間數(shù)據(jù)等。其中，樓宇內(nèi)的設(shè)備、資產(chǎn)以及人員等靜態(tài)數(shù)據(jù)都屬于樓宇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；BIM模型的建立、樓宇CAD數(shù)據(jù)等都屬于二、三維數(shù)據(jù)，二、三維數(shù)據(jù)是綜合服務(wù)管理平臺(tái)運(yùn)作的核心；樓宇內(nèi)攝像頭監(jiān)控到的視頻、傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)以及樓宇中門禁、智能水電表等都屬于物聯(lián)感知設(shè)備數(shù)據(jù)；樓宇自控、安防、OA系統(tǒng)、空間管理等都屬于垂直系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

3.2 業(yè)務(wù)使能子系統(tǒng)

該系統(tǒng)的建立是為了給樓宇綜合管理平臺(tái)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供幫助。在該系統(tǒng)中，通過(guò)BIM引擎以及GIS引擎，可以實(shí)現(xiàn)建筑模型信息以及地理信息的有效加載與高效處理。借助可視化引擎，能夠渲染三維模型和GIS地圖，創(chuàng)建三維場(chǎng)景，支持建設(shè)常用的數(shù)據(jù)圖表，從而綜合分析與展示智慧樓宇的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的可視化和動(dòng)態(tài)化。在系統(tǒng)中設(shè)置登錄平臺(tái)，對(duì)管理人員進(jìn)行身份認(rèn)證，并設(shè)置不同的管理權(quán)限以及用戶管理等多項(xiàng)功能。

3.3 AI應(yīng)用子系統(tǒng)

AI應(yīng)用子系統(tǒng)是支持智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)高效運(yùn)行的關(guān)鍵，該系統(tǒng)能夠?qū)怯钫w運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)智能分析，打造場(chǎng)景化的AI圖像智能識(shí)別能力引擎，能夠給相關(guān)服務(wù)業(yè)務(wù)以及管理工作提供智能識(shí)別與預(yù)測(cè)功能。該系統(tǒng)可以為智慧樓宇提供人臉識(shí)別、火情識(shí)別、車輛識(shí)別等動(dòng)靜態(tài)圖片、視頻的識(shí)別能力。

3.4 業(yè)務(wù)可視化子系統(tǒng)

3.4.1 運(yùn)行態(tài)勢(shì)感知

在BIM技術(shù)的支持下，對(duì)智慧樓宇進(jìn)行建模，在模型基礎(chǔ)上，將內(nèi)部所設(shè)置的物聯(lián)設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效連接，并借助5G以及Wi-Fi對(duì)樓宇內(nèi)部的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、高效的傳輸，在模型中可以從樓宇的環(huán)境、安防、能耗及停車情況、人員活動(dòng)情況等多個(gè)角度來(lái)了解樓宇運(yùn)行現(xiàn)狀，屆時(shí)管理人員能夠?qū)\(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)還可以針對(duì)突發(fā)的、異常的情況及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢功能，更好地掌握樓宇運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)管理與服務(wù)進(jìn)行科學(xué)安排，并通過(guò)合理措施來(lái)維持樓宇的運(yùn)行秩序和良好環(huán)境。

3.4.2 物業(yè)服務(wù)保障

在智慧樓宇運(yùn)行過(guò)程中，物業(yè)服務(wù)是保證樓宇各功能正常運(yùn)行的關(guān)鍵，可以為用戶提供便利服務(wù)。物業(yè)服務(wù)保障功能主要包含空間管理、設(shè)施監(jiān)控以及資產(chǎn)監(jiān)控。借助BIM技術(shù)，可以對(duì)智慧樓宇進(jìn)行建模，全面、直觀地反映出樓宇內(nèi)部的布局、設(shè)備以及重要資產(chǎn)的分布、人員流動(dòng)等情況。其中，樓宇內(nèi)部布局主要涵蓋樓宇中的會(huì)議室、餐廳、展廳以及工位等，以月或周為周期，對(duì)空間的利用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；資產(chǎn)監(jiān)控則是借助RFID以及AI技術(shù)，對(duì)樓宇中精密、大型的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行密切監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)資產(chǎn)出現(xiàn)了位移甚至被移出樓宇時(shí)，平臺(tái)會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信息，通知管理人員；設(shè)施監(jiān)控則主要通過(guò)樓宇中安裝的攝像頭有效監(jiān)控樓宇中空調(diào)、電梯、消防設(shè)備、水泵等設(shè)備的運(yùn)行狀況，并針對(duì)不同設(shè)施來(lái)制定相應(yīng)的維護(hù)檢修周期，到期時(shí)便可以提示物業(yè)管理人員開展維護(hù)，降低設(shè)施故障發(fā)生的概率。

3.4.3 事件協(xié)同處置

在智慧樓宇運(yùn)行過(guò)程中，可以在宏觀層面將事件劃分為常態(tài)事件和應(yīng)急事件兩種。其中，常態(tài)事件主要指樓宇內(nèi)設(shè)備設(shè)施的安全巡查和定期養(yǎng)護(hù)等周期性的計(jì)劃事件，而應(yīng)急事件則是指在樓宇正常運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)設(shè)備損壞、異常人員闖入以及相應(yīng)感知設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)等突發(fā)性事件。如果樓宇在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，該模塊能夠借助AI技術(shù)進(jìn)行智能識(shí)別，快速識(shí)別事件類型后，在BIM模型上進(jìn)行空間定位。在該模塊中，還可以借助業(yè)務(wù)使能子系統(tǒng)來(lái)提供統(tǒng)一的調(diào)度，將事件以短信或者app提醒等方式，同步到物業(yè)管理人員的手機(jī)中，在確認(rèn)事件后，可按照平臺(tái)做好的預(yù)案進(jìn)行處理，也可以選擇人工處理方式，跟蹤事件的處理進(jìn)程，形成事件一體化快速處置。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合AI技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及5G通信等相關(guān)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)。目前智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)尚未成熟，相關(guān)的研究人員應(yīng)強(qiáng)化BIM技術(shù)的研究，深入分析智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)的功能，讓BIM技術(shù)為智慧樓宇綜合服務(wù)系統(tǒng)搭建提供助力。