王朝華

九冶建設有限公司第二工程公司

基于BIM的機電設備智能管理系統(tǒng)

王朝華

九冶建設有限公司第二工程公司

機電設備設施的管理是物業(yè)管理的基礎管理之一。若設備的可靠性低，管理不善，在運行中發(fā)生意外，不僅破壞了企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營秩序，同時也使企業(yè)甚至國家遭受重大的經(jīng)濟損失。因此，如何提高設備設施管理水平及保障設備安全、經(jīng)濟運行，節(jié)能降耗，保證安全生產(chǎn)，消除環(huán)境污染，有效預防設備和人身事故及社會公害，是現(xiàn)代化物業(yè)設備管理的重要課題。本文重點研究大型項目應用 BIM 模型進行機電設備應急管理的關鍵技術和軟件實現(xiàn)方法。

BIM；機電設備工程；應急；運維

隨著大型商業(yè)和公共建筑物的急劇增多，這些大型建筑物機電設備的正常運作給運維管理帶來新的要求，因為機電設備故障是無法避免的事實，一旦發(fā)生機電設備出現(xiàn)問題，如何快速確定故障點，如何在最短時間內(nèi)修復故障，如何在修復過程中把故障帶來的影響降到最低，如何對維護維修人員進行緊急情況下的模擬演練，當遇到緊急情況下能快速、安全地處理事故，是大型商業(yè)和公共建筑物機電設備應急管理需要解決的問題。

1 BIM定義

首先，在BIM中，運用數(shù)字化手段，在計算機中構建一個三維虛擬的建筑模型，在這個虛擬的模型當中，存在著一個重要的數(shù)據(jù)庫，其中涵蓋了建筑物在整個生命周期當中需要的各類數(shù)據(jù)。在數(shù)字環(huán)境下，各類數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時更新，并允許業(yè)主單位、設計單位、施工單位、運營維護等各有關單位的技術人員進行訪問和維護，從而從全局把握整個工程項目的各項數(shù)據(jù)。其次，BIM采用數(shù)字化的方法提供集成管理的環(huán)境，在建筑生命周期內(nèi)實施有效的管理，減少管理風險，提高管理的準確性、提高管理的效率?？偟膩碚f，BIM是一個動態(tài)過程，運用數(shù)字模型設計、施工、運營并運用整個的工程項目，而這一過程當中所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物就包含BIM模型。BIM模型同二維圖紙類似，也是一種表達的手段，只不過相比于圖紙，BIM將建筑整個生命周期信息都集成于內(nèi)。所以從這個角度講BIM是平臺，也是一個載體。模型同信息之間存在著密切的關聯(lián)，二者是BIM的核心所在。信息與模型是構成BIM必要條件。信息為模型提供內(nèi)容，模型為信息提供載體，各類信息集合構成模型，各類建筑生命周期的有關信息都被模型所記錄，二者構成了BIM的肉體和靈魂。

2 基于BIM的機電設備智能管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)架構

BIM-FIM2012的系統(tǒng)架構為典型的C/S結構，服務器端配置路由器、防火墻以及SQL Server服務器一臺，負責提供數(shù)據(jù)存儲、訪問和管理等服務?？蛻舳藶榭蛇B接入網(wǎng)絡的個人計算機，以及支持二維碼掃描和無線網(wǎng)絡傳輸?shù)氖殖纸K端。客戶端計算機中還通過一個以XML文檔形式保存系統(tǒng)配置信息和項目具體細節(jié)的配置文件，對BIM-FIM2012的應用環(huán)境進行設置。對于所管理的每一個項目，包含多個以二進制的形式將遠程數(shù)據(jù)庫中最新數(shù)據(jù)的拷貝，映射到緩存在本地計算機中的文檔，用來提高BIM-FIM2012讀取數(shù)據(jù)的效率。移動終端為采用Windows Mobile系統(tǒng)的手持PDA，同樣通過一個配置文件，實現(xiàn)當前終端和服務器連接的配置信息。

2.2 關鍵技術

1)基于IFC的信息共享接口：通過開發(fā)IFC接口，導入Revit系統(tǒng)建立BIM模型，通過IFC文件導入BIM-FIM系統(tǒng)，并保存模型的所有屬性信息。2)BIM模型多維存儲與優(yōu)化：BIM三維模型數(shù)據(jù)量極其巨大，通過采用實體掃掠法和邊界描述法等，從多維角度對同一構件進行存儲，并在不同需求情況下，動態(tài)獲取各維度信息。同時，對BIM模型中的三維構件，采用模型轉化機制、位置映射、邊界簡化等技術和算法，大大優(yōu)化并降低了BIM模型信息的存儲量。3) 設備成組標識與基于移動平臺的設備識別：通過開發(fā)二維碼接口，將單個設備及區(qū)域內(nèi)設備的關鍵信息成組，并以二維碼標簽的方式標識并保存。當移動平臺設備掃描到該標識時，能提取其相關信息，并在無線網(wǎng)絡環(huán)境下，從 BIM 數(shù)據(jù)庫中獲取其他相關屬性信息，為維護人員提供支持，例如在維護維修過程中，快速獲取設備參數(shù)，使維修過程簡便、高效。4)應急預案管理： 用二維編碼技術以及多維可視化 BIM 平臺進行信息動態(tài)顯示與查詢分析，為業(yè)主方提供設備故障發(fā)生后的應急管理平臺，省去大量重復的找圖紙、對圖紙工作。運維人員可以通過此功能模塊，可快速掃描和查詢設備的詳細信息、定位故障設備的上下游構件，指導應急管控。

3 實際應用

對擬建的嘉里建設廣場項目BIM模型進行詳盡的規(guī)劃，包括模型文件的劃分、組織、命名，以及模型文件信息的融入形式。在嘉里建設廣場，BIM-FIM系統(tǒng)實現(xiàn)了模型中所有構件的基本信息管理，實現(xiàn)了大廈的知識庫管理，也結合移動設備，實現(xiàn)了大廈的維護維修管理和應急預案管理?；拘畔⒐芾砉δ苡兄谖飿I(yè)管理者快速了解大廈的物業(yè)信息，深層次了解大廈的內(nèi)部狀況。知識庫方面集中了相關系統(tǒng)的操作規(guī)程、學習培訓等資料，方便物業(yè)管理者快速打開查看，正確做出判斷、操作，效果良好，這也是基于BIM的機電設備設施管理系統(tǒng)的一大優(yōu)點?；贐IM的機電設備設施管理系統(tǒng)的關鍵優(yōu)勢在于維護維修、應急預案管理的模型化，在于整合移動設備功能用于BIM-FIM中。通過系統(tǒng)三維查看需維護維修的構件，通過掃描設備二維碼、條形碼，即時查看相關構件的上下游構件，對應急事件做出回應、處理。

總之，BIM-FIM2012系統(tǒng)綜合應用BIM技術、計算機輔助工程技術、虛擬現(xiàn)實技術、移動網(wǎng)絡技術等，引入建筑業(yè)國際標準IFC，通過建立MEP-BIM，實現(xiàn)機電設備安裝過程和運維階段的信息共享，并支持在安裝完成后將設備實體和虛擬的MEP-BIM一起集成交付給業(yè)主。同時，BIM-FIM2012系統(tǒng)作為機電設備信息化運維管理平臺，為運維人員提供高效的運維手段，以保障所有機電設備及其各子系統(tǒng)的安全運行。

[1] 胡振中，陳祥祥，王亮等. 《基于BIM的機電設備智能管理系統(tǒng)》[J].土木建筑工程信息技術，2013，5(1)：22-26.

[2] 張赟. 從BIM的角度思考建筑全生命周期的能耗管理[J]. 綠色建筑，2012(4)：29-30.