姜萌

（北京市海淀區(qū) 100858）

0 引言

近些年，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平得到了極大提高，人們已經(jīng)不滿足于基本的溫飽問(wèn)題，而更加關(guān)注生活質(zhì)量的智能化信息化個(gè)性化水平。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)也新建了很多房地產(chǎn)項(xiàng)目，這些工程的運(yùn)維管理還處在手動(dòng)人記、遇到突發(fā)事件不能預(yù)警的被動(dòng)管理階段。如果我們讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM技術(shù)相結(jié)合，在工程建筑的運(yùn)維管理階段將有著極大的促進(jìn)作用。

1 概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?！拔锫?lián)網(wǎng)技術(shù)”的核心和基礎(chǔ)仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”。

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)可以建立完整的、高度集成的建筑工程項(xiàng)目信息化模型，利用三維數(shù)字模型對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維管理，有效提高建筑的質(zhì)量和使用效率，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的全生命周期管理。

在建筑工程全壽命周期中，運(yùn)行維護(hù)是跨度最長(zhǎng)、成本占比比例最大的階段，因此建筑尤其是超高層建筑的運(yùn)行維護(hù)是十分重要的。但目前，在國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于項(xiàng)目管理，大多數(shù)只是集中在設(shè)計(jì)階段和施工階段，還未確實(shí)應(yīng)用于建筑的運(yùn)維階段。

2 物聯(lián)網(wǎng)與BIM相結(jié)合對(duì)運(yùn)維的促進(jìn)作用

BIM是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，也是物聯(lián)網(wǎng)的核心和靈魂。BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于建筑運(yùn)維來(lái)說(shuō)相輔相成，有了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)維達(dá)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集處理、建筑元素之間的信息交換及通訊，有了BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維管理對(duì)象在建筑三維空間中的定位及管理。物聯(lián)網(wǎng)與BIM相結(jié)合對(duì)運(yùn)維的價(jià)值，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）空間定位各類設(shè)備。BIM系統(tǒng)中給予建筑內(nèi)各類設(shè)施設(shè)備具體的空間位置編碼，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)平面二維編號(hào)向三維空間位置編碼的轉(zhuǎn)變，這樣不僅便于查找定位，并且參看也更形象直觀。例如，在規(guī)定地點(diǎn)設(shè)置傳感器，當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)等系列突發(fā)事件時(shí)，在BIM模型上快速定位起火點(diǎn)準(zhǔn)確空間位置，并查看火場(chǎng)周邊的疏散通道和消防設(shè)備情況，及時(shí)指引現(xiàn)場(chǎng)人員脫困。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控遠(yuǎn)程設(shè)備。將眾多功能各異的設(shè)施設(shè)備結(jié)合傳感器等技術(shù)共建管控到統(tǒng)一的建筑管理信息平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管。在智能感知設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)，平臺(tái)自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)預(yù)案或由平臺(tái)管理員人工方式進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。例如，通過(guò)溫度傳感器結(jié)合強(qiáng)電傳感器技術(shù)獲取空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)是否運(yùn)行異常，遠(yuǎn)程控制空調(diào)的開(kāi)啟、關(guān)閉及對(duì)合適溫度的調(diào)節(jié)。

（3）可視化各類復(fù)雜情況。在手工業(yè)圖紙化的建筑時(shí)代，所有的建筑信息都存在于二維圖紙和各種機(jī)電設(shè)備廠商提供的操作手冊(cè)上，一旦我們需要相關(guān)信息，只有派相關(guān)專業(yè)人員在整體圖紙中查找想要的信息，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。之后還需要理解信息、協(xié)商做出合理推測(cè)，然后決策，最后到建筑無(wú)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)最終方案。利用BIM建立一個(gè)可視直觀的三維模型，所有數(shù)據(jù)和信息均可精確地從模型里面快速直接調(diào)用。例如，我們需要維修一段水電管線，管線的具體施工位置，再也不用翻閱大量圖紙，都可以通過(guò)BIM系統(tǒng)一目了然。

（4）應(yīng)急預(yù)警突發(fā)問(wèn)題。以往的運(yùn)維管理都是等到維護(hù)時(shí)間或者使用期限到達(dá)后才保養(yǎng)更換，或者是設(shè)備和管線出現(xiàn)了故障后再緊急處理，這樣往往導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失甚至人員傷亡。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)與BIM結(jié)合，通過(guò)傳感器傳回的數(shù)據(jù)隨時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的使用狀態(tài)，再結(jié)合BIM系統(tǒng)標(biāo)定它的準(zhǔn)確位置，就可以預(yù)判可能發(fā)生的危險(xiǎn)。例如：發(fā)現(xiàn)某一區(qū)域主干載荷電流數(shù)值下降，可以推測(cè)該區(qū)域部分供電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，有可能造成設(shè)備損壞或者消防隱患，需要及時(shí)前往處理。

（5）累積分析各類數(shù)據(jù)。近幾年云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得建筑物運(yùn)營(yíng)維護(hù)數(shù)據(jù)的積累變得很有價(jià)值。不僅可通過(guò)對(duì)積累的數(shù)據(jù)來(lái)分析目前存在的問(wèn)題和隱患，還可以通過(guò)已積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)管理標(biāo)準(zhǔn)、建筑能耗的合理預(yù)測(cè)。例如，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)可以獲取電表的運(yùn)行數(shù)據(jù)，平臺(tái)自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行累計(jì)，再運(yùn)用大數(shù)據(jù)模型分析，從而有效預(yù)測(cè)用戶合理用電量，從而統(tǒng)籌規(guī)劃節(jié)約能源。

3 物聯(lián)網(wǎng)+BIM模式在建筑工程的應(yīng)用案例

我們以中國(guó)尊項(xiàng)目為例，淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工程運(yùn)維階段是如何應(yīng)用的。中國(guó)尊項(xiàng)目是目前北京地區(qū)在建的最高建筑之一，為CBD地區(qū)地標(biāo)性建筑。建筑樓層共108層，內(nèi)部空間用途各異，項(xiàng)目結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體量巨大，傳統(tǒng)的圖紙化施工、設(shè)施安裝和調(diào)試工作需耗費(fèi)大量人力和工期時(shí)間，必須借助信息化手段，是國(guó)內(nèi)第一個(gè)利用BIM模型、三維掃描等技術(shù)輔助項(xiàng)目管理，從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維階段全生命周期的項(xiàng)目。同時(shí)在項(xiàng)目運(yùn)維階段要求實(shí)現(xiàn)智能樓宇管理。

BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合使用可以實(shí)現(xiàn)上述要求。BIM技術(shù)可以提供整棟樓的3D模型，使建筑結(jié)構(gòu)從平面顯示轉(zhuǎn)為3D顯示，管理員在計(jì)算機(jī)屏幕前，可直觀快速查詢樓內(nèi)任意區(qū)域的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)等信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感器技術(shù)的融合。智能樓宇中涉及的供電系統(tǒng)、溫濕度、電磁門(mén)禁、漏水報(bào)警、消防煙感等場(chǎng)景均可以適配對(duì)應(yīng)的傳感器，前端出現(xiàn)問(wèn)題可以通過(guò)樓內(nèi)綜合布線系統(tǒng)+計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸，將信息立即傳遞到管理人員的電腦前。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合BIM技術(shù)要應(yīng)用于建筑運(yùn)維階段，主要解決以下兩個(gè)問(wèn)題：①物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)備與BIM模型結(jié)合應(yīng)用。中國(guó)尊項(xiàng)目在BIM模型設(shè)計(jì)階段，就必須將建筑管線，物聯(lián)網(wǎng)所需的傳感器、安防系統(tǒng)攝像頭等前端設(shè)備安裝位置進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)注，根據(jù)標(biāo)注好的數(shù)據(jù)將傳感器安放到相應(yīng)的位置，指導(dǎo)土建施工及竣工驗(yàn)收。②BIM數(shù)據(jù)的輕量化處理。項(xiàng)目采用AutodeskRevit軟件進(jìn)行建筑信息建模，AutodeskRevit建模過(guò)程非常精準(zhǔn)細(xì)致，但也使得最后生成的BIM模型信息非常龐大，如此巨大的信息量是不能在物業(yè)管理系統(tǒng)里直接使用的，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)信息輕量化處理，輕量化處理指的就是去除與物聯(lián)網(wǎng)傳感器結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的建筑信息，是對(duì)前端傳感器、設(shè)備、狀態(tài)的分類分組模板化處理。比如在進(jìn)行燈光、門(mén)禁、空調(diào)等設(shè)備監(jiān)控的時(shí)候，沒(méi)有必要把房間內(nèi)鋼筋、水管之類考慮進(jìn)去。例如，只需要監(jiān)控15、16兩層樓，也沒(méi)有必要把所有的樓層模型都放進(jìn)系統(tǒng)中。工作人員在AutodeskRevit上開(kāi)發(fā)小插件，分區(qū)域、分專業(yè)的按需分拆導(dǎo)出模型，分拆到100MB或者更小的模型，使得模型能夠在地圖中及時(shí)加載并能夠正常拖動(dòng)。從而轉(zhuǎn)換為樓宇管理系統(tǒng)可以使用的3D電子地圖。

由此可見(jiàn)，BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于建筑物的運(yùn)營(yíng)維護(hù)來(lái)說(shuō)是缺一不可。若沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)就只有停留在目前靠人到現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單操控的階段，無(wú)法形成統(tǒng)一的高效的遠(yuǎn)程管理平臺(tái)。若沒(méi)有BIM技術(shù)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)就無(wú)法跟建筑物相關(guān)聯(lián)，無(wú)法在可視三維空間中準(zhǔn)確定位，無(wú)法對(duì)周邊環(huán)境和狀況進(jìn)行綜合考慮?；贐IM核心的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，不但能為建筑物實(shí)現(xiàn)三維可視化的信息模型管理，而且為建筑物的所有組件和設(shè)備賦予了感知能力和生命力，從而將建筑物的運(yùn)行維護(hù)提升到智慧建筑的全新高度。BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是相輔相成，兩者的緊密結(jié)合將為建筑物的運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來(lái)一次全面的信息革命。