杨茜 李娟 范琳琳 方琪

【摘 要】 研究表明，建筑运维成本占建筑全寿命周期成本的80 %，有效控制建筑运维成本将成为建筑业实现盈利的关键环节。文章通过研究BIM与物联网、大数据、云计算等技术的结合，构建基于BIM技术和新型信息技术的智能运维管理系统，有效提升建筑运维的应用价值，有助于建筑运维管理的快速发展。

【关键词】BIM; 物联网; 智能运维管理系统

随着当代信息技术的快速发展和其在各个行业的渗透，以BIM技术为代表的信息技术与传统建筑的融合逐渐走进中国建筑运维管理市场。而在一个项目的全生命周期中，项目的运维管理占据全生命周期的大部分。所以，实现智慧城市的关键是实现建筑的智能运维。鉴于此，本文将研究构建一个基于BIM技术和新型信息技术的建筑智能运维管理系统，实现不同类型运维信息的动态可视化管理。

1 BIM与物联网、云计算、大数据等新型信息技术的融合

BIM与新型信息技术融合中，BIM技术是物联网、大数据、云计算的基础数据模型与核心内容。物联网技术是通过传感器收集所有类型施工作业的数据，并通过实时互联网向本地运营中心和远程用户提供反馈。与云计算的联合应用，是基于云计算强大的计算能力，将大型复杂工作转移到云端，提高数据处理效率;基于云计算的大规模数据存储能力，可以使BIM模型及相关业务数据云同步，方便用户随时随地访问共享。与大数据的结合，是利用大数据的数据收集、处理、与决策能力对建筑模型和建筑使用信息进行数据处理及分类。通过技术融合实现建筑项目全过程的可视化管理，构建“BIM+”智能运维管理平台。

2 BIM与新型信息技术在建筑运维管理方面上应用

近几年，在国内出现了一些基于BIM技术的信息管理平台，通过BIM与大数据、云计算、物联网的融合，以互联网为载体，BIM为核心，新型信息技术为辅助工具，构建集可视化、模型化、辅助运行、智能维护等功能为一体的智能运维管理平台[1]。基于BIM的运维管理平台是一个高度集成化的管理平台，对建筑各个分部子模块的运行、维护进行集中管理和监视，将一个建筑的分部子模块的数据收集起来，运用大数据和云计算分类处理这些信息，统一储存到整体的数据库里，实现数据共享，将分散的子模块在统一的平台上联系起来。以下将介绍这类平台的系统构建及具体应用。

2.1 智能运维管理系统的构建

2.1.1 智能运维管理系统的构架

基于BIM的运维管理平台系统是一个高度集成的管理平台。目前，运维管理系统的总体结构大致可分为三层：应用层、控制管理层和基础设施层。应用层，该层是系统直接提供给客户操作使用的部分，将控制管理层处理过的信息展现在3D模型上，形象直观的呈现在用户界面上，用户可以进行实时监控管理。控制管理层，该层是整个系统的关键部分，是对由基础设备层输入的信息进行分类处理和分析，并将整理好的信息储存到相应数据库中，还可以在下层设备发生故障时进行决策，辅助用户对建筑进行管理。基础设备层，该层由智能运维管理系统的基础设备（基础控制系统，设备驱动系统，相关通讯、网络系统，数据采集系统等）组成。组成，是整个系统收集数据的主要来源和处理数据的信息基础（图1）。

2.1.2 智能运维管理系统的开发

基于BIM技术的运维管理系统的研究和开发，通常涉及到BIM模型的处理、数据采集、平台模块的开发等。

BIM模型的处理主要是对施工环节结束后的BIM模型的数据处理与补充，将各种软件平台之间的直接数据不同格式转化为运用在该系统的统一格式并对施工各环节信息和建筑设备信息进行补充。

数据采集是利用互联网上的设备传感器和执行器采集现场设施的运行参数，并编译收入BIM运维数据库。并在数据库中调用相关数据与模型进行关联，形成结构化的数据库。

平台功能模块的设计开发主要是根据传统软件工程学理论中的基本架构理念和设计方法，进行系统用户需求架构分析、系统硬件架构设计、服务器的接口架构设计以及各个系统功能模块的综合设计。整合已有的BIM数据库、子模型视图定义、子模型提取与集成等功能模块，选择合适的云计算平台和分布式存储系统，应用高级编程框架开发BIM数据集成与管理平台的各个功能组件。组合各个服务组件，完成基于BIM的运维管理平台的平台开发（图2）。

2.2 BIM技术和新信息技术的建筑智能运维管理系统的具体运用

基于BIM的智能运维管理系统能够实时进行主要设备信息检索、运行和控制等多项功能，将建筑设备位置、功能、使用状态等信息在BIM模型中以3D的展示形式直观呈现， 方便业主可以对建筑设备进行实时定位和维护管理。以下将从三个方面介绍该系统的具体应用。

2.2.1 在维护管理[2]的应用

使用智能运维管理系统，通过物联网集成技术和三维可视化呈现技术，可以实现对于设备信息的有效查询以及定位。在设备维修方面，当设备出现故障，该系统可通过物联網感应技术即时定位到故障位置，呈现相关视频信息并向维修人员及业主发送故障报修。检修的过程中可以实时查看有关故障构件的相关图纸、历史维护信息、保修知识资料等，辅助设备故障的解决，完成后用户可以记录维修日志。在设备日常管理方面，检修工作人员可以按照该系统提供的设备信息如生产日期、检查周期、生产厂家等对设施机械进行日常的维护，并及时更新设备的维修状态。在设备生命周期管理方面，系统能够提示设备的保养维护时间，从而延长设备的寿命;对于寿命即将到期和需更换零部件的设备进行预警，防止事故的发生。运用该系统更为方便的是相关的管理人员不必前往现场就可以对调度和管理设备，只需要使用一台移动互联的设备即可轻松地完成对其远程控制管理。

2.2.2 在安防管理的应用

在安保监控系统的管理中，将视频识别及跟踪系统的信息集成在该平台中，就能够实时在该平台中采集、查看、监测这些信息;在消防管理中，通过BIM模型可以更加明确地得到消防装置的具体定位、消防工程管线的布局等。基于BIM技术的数字管理系统可以进行多种应急情况的模拟预演，节省消防演练的人力时间投入[3]。在发生重大火灾时，也能实时显示火源特征和具体位置，准确向用户提供火灾警情及火灾源的具体蔓延活动情况，便于用户第一时间快速作出火灾应急处理决策[4]。

2.2.3 在能耗管理的应用

BIM与云计算、大数据等相关技术相结合，从不同纬度剖析建筑能耗及费用，自动管控所有系统，提供管理分析平台，通过仿真预估技术提供能源优化预案，结合远程控制技术使建筑物能耗成本降低，且系统运行更适宜以达到最智能化的节能管理[4]。

3 现状分析及未来发展趋势

3.1 现状分析

在这个信息技术飞速发展的时代，传统物业运维管理已经无法满足业主的需求[5]。不同于智能运维的实时监控来达到安全即时的管理，传统运维是依靠运维人员完成日常运维工作，而设备设施的运维更是靠投诉推动，没有周期性的维保计划，属于事后应对模式。手工填报记录运维结果，效率低且易漏写和写错，数据的真实性不可控;并且维保人员认知与技术水平不一，往往难以从表象中判断故障，故障查出之后维修不及时，会留下潜在的安全隐患。如今，人们对安全管理和设备维护的要求也越来越高，传统运维显然已经不能满足人们的需求，建筑的智能运维代替传统运维是必然的结果[6]。

3.2 发展前景

近年来，BIM技术的发展越来越受重视，无论是政策配给，还是实际需求，BIM在建筑行業的“存在感”已不容忽视。虽然BIM运维应用还未普及，但随着信息技术的高速发展，相信“BIM+”智能运维管理的时代将会很快到来，“BIM+”智能运维管理的普及能够有效解决建筑运维管理过程中的各种问题，将给中国带来巨大的经济效益、社会效益[7]。

4 小结

综上所述，基于BIM 技术与物联网、大数据、云计算等新型信息技术构建建筑智能运维管理系统，实现建筑项目在运维阶段数字化、物联化、智能化、可视化的有效管控，提高项目的运行品质与效率，促进管理向标准化和精细化提升，以降低项目的运维成本，实现建筑资源利用最大化。

参考文献

[1] 王净.BIM技术在工程建设全过程管理中的应用[J].工程技术研究，2020，5（18）：158-159.

[2] 李倩.论BIM技术在智能建筑设计、施工与运维中的应用[J].中国住宅设施，2018（1）：43-44.

[3] 姜萌.物联网+BIM在工程运维管理中的应用[J].建材与装饰，2020（9）：149-150.

[4] 季凡杰，张东林，刘月君，等.BIM技术在工程运维管理成本中的应用研究[J].河北建筑工程学院学报，2020，38（2）：96-101.

[5] 周静. “BIM+VR”技术在建筑设备运维管理中的应用研究[D].长春：长春工程学院，2020.

[6] 沈慧.基于BIM技术的智能建筑运维管理[J].中国建设信息化，2018（14）：62-63.

[7] 陈梓豪，白宝军，陈昆鹏，等.华润深圳湾国际商业中心项目BIM运维管理平台应用[J].施工技术，2018，47（S4）：1073-1076.

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