BIM技术在智慧园区运维管理中的应用探讨

2018-07-04牛亚琳张丽婷杨涌文

上海节能 2018年6期

牛亚琳刘尧张丽婷杨涌文

上海电力学院能源与机械工程学院

1 概述

1.1 背景

BIM是一种应用在建筑信息管理的模型，它具有可视化、参数化等一系列优点。智能建筑建设共分为五个阶段，分别为决策、设计、施工、运维和回收利用阶段。BIM可应用于每个阶段，由于运维阶段成本最高，所需时间最长，因此通过BIM传递与共享项目的相关信息，可实现运维管理简便化。

为了大力推进BIM的发展，国务院办公厅在2017年2月印发了《关于促进建筑业持续健康发展的意见》，《意见》提出要加快推进BIM技术在建筑全生命周期的应用，促进建筑业提质增效。由于政策的支持，BIM在其应用上展现出了迅猛增长的势头，而智慧园区也在国家的大力支持下呈现井喷之势。

国务院在2016年3月17日正式发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三五个规划纲要》（以下简称《纲要》），《纲要》中提出以基础设施智能化、公共服务便利化、社会治理精细化为重点，充分利用现代信息技术和大数据，建设一批新型示范性智慧城市。而“智慧园区”作为“智慧城市”中最重要的子系统[1]，大大影响着“智慧城市”的成功建设。

因此，BIM在智慧园区中的运维管理应用研究迫在眉睫。

1.2 文献数据分析

截止2018年4月，在“中国知网”中以“BIM与智慧园区”和“BIM与运维管理”为主题进行文献检索结果显示，近年来关于BIM分别应用在智慧园区和运维管理的研究文章持续增长，但是以“BIM、智慧园区、运维管理”为主题同时进行文献检索仅发现3篇相关文献，反映了在“基于BIM的智慧园区运维管理”这个领域的关注度正在提高，但其研究与应用成果却很少。

1.3 综述

由于提出建设智慧园区后，许多园区盲目建设，而园区部门各自为政，无法共享信息资源，导致运维阶段的管理效率较低。本文拟通过介绍五种基于BIM技术的智慧园区运维管理技术方案，提出新的思路，并通过分析现状指出现阶段遇到的困难，为今后智慧园区运维管理研究提供方向。

2 技术层面

2.1 标准

2.1.1 国际标准

国际上已发布两类BIM标准：一类是行业推荐性标准（见表1），另一类是指导性标准。

各个国家根据国际行业推荐性标准编制了适合本国国情的BIM软件使用指南，具体（见表2）。

表1 行业推荐性标准

表2 各个国家编制的BIM软件使用指南

2.1.2 国内标准

中国的BIM应用技术起步于2010年[2]，由于缺乏经验以至很难形成统一标准，而国情的不同也导致了无法模仿国外已有标准的现状。随着BIM的大力发展，我国根据自身情况制定了属于自己的标准，各个地区也分别出台地方标准，大力响应国家号召。表3列举了我国部分国家标准和地方标准：

表3 我国部分国家标准和地方标准

2.2 基于BIM技术的智慧园区运维管理方案研究

2.2.1 BIM技术的智慧园区运维管理方案简介

通过研究，提出五种基于BIM技术的智慧园区运维管理技术方案，为今后各大企业采纳BIM技术提供参考[3]。

2.2.1.1 BIM与GIS的结合

对于BIM来说，其整个生命周期的研究对象都是BIM模型，因此会脱离其地理环境因素，而三维GIS可以弥补这一缺点，尤其在智慧园区的运维阶段，三维GIS可为其提供各种空间查询及空间分析支持，从而实现运维阶段的精细化管理（见图1）。

图1 BIM与GIS流程图[4]

2.2.1.2 BIM与RFID

RFID是一种自动识别技术，其电子标签与阅读器不需直接接触，通过空间磁场或电磁场耦合进行信息交换。将RFID用于运维阶段的信息采集工作，即时将信息传递给BIM模型，可实现在运维阶段中实时跟踪与风险预测的核心功能（见图2）。

图2 BIM与RFID流程图[5]

2.2.1.3 BIM与FIM

BIM-FIM是基于BIM的机电设备智能管理系统，以IFC为标准，集成BIM、VR、互联网+等多种技术，通过建立机电设备信息模型，提供信息查询和管理平台，并为运营维护计划和应急预案的制定提供支持。

2.2.1.4 BIM与IBMS

IBMS是智能建筑管理系统，可将BIM模型的非几何信息集成到IBMS系统的数据库。在建筑内的现场设备是IBMS的各个子系统的信息源，从这些设备获取能耗数据后，依靠BIM模型可按照区域进行统计分析，运维管理人员可针对性地对异常区域进行检查，及早发现事故隐患，维持园区内业务正常运行。

2.2.1.5 BIM与ARCHIBUS

ARCHIBUS即资产管理平台，是一套用于园区内各项不动产与设施管理信息沟通的图形化整合性工具，其主要管理项目是各项资产、空间使用、园区运营维护等。

BIM与ARCHIBUS系统的结合可实现3项系统的功能，3项系统包括空间管理系统、机电设备管理系统、建筑物营运与维修管理系统，其中空间系统管理可实现分析各部门的空间库存信息、链接建筑图及基建数据以确保信息准确性、准确分配空间使用及报告征费等功能；机电设备管理系统中可生成设备分布报表等；建筑物营运与维修管理系统可实现建立设备预防性维修编制、生成设备预防性维修工作单等功能。

2.2.2 五种研究方法对比

五种用于智慧园区运维管理的对比方案（见表4）。

2.2.3 五种技术集成后可实现的场景

五种技术集成后，在智慧园区的运维管理阶段可实现以下场景：

1、公共安全及应急指挥可视化

在智慧园区内发生突发事件后，该系统是一个应急指挥调度平台，集成了地理信息、警力警情等数据，可将非常态的报警情况可视化。报警事件发生时，将突发事件三维展现，便于管理者了解事态进度，为园区管理者提供智能决策支持。

2、智慧园区可视化

呈现园区内各个方面的数据，通过分析特定领域的关键指标，提高园区运行效率。与此同时支持三维建模，使园区呈现企业、住宅、公共区域的安全运行态势。

3、智慧交通可视化

该平台可集成地理信息、GPS数据等多种数据源，显示包括所有交通工具的运行线路情况，可获取实时的交通情况，从而协调运维人员进行信息化管控。

3 讨论与展望

尽管BIM应用在智慧园区的运维管理中有众多优点，但目前在中国没有实际落地的项目，原因如下：

（1）没有成熟的BIM运维环境

在中国，BIM从设计兴起，之后又用于施工阶段和运维阶段。出现这种情况的原因是由于设计行业最先使用BIM建模，BIM建模软件简单、易上手且建模过程也不复杂，建模结果更好地呈现出了设计方的思想理念。然进入施工阶段发现BIM建模容易但真正落地很难，与其他技术协同配合难度也很大。到运维阶段，BIM应用缺点更为显著：运维阶段周期更长，涉及的人、事、物更多，且没有强制性的标准，造成数据格式不统一。此外缺乏可借鉴经验，整体的BIM应用市场不成熟。

为了改变现状，我国《住房城乡建设部》2016年12月02号发布国家标准《建筑信息模型应用统一标准》，自2017年7月1日起实施，于2017年5月4号发布《建筑信息模型施工应用标准》，自2018年1月1日起实施。已出台的两《标准》都是推荐标准，非强制性，在甲乙两方签订合同时可参照这两个标准，可预见随着BIM的广泛应用，《标准》将越来越完善。

表4 智慧园区运维管理的对比方案

（2）没有清晰的运维模式和商业模式

BIM在智慧园区的运维阶段应用中没有清晰的运维模式和商业模式，直接导致应用对象、投入产出模式和周期不明确等问题。在BIM应用之前这些问题没有考虑清楚，限制了BIM的实施[6]。建议应将一套完整的实施方案置于设计阶段之前，然后根据运维需要对BIM模型及相关数据库提出针对性的要求。也即是将运维阶段需要的参数和信息在设计初期接入BIM中，可以大大减少设计人员的工作量。

由于BIM在智慧园区运行管理项目中没有成功落地的先例，故只能在BIM广泛应用后才可逐渐探索成功适合市场的商业模式。

（3）BIM与其他技术结合后其数据不能共享

由于智慧园区是一个涉及多种技术、领域及服务对象的综合系统,因此智慧园区运维管理的建设需优先考虑BIM与其他技术间的融合。

通过有关文章搜集、整理，可以看到目前已实现BIM与GIS技术的融合。但是一些大厂商不愿将数据公开，且GIS和BIM的标准都还没有发展成熟，其产生的后果是增大了GIS和BIM的集成难度。因此，早日制定GIS与BIM的强制性标准成为今后该领域努力的方向。