基于BIM 的智能楼宇管理系统设计与应用

高 峻

（南通五建智能工程有限公司，江苏 南通 226400）

前言

所谓的智能楼宇管理系统主要是指集成建筑物结构、系统、服务与管理于一体的系统形式。在正式运行管理过程中，智能楼宇管理系统主要根据用户实际需求进行优化组合，为用户提供高效舒适的人性化居住环境。结合近些年智能楼宇集成系统的应用发展情况来看，智能楼宇管理系统在技术应用方面，主要集成软件工程技术、自动化控制技术与网络通信技术等新兴技术内容，初步实现了智能楼宇集成管理系统的安全运行。但是结合实际情况来看，上述技术在应用过程中无法将智能楼宇集成管理系统的各个子系统与相关设备集成到统一平台上进行监控管理，导致系统在运行过程中存在子系统信息不共享以及可视化程度低的弊端问题。目前，为进一步深化智能楼宇管理系统的运行效果，研究人员主张利用BIM 技术克服当前智能楼宇管理系统存在的不足问题。主要通过借助BIM 技术强大的信息共享集成功能以及协同管理等优势，加强对智能楼宇管理系统的集成化处理。

1 BIM 技术在建筑领域中的应用概述分析

1.1 应用原理

BIM 技术基本上可以视为数字信息化虚拟建造技术的领域范畴。在正式应用过程中，操作人员可以利用BIM 技术的数据集成管理功能，实现对信息数据的存储与共享。从应用原理角度上来看，BIM 技术主要以数据库技术为核心内容，通过借助数据库技术的应用优势实现信息共享过程。并在此基础上，以三维数字技术为重要手段与几何形信息与非几何形状信息之间进行有效互动，实现对数据信息的整合与分析[1]。

最后，利用数字信息仿真功能对建筑物涉及到的信息资源内容进行数字化与虚拟化表达。结合当前应用情况来看，BIM 技术已经在智能建筑工程管理工作中得到了广泛推广与应用。通过主动结合建筑工程设计内容及施工管理要求，实现对各类信息的集成与处理。最重要的是，BIM 技术还主动结合数字建造技术以及人工智能技术等，进一步加强了BIM 技术在工程领域中的应用效果。

1.2 应用特点

结合以往的应用经验来看，BIM 技术具备的优势特点主要可以从以下方面进行研究与分析：

一是可视化特点。BIM 技术可利用可视化功能优势，将建筑物以三维仿真形式实现信息表达过程。举例而言，操作人员可利用BIM 技术的可视化功能优势，将建筑结构以及系统内部子系统等各个专业以三维形式进行表达，促使应用人员可以清楚地看到模型构建之间的互动关系以及专业位置关系等，此时应用人员可以根据信息反馈情况解决工程问题[2]。二是共享性特点。BIM 技术的应用基础主要以信息集成与共享功能为主。在正式应用过程中，操作人员所构建的BIM 技术模型，可以对各类信息进行整合分析与储存管理。以智能建筑楼宇管理系统为例，工作人员可以利用BIM 技术实现对施工现场环境情况的模拟分析。并根据分析反馈结果对专业系统的协调性问题进行明确把握，以防止工程运行期间出现专业不协调问题。三是协调性特点。项目实施过程中，各主体参建人员可以利用BIM 模型实现对现场施工问题的协调管理，尤其是对设计管理工作而言。正式应用过程中，各主体参建人员可以根据现场施工实际条件，对当前设计方案内容进行适当调整与优化改进。并可根据BIM 模型反馈的工程施工情况进行问题沟通与交流，并根据交流反馈结果对现场设计方案进行适当修改[3]。四是模拟性特点。施工模拟基本上可以视为BIM 技术应用的核心要点，现场施工人员在确定重大施工方案时，施工人员通过利用BIM 技术的模拟性功能，对现场施工方案的实施过程进行全方位模拟与分析。并根据分析反馈结果对现场施工环节存在的风险隐患问题进行预防处理，从根本上确保现场施工作业安全。

2 基于BIM 的智能楼宇管理系统架构的设计内容分析

结合上述内容不难看出，BIM 技术可以凭借自身的应用优势为智能楼宇管理系统的集成化应用提供良好的技术支持。工作人员可以通过利用BIM 技术的可视化特点以及虚拟化特点等，实现对智能楼宇管理系统中各个子系统以及相关设备的全周期监督与管理。鉴于BIM 技术的重要性，下文主要结合某BIM 智能楼宇管理系统集成设计问题进行研究与分析。

2.1 运行环境

运维平台可以通过内网与外围系统通讯之间进行互动连接，其中，包括服务调用与数据库访问等功能。同时，运维平台可以通过外网实现对Internet 资源的访问。此外，该运维平台主动结合项目工程各个场合的数据资源，用户可以通过内网进行访问[4]。

2.2 系统架构形式

该智能楼宇管理系统在架构方式主要利用B/S 架构形式，可以通过客户端安装的指定浏览器软件实现对BIM 运维系统的访问。结合该智能楼宇管理系统运维情况来看，由于BIM 运维平台模型引擎核心支持Firefox、Chrome，因此在本项目客户端浏览器的选择上可以以上述两种方式为主。

2.3 系统硬件配置

一是服务器配置。在服务器配置方面，主要以CPU、内存、硬盘、显卡、网卡等为主。其中，在网卡方面应该优先以双网卡为主或者是双口网卡。二是客户端配置。在客户端配置方面，与服务器配置基本相似，主要以CPU、内存、硬盘、显卡、网卡等为主。其中，在硬盘的选择上应该优先以500GB 及以上或者7200 转机械盘硬盘为主。另外，在网卡的选择上以内网网卡为主[5]。

2.4 系统软件配置

在系统软件的配置上，应该以Window 10 专业版操作系统为主；在数据库的应用配置上，应该以MySQL 5.7.23为主；在应用服务器软件的配置上，应该以Tomcat 8.5 为主；另外，在客户端浏览器的配置上，应该以Firefox v51 32位为主。

3 基于BIM 的智能楼宇管理系统设计管理及应用实践分析

3.1 设备信息管理

3.1.1 模型构件分类查询

智能楼宇管理系统可以利用BIM 技术的可视化功能，以树状列表形式将建筑结构状态以及部门运行情况展示给用户。用户在点击该模型内某构件名称之后，智能楼宇管理系统会利用BIM 的自动定位功能实现对三维模型的构建管理，以高亮方式提示给客户。一般来说，建筑物三维模型可以具体拆分到楼层、房间以及门窗等建筑结构当中。用户可以利用BIM 技术的可视化功能进行全方位查看，确定智能楼宇内部建设情况[6]。

3.1.2 资产台账

用户可以按照多级列表方式对自己想要查看的资产类型进行查询处理，在查询处理之后基本上可以获得资产台账清单。

3.1.3 资产维护

资产维护功能主要以资产信息打印以及模型联动等功能为主。用户通过点击资产层级，可以明确看到各个层级下的资产数量，并在三维窗口高亮处显示相关模型。

3.1.4 资产保养

用户可以从资产层面实现对设备的定向保养，如在确定好保养资产对象以及具体周期之后，系统平台可以自动在后台运行。并根据保养周期定期生成维护工单。

3.1.5 资产统计

该系统平台可以为用户提供资产统计功能。主要根据用户实际需求，对资产运行状态以及故障停机率等因素问题进行统计分析。并根据分析反馈结果对智能楼宇内部的设备运行情况进行定向检查，以防止出现故障隐患问题。

3.2 门禁监控管理

门禁监控管理系统基本上可以视为智能楼宇管理系统的重要组成部分。在正式设计应用过程中，工作人员可利用BIM 技术的模拟化功能以及协调性功能，实现进出门模型与出入口人员信息的对接处理，获取门当前开关状态。一般来说，在该系统接口的设置方面，应该与智能楼宇管理门禁系统进行对接。可采取由门禁厂商提供Web 下调用的接口方法进行合理操作[7]。

3.3 视频监控管理

智能楼宇管理系统内所有的视频监控系统可以整合到一个平台体系当中，主要通过利用总控室平台优势，实现对各个区域无死角无遮拦的监视管理。一方面，视频监控系统主要集成摄像头的三维空间属性，帮助用户及时找到所需查询的摄像头位置。用户可以根据查询摄像头实时监控画面明确智能楼宇内部空间情况，判断是否存在可疑人员。另一方面，智能楼宇管理系统中的视频监控系统一般多支持对监控摄像机设备信息维护与构建关联，如在项目三维模型图中，设计人员可以实时对监控摄像机模型进行空间信息以及属性信息的维护与管理。此外，对于视频监控反馈的数据内容，系统可以自动存储，以便日后使用。

3.4 楼宇自控系统整合

楼宇自动系统整合主要通过接入第三方电梯控制系统，实现对电梯实时数据信号的获取，及时掌握电梯实时运行情况。举例而言，智能楼宇管理系统可以对实训楼电梯进行三维化建模处理，根据三维模型动态运行情况，获取电梯实时数据信号。一旦发现异常信号问题，工作人员可以第一时间深入现场对现场情况进行严加处理。

3.5 设备监控管理

在三维场景中，设计人员可以利用BIM 技术实现对中心设备的监控与定位处理。如设计人员可以在选中场景中的某个设备之后，对其涉及到的相关参数以及运行状态信息进行实时监控。同时，还可以对该设备进行开关控制。一般来说，设备监控管理系统主要以风管式温度传感器、室内外温度传感器以及液位开关等子系统构成。需要注意的是，设备监控管理功能的发挥通常要与中心监控设备系统进行整合应用[8]。

3.6 电梯监控管理

智能化电梯控制系统基本上可以视为建筑物自动化系统的重要组成部分。在正式设计过程中，设计人员需要从电梯的各种特性方面入手。如可以从电梯安全因素以及电梯内外指令召唤因素等方面进行统筹规划与合理设计。通过接入第三方电梯控制系统实时获取数据信号内容，确保电梯实时运行状态信息能够与三维模型进行互动，进而满足电梯三维画可视管理目标。

对于安防电视监控系统而言，在规划设计过程中，设计人员需要实现对人员出入电梯乃至各个楼层通道等重要场所的实时监测与管理，并以图像监控形式进行有效记录，以便日后查阅管理。其中，在重要出入大厅应该合理设置监控点，以确保安防电视监控系统可以对大厅出入口以及进出人员的动态情况进行合理监视。需要注意的是，对于重要出入大厅监控工作而言，必须满足无死角监控要求。

3.7 报警装置管理

智能楼宇管理系统某个报警探测器发出报警信号之后，BIM 管理平台可以通过BIM 模型对报警位置进行精准定位。并在此基础上，对报警点附近周围视频画面以及报警相关文字进行描述，让管理者可以第一时间掌握报警位置全部信息。这样一来，基本上可以解决传统管理模式信息来源单一以及传达效率不高的问题。

4 结束语

总而言之，智能楼宇的出现与应用本质在于为管理者与用户提供一个安全、舒适的生活环境。其中，楼宇集成管理系统基本上可以视为楼宇实现智能化管理的核心要素，必须加以高度重视。结合当前应用发展情况来看，多数楼宇集成管理系统如果利用BIM 技术实现将各个子系统集成到统一图形平台上，实现可视化与数字化综合管理过程。根据本文的相关研究与分析不难看出，BIM 技术的推广与应用无疑是为我国智能楼宇集成管理系统提供了良好的技术驱动力。但是需要注意的是，基于BIM 的智能楼宇管理系统尚未得到成熟应用，在部分系统应用层面上仍旧存在亟待解决的问题。针对于此，建议在未来的研究发展中，研究人员应该加强对BIM 技术的研究力度，确保BIM 技术能够与智能楼宇管理系统之间进行有效连接与应用。