超高層建筑BIM運營管理平臺研究與應用

文｜上海建坤信息技術有限責任公司 陳烈

1、BIM 技術簡述

建筑信息化模型（簡稱BIM）是建筑設施物理和功能特征的數字化表達。BIM為建筑行業帶來了新一輪的革新，以三維信息模型為載體，實現了建筑設施全生命期的信息集成，貫穿了建筑項目規劃、設計、施工、運營，政府部門、業主單位、設計單位、建設單位、監理單位及物業管理單位等都可以基于建筑信息模型進行高效協同，極大提升效率、降低成本、節約資源，實現了可持續發展的目標。

BIM 技術可以實現技術信息化和項目管理信息化的有機融合，其優勢主要體現在六大方面：可視化展示，施工工序及工藝模擬，機電專業管線綜合及深化設計，施工進度模擬，施工成本管理和數值化構件加工。目前我國已采用BIM 技術的超高層建筑項目有：上海中心大廈，天津高銀金融117 大廈，成都蜀峰468 等。

2、超高層建筑BIM 應用的需求

2019年末我國城鎮化率為60.6%，預計2030年我國城鎮化率將達到70.0%。為了緩解城鎮化帶來的巨大土地壓力和提升城市建筑形態的多樣性，中國的超高層項目如雨后春筍般崛起，超高層建筑的發展已成為評估區域經濟發展的重要指標。我國連續保持著“最高產”的名號，至2019年，以300 米作為界限，世界上共有300 以上的超高層建筑147 棟，中國占了72 棟。

圖1

超高層建筑是“垂直的城市”，往往具備復雜的外形結構、超高的垂直高度、超大的空間體量、多用途的建筑功能、巨大的容納人數、密集的來往客流、巨量的設施管理、復雜的能源供應等特點。與之相對應，給超高層建筑的運維管理帶來一系列全新的難題，如設施如何管控、能源如何優化、應急防范如何開展。這些在水平區域管理相對成熟的問題，在超高層這個新的邊界條件下，產生了新的問題，迫切需要得到大數據支撐。

3、超高層建筑BIM 運營管理平臺架構設計

超高層建筑BIM 運營管理平臺是承載著大數據的交匯，它是超高層建筑信息化和智能化整體框架體系的核心，起到承上啟下的作用，實現信息的互聯互通，共享重要信息，如：IBMS 系統中設備的信息采集與報警，設備臺帳信息等；BIM 系統設備的三維信息，碰撞計算，設備建設及運維信息歷史信息等；物業管理系統中運營管理，物業租賃，設備維護信息。

BIM 運營管理平臺可采用B/S 架構，免安裝、易于維護，可分為三層：表現層為用戶所使用的客戶端，采用瀏覽器訪問；業務邏輯層為平臺各項功能，采用Javascript 實現；數據訪問層為讀寫數據庫中儲存的模型數據及設備參數數據的功能。三維引擎可采用3DGIS 引擎實現BIM 模型數據加載，具有輕量、高效、開放的特點，為二次開發提供支撐。

4、BIM 相關基礎功能設計

平臺與BIM 相關的基礎功能有構件管理、應急管理、設備管理、案件管理。

(1) 構件管理

構件管理模塊是平臺中的核心模塊，提供建筑中各類型構件、設備等的信息查詢、管理、維護等功能。構件管理功能包括構件控制及構件查詢。構件控制指對平臺中的各類型BIM 模型數據通過多選框的形式進行顯示狀態控制，用戶可選擇查看其需要查看的某一類或若干類數據，關閉其他類型模型數據，使模型更易查看，不受其他類型數據遮擋干擾，并提高運營平臺運行效率；構件查詢指用戶可根據多個條件如系統、樓層、關鍵詞等查詢對應的構件，查詢到符合條件的構件以列表的形式展示，通過點擊列表可定位至構件。

(2)應急管理

應急管理模塊主要依靠三維引擎的動態模擬技術，實現應急管理過程的三維重現，為應急運維管理人員提供參考。應急管理功能分為應急預案管理、應急綜合指揮、消防應急管理、應急疏散管理四個部分。應急預案管理將物業部門設定好的應急預案輸入至平臺中，在三維模型中進行推演。應急綜合指揮功能內置各類型各級別應急預案的應對措施信息，包括應急領導小組成員組成、應急小組職責、應急管理流程、事項等信息，并提供信息推送功能，及時將應對策略推送給相應人員進行處置。

(3)設備管理

設備管理模塊主要包括兩部分功能：資產管理和業務培訓。資產管理是指利用BIM 對設施設備、備品備件等資產的位置、數量等按臺賬要求進行分類統計，可分類瀏覽建筑內各類資產的各項信息，為用戶提供宏觀的資產管理視角。業務培訓是指用戶可通過該功能定位到特定的設備模型，查看其外觀特性，同時展示改設備對應的系統原理、部署方案、運行狀態、管路走向、控制點、整體技術、運維檔案等信息。

(4)案件管理

案件管理模塊與平臺的手機終端APP相關聯。運維人員在巡檢過程中發現問題可利用手機端APP 進行案件的上傳，上傳案件信息包括案件描述、現場照片、位置信息、上傳人員信息等。BIM 運營平臺以列表的形式顯示所有運維管理人員上報的案件，按照未處理案件和已處理案件分類展示。點擊案件列表中某一案件可定位至案件位置或構件，并展示案件的詳細信息，對于未處理的案件可填寫案件處理記錄并保存，保存成功后該案件將轉移至已處理案件，已處理案件可查看案件處理記錄。

5、平臺建設與功能展示

當前，該超高層建筑BIM 運營管理平臺集成了BIM 構件310 萬個，采集了傳感器及機電設備動態數據25 萬個點，實現了并發數2 萬點/s。圖2分別是空間管理、構件管理、實時數據加載、應急疏散功能，該平臺為超高層日常運營與應急響應提供良好支持。

6、結束語

平臺實現了從建設期到運維期的轉化，從純數據展示到空間強關聯的轉化，從被動運維到主動運營的轉化，為超高層建筑運營決策及應急響應提供支撐，為大數據進一步挖掘和創造價值奠定基礎。

更正說明：

本刊發行的2020年3月下總第109 期中，陳璐娉同志發表的“從站城一體化到區域一體化，中國高鐵樞紐區域建設的思考——以蘭州新區高鐵商務區為例”一文中，作者單位“上海建筑設計院有限公司規劃與城市設計院”應為“上海建筑設計研究院有限公司規劃與城市設計院”，特此更正。