基于BIM 的智能樓宇管理系統設計與應用

高 峻

（南通五建智能工程有限公司，江蘇 南通 226400）

前言

所謂的智能樓宇管理系統主要是指集成建筑物結構、系統、服務與管理于一體的系統形式。在正式運行管理過程中，智能樓宇管理系統主要根據用戶實際需求進行優化組合，為用戶提供高效舒適的人性化居住環境。結合近些年智能樓宇集成系統的應用發展情況來看，智能樓宇管理系統在技術應用方面，主要集成軟件工程技術、自動化控制技術與網絡通信技術等新興技術內容，初步實現了智能樓宇集成管理系統的安全運行。但是結合實際情況來看，上述技術在應用過程中無法將智能樓宇集成管理系統的各個子系統與相關設備集成到統一平臺上進行監控管理，導致系統在運行過程中存在子系統信息不共享以及可視化程度低的弊端問題。目前，為進一步深化智能樓宇管理系統的運行效果，研究人員主張利用BIM 技術克服當前智能樓宇管理系統存在的不足問題。主要通過借助BIM 技術強大的信息共享集成功能以及協同管理等優勢，加強對智能樓宇管理系統的集成化處理。

1 BIM 技術在建筑領域中的應用概述分析

1.1 應用原理

BIM 技術基本上可以視為數字信息化虛擬建造技術的領域范疇。在正式應用過程中，操作人員可以利用BIM 技術的數據集成管理功能，實現對信息數據的存儲與共享。從應用原理角度上來看，BIM 技術主要以數據庫技術為核心內容，通過借助數據庫技術的應用優勢實現信息共享過程。并在此基礎上，以三維數字技術為重要手段與幾何形信息與非幾何形狀信息之間進行有效互動，實現對數據信息的整合與分析[1]。

最后，利用數字信息仿真功能對建筑物涉及到的信息資源內容進行數字化與虛擬化表達。結合當前應用情況來看，BIM 技術已經在智能建筑工程管理工作中得到了廣泛推廣與應用。通過主動結合建筑工程設計內容及施工管理要求，實現對各類信息的集成與處理。最重要的是，BIM 技術還主動結合數字建造技術以及人工智能技術等，進一步加強了BIM 技術在工程領域中的應用效果。

1.2 應用特點

結合以往的應用經驗來看，BIM 技術具備的優勢特點主要可以從以下方面進行研究與分析：

一是可視化特點。BIM 技術可利用可視化功能優勢，將建筑物以三維仿真形式實現信息表達過程。舉例而言，操作人員可利用BIM 技術的可視化功能優勢，將建筑結構以及系統內部子系統等各個專業以三維形式進行表達，促使應用人員可以清楚地看到模型構建之間的互動關系以及專業位置關系等，此時應用人員可以根據信息反饋情況解決工程問題[2]。二是共享性特點。BIM 技術的應用基礎主要以信息集成與共享功能為主。在正式應用過程中，操作人員所構建的BIM 技術模型，可以對各類信息進行整合分析與儲存管理。以智能建筑樓宇管理系統為例，工作人員可以利用BIM 技術實現對施工現場環境情況的模擬分析。并根據分析反饋結果對專業系統的協調性問題進行明確把握，以防止工程運行期間出現專業不協調問題。三是協調性特點。項目實施過程中，各主體參建人員可以利用BIM 模型實現對現場施工問題的協調管理，尤其是對設計管理工作而言。正式應用過程中，各主體參建人員可以根據現場施工實際條件，對當前設計方案內容進行適當調整與優化改進。并可根據BIM 模型反饋的工程施工情況進行問題溝通與交流，并根據交流反饋結果對現場設計方案進行適當修改[3]。四是模擬性特點。施工模擬基本上可以視為BIM 技術應用的核心要點，現場施工人員在確定重大施工方案時，施工人員通過利用BIM 技術的模擬性功能，對現場施工方案的實施過程進行全方位模擬與分析。并根據分析反饋結果對現場施工環節存在的風險隱患問題進行預防處理，從根本上確保現場施工作業安全。

2 基于BIM 的智能樓宇管理系統架構的設計內容分析

結合上述內容不難看出，BIM 技術可以憑借自身的應用優勢為智能樓宇管理系統的集成化應用提供良好的技術支持。工作人員可以通過利用BIM 技術的可視化特點以及虛擬化特點等，實現對智能樓宇管理系統中各個子系統以及相關設備的全周期監督與管理。鑒于BIM 技術的重要性，下文主要結合某BIM 智能樓宇管理系統集成設計問題進行研究與分析。

2.1 運行環境

運維平臺可以通過內網與外圍系統通訊之間進行互動連接，其中，包括服務調用與數據庫訪問等功能。同時，運維平臺可以通過外網實現對Internet 資源的訪問。此外，該運維平臺主動結合項目工程各個場合的數據資源，用戶可以通過內網進行訪問[4]。

2.2 系統架構形式

該智能樓宇管理系統在架構方式主要利用B/S 架構形式，可以通過客戶端安裝的指定瀏覽器軟件實現對BIM 運維系統的訪問。結合該智能樓宇管理系統運維情況來看，由于BIM 運維平臺模型引擎核心支持Firefox、Chrome，因此在本項目客戶端瀏覽器的選擇上可以以上述兩種方式為主。

2.3 系統硬件配置

一是服務器配置。在服務器配置方面，主要以CPU、內存、硬盤、顯卡、網卡等為主。其中，在網卡方面應該優先以雙網卡為主或者是雙口網卡。二是客戶端配置。在客戶端配置方面，與服務器配置基本相似，主要以CPU、內存、硬盤、顯卡、網卡等為主。其中，在硬盤的選擇上應該優先以500GB 及以上或者7200 轉機械盤硬盤為主。另外，在網卡的選擇上以內網網卡為主[5]。

2.4 系統軟件配置

在系統軟件的配置上，應該以Window 10 專業版操作系統為主；在數據庫的應用配置上，應該以MySQL 5.7.23為主；在應用服務器軟件的配置上，應該以Tomcat 8.5 為主；另外，在客戶端瀏覽器的配置上，應該以Firefox v51 32位為主。

3 基于BIM 的智能樓宇管理系統設計管理及應用實踐分析

3.1 設備信息管理

3.1.1 模型構件分類查詢

智能樓宇管理系統可以利用BIM 技術的可視化功能，以樹狀列表形式將建筑結構狀態以及部門運行情況展示給用戶。用戶在點擊該模型內某構件名稱之后，智能樓宇管理系統會利用BIM 的自動定位功能實現對三維模型的構建管理，以高亮方式提示給客戶。一般來說，建筑物三維模型可以具體拆分到樓層、房間以及門窗等建筑結構當中。用戶可以利用BIM 技術的可視化功能進行全方位查看，確定智能樓宇內部建設情況[6]。

3.1.2 資產臺賬

用戶可以按照多級列表方式對自己想要查看的資產類型進行查詢處理，在查詢處理之后基本上可以獲得資產臺賬清單。

3.1.3 資產維護

資產維護功能主要以資產信息打印以及模型聯動等功能為主。用戶通過點擊資產層級，可以明確看到各個層級下的資產數量，并在三維窗口高亮處顯示相關模型。

3.1.4 資產保養

用戶可以從資產層面實現對設備的定向保養，如在確定好保養資產對象以及具體周期之后，系統平臺可以自動在后臺運行。并根據保養周期定期生成維護工單。

3.1.5 資產統計

該系統平臺可以為用戶提供資產統計功能。主要根據用戶實際需求，對資產運行狀態以及故障停機率等因素問題進行統計分析。并根據分析反饋結果對智能樓宇內部的設備運行情況進行定向檢查，以防止出現故障隱患問題。

3.2 門禁監控管理

門禁監控管理系統基本上可以視為智能樓宇管理系統的重要組成部分。在正式設計應用過程中，工作人員可利用BIM 技術的模擬化功能以及協調性功能，實現進出門模型與出入口人員信息的對接處理，獲取門當前開關狀態。一般來說，在該系統接口的設置方面，應該與智能樓宇管理門禁系統進行對接。可采取由門禁廠商提供Web 下調用的接口方法進行合理操作[7]。

3.3 視頻監控管理

智能樓宇管理系統內所有的視頻監控系統可以整合到一個平臺體系當中，主要通過利用總控室平臺優勢，實現對各個區域無死角無遮攔的監視管理。一方面，視頻監控系統主要集成攝像頭的三維空間屬性，幫助用戶及時找到所需查詢的攝像頭位置。用戶可以根據查詢攝像頭實時監控畫面明確智能樓宇內部空間情況，判斷是否存在可疑人員。另一方面，智能樓宇管理系統中的視頻監控系統一般多支持對監控攝像機設備信息維護與構建關聯，如在項目三維模型圖中，設計人員可以實時對監控攝像機模型進行空間信息以及屬性信息的維護與管理。此外，對于視頻監控反饋的數據內容，系統可以自動存儲，以便日后使用。

3.4 樓宇自控系統整合

樓宇自動系統整合主要通過接入第三方電梯控制系統，實現對電梯實時數據信號的獲取，及時掌握電梯實時運行情況。舉例而言，智能樓宇管理系統可以對實訓樓電梯進行三維化建模處理，根據三維模型動態運行情況，獲取電梯實時數據信號。一旦發現異常信號問題，工作人員可以第一時間深入現場對現場情況進行嚴加處理。

3.5 設備監控管理

在三維場景中，設計人員可以利用BIM 技術實現對中心設備的監控與定位處理。如設計人員可以在選中場景中的某個設備之后，對其涉及到的相關參數以及運行狀態信息進行實時監控。同時，還可以對該設備進行開關控制。一般來說，設備監控管理系統主要以風管式溫度傳感器、室內外溫度傳感器以及液位開關等子系統構成。需要注意的是，設備監控管理功能的發揮通常要與中心監控設備系統進行整合應用[8]。

3.6 電梯監控管理

智能化電梯控制系統基本上可以視為建筑物自動化系統的重要組成部分。在正式設計過程中，設計人員需要從電梯的各種特性方面入手。如可以從電梯安全因素以及電梯內外指令召喚因素等方面進行統籌規劃與合理設計。通過接入第三方電梯控制系統實時獲取數據信號內容，確保電梯實時運行狀態信息能夠與三維模型進行互動，進而滿足電梯三維畫可視管理目標。

對于安防電視監控系統而言，在規劃設計過程中，設計人員需要實現對人員出入電梯乃至各個樓層通道等重要場所的實時監測與管理，并以圖像監控形式進行有效記錄，以便日后查閱管理。其中，在重要出入大廳應該合理設置監控點，以確保安防電視監控系統可以對大廳出入口以及進出人員的動態情況進行合理監視。需要注意的是，對于重要出入大廳監控工作而言，必須滿足無死角監控要求。

3.7 報警裝置管理

智能樓宇管理系統某個報警探測器發出報警信號之后，BIM 管理平臺可以通過BIM 模型對報警位置進行精準定位。并在此基礎上，對報警點附近周圍視頻畫面以及報警相關文字進行描述，讓管理者可以第一時間掌握報警位置全部信息。這樣一來，基本上可以解決傳統管理模式信息來源單一以及傳達效率不高的問題。

4 結束語

總而言之，智能樓宇的出現與應用本質在于為管理者與用戶提供一個安全、舒適的生活環境。其中，樓宇集成管理系統基本上可以視為樓宇實現智能化管理的核心要素，必須加以高度重視。結合當前應用發展情況來看，多數樓宇集成管理系統如果利用BIM 技術實現將各個子系統集成到統一圖形平臺上，實現可視化與數字化綜合管理過程。根據本文的相關研究與分析不難看出，BIM 技術的推廣與應用無疑是為我國智能樓宇集成管理系統提供了良好的技術驅動力。但是需要注意的是，基于BIM 的智能樓宇管理系統尚未得到成熟應用，在部分系統應用層面上仍舊存在亟待解決的問題。針對于此，建議在未來的研究發展中，研究人員應該加強對BIM 技術的研究力度，確保BIM 技術能夠與智能樓宇管理系統之間進行有效連接與應用。