基于BIM+IoT的智慧園區綜合管理平臺設計與研究

白畯文，吳小東，肖正龍，鄭永新，李念容

（1.中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司；2.中國電建集團市政規劃設計研究院有限公司）

1 引言

當前，以BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）、IoT（Internet of Things，物聯網）、5G、人工智能、工業互聯網等為代表的“新基建”，已成為實現新舊動能轉換，推動傳統產業數字化轉型的關鍵支撐和推進數字經濟發展的新動力[1-2]。因此，借助新一代信息技術打造智慧園區，以科技為園區產業與運營管理賦能，讓園區更加“智慧”，已經成為產業園轉型的一種趨勢[3]。

伴隨社會經濟的發展，園區規模越來越大，園區管理者的管理半徑與管理縱深相應變大，做出準確決策的難度大大增加。從項目、公司到各行業、各部門的逐級監控管理問題，不同市場環境的兼顧適應與風險控制問題，專業分工細化帶來的資源整合及協調問題等等，都是園區在管理中面臨的挑戰。所以必須建設一個強大的園區綜合管理平臺來進行支持，同時依托平臺，促進園區的管理部門、企業、合作單位良性互動，實現園區管理方式朝著全方位、多層次的方向發展，打造與現代經濟發展相適應的智慧園區。

2 基于BIM+IOT的智慧園區綜合管理平臺

2.1 設計理念

充分響應新基建“高質量、創新、智能、融合”的核心內涵，基于BIM+IoT的智慧園區綜合管理平臺的核心建設理念可概括為：“數字孿生、物聯一切、賦能園區、智慧運營”。

1）數字孿生

依托BIM設計及三維數據集成的核心能力，接入園區BIM設計成果，建設一個孿生的數字園區，與真實園區同步運行，形成數據保障，將物理空間在數字空間中完成映射，反映園區的全生命周期過程。

2）物聯一切

依托IoT物聯平臺，接入園區內多類設施設備，以場景服務為目的，實現園區內人和人、人和設備、人和服務、設備和設備、設備與服務的全面互聯，將園區連接成一個名副其實的物聯網智慧園區。

3）賦能園區

依托光纖專線、5G、云存儲資源等基礎設施環境，充分應用云計算、大數據、人工智能、物聯網等新一代信息技術，打造園區智慧中樞，形成通用的計算、分析、研判、決策等核心服務能力。

4）智慧運營

從園區產業特色、入駐企業、從業人員、商家、管理人員、服務人員、外部訪客等多類角色的實際需求出發，提升智慧應用的實用性，提高園區運營效能，對園區的人、企、車、物、事進行服務管理，實現所有數據融合統一、狀態可視、業務可管、事件可控。

2.2 總體架構

總體架構從園區信息化整體集成建設的角度考慮，以設計理念為指引，采用開放平臺面向服務的SOA架構，包含四個建設層次和兩個支撐體系，實現園區可視、可控、可管（見圖1）。

圖1 基于BIM+IOT的智慧園區綜合管理平臺總體架構

1）數據層

以BIM作為園區數據匯集、分析、查詢、顯示、調用的載體，融合各類監測及傳感設備數據，形成數據支撐。

2）傳輸層

支持不同物聯協議、網絡方式，支持多家設備廠商的不同設備，實現設備聯接及數據傳輸，提供對人、事、物的智慧感知能力，支撐各類智能化子系統集成。

3）服務層

通過新一代信息技術的運用，打造平臺核心服務能力，支撐上層智慧應用。

4）應用層

基于數據層、傳輸層、服務層提供的核心數據、通行協議、智能服務，建立多種場景聯動的行業或領域的智慧應用及應用組合，為園區管理者、園區用戶、園區企業等提供豐富的智慧應用。

2.3 建設內容

平臺主要包括四方面建設內容，四部分內容邏輯上區分，形式上共同組成有機整體，為園區智慧應用提供智慧化協同服務。

1）數字孿生基礎信息平臺

通過數字化、信息化技術手段對園區進行全空間、全要素、全過程的資源數字化，為智慧園區建設構建三維數據底版。通過數字孿生基礎信息平臺，多維融匯感知數據、運行歷史數據，形成虛實交融的數字孿生架構和能力，充分挖掘數據潛能，盤活閑置數據資產。

2）物聯網基礎平臺建設

物聯網基礎平臺統一管理多家設備廠商、不同設備接入，增強用戶觸達，實現普遍接入，消除物聯孤島。以靈活的軟件接入、服務接入和硬件接入方式，打破傳統軟硬件捆綁邏輯，支持硬件、軟件、服務的模塊組建與自我升級，把自身能力靈活化、標準化地賦予園區，打造多樣化應用。

3）園區智能服務中樞

以數字孿生建設成果為基礎骨架，以物聯感知系統為神經網絡，依托云計算、大數據、人工智能技術，形成通用的計算、分析、研判、決策等核心服務能力，打破普遍存在的應用智慧化程度不足的壁壘，實現技術賦能、高新賦能。

4）智慧應用

從園區入駐企業、從業人員、商家、管理人員、服務人員、外部訪客等多類角色的實際需求出發，以提升智慧應用實用性，提高園區運營效能，定制業務應用，覆蓋安防、通行、設備管理、能效管理、物業管理、資產管理、園區服務等應用場景，結合BIM+IoT的聯結及協同能力，形成跨應用協同的全域系統，實現園區運營從人管到器管的轉變，園區服務從智能化到智慧化轉變。

3 優勢及價值

基于BIM+IOT的智慧園區綜合管理平臺優勢及價值主要體現在幾個方面。

①依托BIM技術，采用數字孿生園區的建設方式，從物態到事態，從靜態到動態進行全方位還原，空間與數據相結合，以空間的維度輔助運營和分析，讓物管人員、運營人員管理更直觀、更方便、更清楚。

②依托物聯平臺強大的聯結能力，打破傳統軟硬件捆綁邏輯，把自身能力靈活化、標準化地賦予園區，實現各類設施設備和人的全聯接，實現數據融通及多端聯動的工作閉環，園區運行狀態、故障、報警等信息一覽無余，消除信息孤島，打破管理盲區。

③通過BIM技術應用、物聯技術應用，實現科技賦能，有效減少運營人力的投入，節約物聯改造的支出，通過多系統協同聯動實現人管到器管的轉變，提升運營效率。

4 結語

本文提出的智慧園區綜合管理平臺以“BIM+IoT”技術為依托構建智慧園區頂層架構，改進園區傳統的臺賬式資產管理模式，使用BIM三維可視化技術實現直觀的信息集成管理，摸清園區家底，從而促進園區宣傳、招商，以及園區資產設備等的管理。

通過采用“BIM+IoT”技術打通園區弱電智能化子系統集成接口，提升集成靈活性。采用“BIM+IOT”技術深化各類智慧應用，提升AI智能化分析、決策、處理水平，通過AI分析獲取園區運營維護信息，為園區的運營管理提供可靠的參考。為提升園區的社會和經濟價值，實現園區企業經濟可持續發展賦能。