基于BIM的地下綜合管廊運維一體化平臺功能詳解

摘要：該平臺利用BIM模型以及互聯網技術針對于地下綜合管廊進行全面的管理，對管廊實現系統的綜合管理，基于互聯網技術，將地下管廊內部的機電設備、通風設備、排水設備、門禁、照明、視頻監控、綜合布線等利用BIM與互聯網技術整合到統一的平臺上，并能與消防系統、指揮系統等進行緊密的配合。該系統主要目的是基于BIM 與互聯網實現對管廊以及內部的設備進行全生命周期的管理，從而實現和保障管廊工程高效、可靠地運行。

1. 平臺設計說明

該平臺利用BIM模型以及互聯網技術針對于地下綜合管廊進行全面的管理，對管廊實現系統的綜合管理，基于互聯網技術，將地下管廊內部的機電設備、通風設備、排水設備、門禁、照明、視頻監控、綜合布線等利用BIM與互聯網技術整合到統一的平臺上，并能與消防系統、指揮系統等進行緊密的配合。該系統主要目的是基于BIM與互聯網實現對管廊以及內部的設備進行全生命周期的管理，從而實現和保障管廊工程高效、可靠地運行。

該系統不僅僅解決了工程中必要的設備化控制問題，而且可以通過有效的系統集成，真正實現了各種監控子系統、智能設備的信息集成和信息共享，極大的發揮了這些系統和設備的功能，把綜合管廊的信息化提高到一個新的臺階，為綜合管廊的運行、維護、管理提供了一個先進的平臺，從而更好的發揮管廊工程的功能。

BIM運維平臺 的應用場景涉及到運維的方方面面，它是管廊內最頂層的應用平臺，與管廊內各個系統對接，在此基礎上還可以整合更多的信息與應用。

BIM是一個可視程度非常高的一體化平臺，與傳統系統結合后可以大大提升原有系統的應用程度，而且通過與互聯網、BA系統的整合，利用自身的三維模型瀏覽的優勢，就可以創造更多有價值的用戶體驗。而且隨著BIM技術更廣泛的應用，以BIM為基礎結合互聯網的運維方式必將為綜合管廊管理者提供更好的管理手段與體驗。

2. 系統優勢

設計人員將綜合管廊中的管廊、管線、機電設備等BIM模型及其相關的IFC信息導入BIM平臺中，可將信息與系統電子化集成交付給用戶，用戶在需要應用時，無需再翻閱圖紙，可直接通過基礎信息，直接獲取對應的空間位置及相關的屬性信息。

設備信息管理功能為運維人員查詢設備信息，修改設備狀態，追溯設備歷史等需求，提供了方便快捷的查詢、編輯和分析工具，以及列表和圖表等綜合報表功能。

維護維修管理功能為運維人員提供機電設備維護管理平臺，以提醒業主設備應于何時進行何種維護，或何種設備需要更換為何種型號的新設備等，此外還包括維護、維修日志和備忘錄等。

運維知識庫功能提供了包括綜合管廊相關設備操作規程、培訓資料和模擬操作等運維知識，運維人員可根據自己的需要，在遇到運維難題時快速查找和學習。

設備遠程控制，把原來獨立運行并操作的各設備匯總到統一的平臺上進行管理和控制。一方面了解設備的運行狀況，另一方面進行遠程控制。例如：遠程監控采集獲取風機、水泵、配電設備、井蓋系統等相關設備的運行狀態，是否正常運行，通過控制遠程打開或關閉照明系統。

內部空間設施可視化。原有的綜合管廊相關信息都存在于二維圖紙和各種機電設備的操作手冊上，需要使用的時候由專業人員自己去查找信息、理解信息，然后據此決策對管廊進行一個恰當的動作。利用BIM將建立一個可視三維模型，所有數據和信息可以從模型里面調用，給予各系統各設備空間位置信息，把原來編號或者文字表示變成三維圖形位置，這樣一方面便于查找，另一方面參看也更直觀更形象。

運營維護數據累積與分析。運營維護數據的積累，對于管理來說具有很大的價值?？梢酝ㄟ^數據來分析目前存在的問題和隱患，也可以通過數據來優化和完善現行管理。例如：獲取電表讀數狀態，并且累積形成一定時期能源消耗情況。

遇到重要來賓訪問、臨時活動、甚至火災等等情況，通過BIM平臺，管理人員可以及時的做好演練、人員疏導、人員的調配、關閉就近的設備、啟動相關區域的系統等。

該平臺能為綜合管廊管理人員提供設備故障發生后的應急管理，省去大量重復的找圖紙、對圖紙工作，采用射頻技術或二維編碼技術以及多維可視化BIM 平臺進行信息動態顯示與查詢分析。運維人員可以通過此平臺，快速掃描和查詢設備的詳細信息、定位故障設備的上下游構件，指導應急管控。此外，該功能還能為運維人員提供預案分析，如總閥控制后將影響其他哪些設備，基于知識庫智能提示管理人員應該輔以何種措施，解決當前問題。

3. 建設目標

BIM技術的應用使之能夠覆蓋管廊的全生命周期成為可能。在綜合管廊竣工以后通過繼承設計、施工階段所生成的BIM竣工模型，利用BIM模型優越的可視化3D空間展現能力，以BIM模型為載體，將各種零碎、分散、割裂的信息數據，包括管廊的基本信息、消防、安全保衛、能源、設施設備等，進一步引入到管廊的日常運維管理功能中，產生了基于BIM進行管廊空間與設備運維管理，同時結合互聯網技術，將BIM的靜態屬性與互聯網的動態屬性相結合，進一步拓展了平臺的應用能力。

管理人員可以通過3D平臺更直觀、清晰的了解工程信息、實時數據、歷史數據等相關信息，最終完成模型向運維管理平臺的轉型。該項創新將對綜合管廊的全生命周期管理起到革命性作用。同時，在智能管廊的運營維護過程中，管廊的運維依賴于先進的信息化管理系統，而不是取決于個人能力。通過長度、寬度、高度、時間、成本、設施等6D維度，并以管廊物生命周期履歷資訊為運作主軸，對管廊的運維進行全面地管理。

4. 系統要求

l 支持國際標準IFC和市場上主流的BIM數據格式；

l 支持網絡環境C/S、B/S和云服務的運行；

l 具有物聯網、視頻監控、智能控制等異構系統的集成能力和接口；

l 支持個性化的應用功能模塊定制開發；

l 支持移動終端iPad、智能手機的應用。

5. 平臺框架

圖1 平臺框架

平臺采用面向服務體系的架構(SOA)，支持將應用作為鏈接服務，可以采用不同的技術，進行組合提供不同的服務。平臺根據需要將服務組裝為按需的應用程序，彼此結合以完成特定應用業務，使應用業務能夠適應不斷變化的情況和需求。

數據的采集與傳輸：從表計、設備、傳感器中讀取相應的數據，并將讀取的數據通過數據采集PLC上傳給數據采集服務器。

采集數據的處理：針對于采集到的數據，通過特定的算法保證原始數據的完整性與準確性，通過采集來的數據，通過對應的系統換算出對應的數據信息，并集中保存在對應的數據庫中，此階段主要包括數據預處理、數據拆分、數據計算。

數據挖掘：通過服務端，將獲取的數據庫中的數據通過導入的BIM模型進行整合，進行集中展示。

6. 平臺架構

圖2 平臺架構

對于綜合管廊的運營期，將互聯網技術與建成的BIM管理系統的融合，平臺通過構建物聯網監控管理系統，將物聯網現場采集的數據信息上傳至服務器進行管理，平臺可隨時調用物聯網數據進行應用于管理。在數據層面和應用服務層面將BIM綜合管理平臺和物聯網進行技術融合。

在整個解決方案的建設中，整體的建設思路分為四層：

第一層為數據層，為各種數據信息，包含了BIM模型數據、安防消防數據、能耗計量數據、設備參數數據，以及設備在運維過程中所產生的設備運維數據、報警信息及各種相關報表。

第二層為展示層，既是系統的功能模塊，通過3D瀏覽來實現BIM模型的查看，點擊BIM模型中的相應構件，實現對瀏覽對象的各類數據的瀏覽。

第三層為服務層，利用將數據信息與展示層相結合的方式，對系統中對應的各類功能、重要信息以及待處理信息的一個集中體現和提醒。

第四層為管理層，基于BIM平臺上將管理過程同控制過程有機相結合，讓實時運行數據為管理分析決策提供依據，使管理系統反過來科學調度資產安全、高效、經濟地運行，形成良性循環。

7. 平臺展示

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