超高層建筑BIM運(yùn)營管理平臺研究與應(yīng)用

文｜上海建坤信息技術(shù)有限責(zé)任公司 陳烈

1、BIM 技術(shù)簡述

建筑信息化模型（簡稱BIM）是建筑設(shè)施物理和功能特征的數(shù)字化表達(dá)。BIM為建筑行業(yè)帶來了新一輪的革新，以三維信息模型為載體，實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)施全生命期的信息集成，貫穿了建筑項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)營，政府部門、業(yè)主單位、設(shè)計單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位及物業(yè)管理單位等都可以基于建筑信息模型進(jìn)行高效協(xié)同，極大提升效率、降低成本、節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

BIM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)信息化和項(xiàng)目管理信息化的有機(jī)融合，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在六大方面：可視化展示，施工工序及工藝模擬，機(jī)電專業(yè)管線綜合及深化設(shè)計，施工進(jìn)度模擬，施工成本管理和數(shù)值化構(gòu)件加工。目前我國已采用BIM 技術(shù)的超高層建筑項(xiàng)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(yīng)用的需求

2019年末我國城鎮(zhèn)化率為60.6%，預(yù)計2030年我國城鎮(zhèn)化率將達(dá)到70.0%。為了緩解城鎮(zhèn)化帶來的巨大土地壓力和提升城市建筑形態(tài)的多樣性，中國的超高層項(xiàng)目如雨后春筍般崛起，超高層建筑的發(fā)展已成為評估區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo)。我國連續(xù)保持著“最高產(chǎn)”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(fù)雜的外形結(jié)構(gòu)、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(shù)、密集的來往客流、巨量的設(shè)施管理、復(fù)雜的能源供應(yīng)等特點(diǎn)。與之相對應(yīng)，給超高層建筑的運(yùn)維管理帶來一系列全新的難題，如設(shè)施如何管控、能源如何優(yōu)化、應(yīng)急防范如何開展。這些在水平區(qū)域管理相對成熟的問題，在超高層這個新的邊界條件下，產(chǎn)生了新的問題，迫切需要得到大數(shù)據(jù)支撐。

3、超高層建筑BIM 運(yùn)營管理平臺架構(gòu)設(shè)計

超高層建筑BIM 運(yùn)營管理平臺是承載著大數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，共享重要信息，如：IBMS 系統(tǒng)中設(shè)備的信息采集與報警，設(shè)備臺帳信息等；BIM 系統(tǒng)設(shè)備的三維信息，碰撞計算，設(shè)備建設(shè)及運(yùn)維信息歷史信息等；物業(yè)管理系統(tǒng)中運(yùn)營管理，物業(yè)租賃，設(shè)備維護(hù)信息。

BIM 運(yùn)營管理平臺可采用B/S 架構(gòu)，免安裝、易于維護(hù)，可分為三層：表現(xiàn)層為用戶所使用的客戶端，采用瀏覽器訪問；業(yè)務(wù)邏輯層為平臺各項(xiàng)功能，采用Javascript 實(shí)現(xiàn)；數(shù)據(jù)訪問層為讀寫數(shù)據(jù)庫中儲存的模型數(shù)據(jù)及設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)的功能。三維引擎可采用3DGIS 引擎實(shí)現(xiàn)BIM 模型數(shù)據(jù)加載，具有輕量、高效、開放的特點(diǎn)，為二次開發(fā)提供支撐。

4、BIM 相關(guān)基礎(chǔ)功能設(shè)計

平臺與BIM 相關(guān)的基礎(chǔ)功能有構(gòu)件管理、應(yīng)急管理、設(shè)備管理、案件管理。

(1) 構(gòu)件管理

構(gòu)件管理模塊是平臺中的核心模塊，提供建筑中各類型構(gòu)件、設(shè)備等的信息查詢、管理、維護(hù)等功能。構(gòu)件管理功能包括構(gòu)件控制及構(gòu)件查詢。構(gòu)件控制指對平臺中的各類型BIM 模型數(shù)據(jù)通過多選框的形式進(jìn)行顯示狀態(tài)控制，用戶可選擇查看其需要查看的某一類或若干類數(shù)據(jù)，關(guān)閉其他類型模型數(shù)據(jù)，使模型更易查看，不受其他類型數(shù)據(jù)遮擋干擾，并提高運(yùn)營平臺運(yùn)行效率；構(gòu)件查詢指用戶可根據(jù)多個條件如系統(tǒng)、樓層、關(guān)鍵詞等查詢對應(yīng)的構(gòu)件，查詢到符合條件的構(gòu)件以列表的形式展示，通過點(diǎn)擊列表可定位至構(gòu)件。

(2)應(yīng)急管理

應(yīng)急管理模塊主要依靠三維引擎的動態(tài)模擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急管理過程的三維重現(xiàn)，為應(yīng)急運(yùn)維管理人員提供參考。應(yīng)急管理功能分為應(yīng)急預(yù)案管理、應(yīng)急綜合指揮、消防應(yīng)急管理、應(yīng)急疏散管理四個部分。應(yīng)急預(yù)案管理將物業(yè)部門設(shè)定好的應(yīng)急預(yù)案輸入至平臺中，在三維模型中進(jìn)行推演。應(yīng)急綜合指揮功能內(nèi)置各類型各級別應(yīng)急預(yù)案的應(yīng)對措施信息，包括應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組成員組成、應(yīng)急小組職責(zé)、應(yīng)急管理流程、事項(xiàng)等信息，并提供信息推送功能，及時將應(yīng)對策略推送給相應(yīng)人員進(jìn)行處置。

(3)設(shè)備管理

設(shè)備管理模塊主要包括兩部分功能：資產(chǎn)管理和業(yè)務(wù)培訓(xùn)。資產(chǎn)管理是指利用BIM 對設(shè)施設(shè)備、備品備件等資產(chǎn)的位置、數(shù)量等按臺賬要求進(jìn)行分類統(tǒng)計，可分類瀏覽建筑內(nèi)各類資產(chǎn)的各項(xiàng)信息，為用戶提供宏觀的資產(chǎn)管理視角。業(yè)務(wù)培訓(xùn)是指用戶可通過該功能定位到特定的設(shè)備模型，查看其外觀特性，同時展示改設(shè)備對應(yīng)的系統(tǒng)原理、部署方案、運(yùn)行狀態(tài)、管路走向、控制點(diǎn)、整體技術(shù)、運(yùn)維檔案等信息。

(4)案件管理

案件管理模塊與平臺的手機(jī)終端APP相關(guān)聯(lián)。運(yùn)維人員在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)問題可利用手機(jī)端APP 進(jìn)行案件的上傳，上傳案件信息包括案件描述、現(xiàn)場照片、位置信息、上傳人員信息等。BIM 運(yùn)營平臺以列表的形式顯示所有運(yùn)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(diǎn)擊案件列表中某一案件可定位至案件位置或構(gòu)件，并展示案件的詳細(xì)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(zhuǎn)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(shè)與功能展示

當(dāng)前，該超高層建筑BIM 運(yùn)營管理平臺集成了BIM 構(gòu)件310 萬個，采集了傳感器及機(jī)電設(shè)備動態(tài)數(shù)據(jù)25 萬個點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了并發(fā)數(shù)2 萬點(diǎn)/s。圖2分別是空間管理、構(gòu)件管理、實(shí)時數(shù)據(jù)加載、應(yīng)急疏散功能，該平臺為超高層日常運(yùn)營與應(yīng)急響應(yīng)提供良好支持。

6、結(jié)束語

平臺實(shí)現(xiàn)了從建設(shè)期到運(yùn)維期的轉(zhuǎn)化，從純數(shù)據(jù)展示到空間強(qiáng)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)化，從被動運(yùn)維到主動運(yùn)營的轉(zhuǎn)化，為超高層建筑運(yùn)營決策及應(yīng)急響應(yīng)提供支撐，為大數(shù)據(jù)進(jìn)一步挖掘和創(chuàng)造價值奠定基礎(chǔ)。

更正說明：

本刊發(fā)行的2020年3月下總第109 期中，陳璐娉同志發(fā)表的“從站城一體化到區(qū)域一體化，中國高鐵樞紐區(qū)域建設(shè)的思考——以蘭州新區(qū)高鐵商務(wù)區(qū)為例”一文中，作者單位“上海建筑設(shè)計院有限公司規(guī)劃與城市設(shè)計院”應(yīng)為“上海建筑設(shè)計研究院有限公司規(guī)劃與城市設(shè)計院”，特此更正。