基于BIM的集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)

王 朔1 王茀雄 何富杰

(1.華南理工大學(xué)亞熱帶建筑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640； 2.華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，廣州 510640)

1 研究背景

當(dāng)前，以BIM(Building Information Modeling)技術(shù)為基礎(chǔ)的建筑設(shè)施管理理念被越來越多的研究者關(guān)注并應(yīng)用到建筑運(yùn)維階段，以更好地提升建筑的全生命周期價(jià)值[1]。

針對(duì)建筑物使用期的運(yùn)維管理應(yīng)用，目前存在著諸多業(yè)務(wù)及系統(tǒng)上的定義及劃分，如計(jì)算機(jī)維護(hù)管理系統(tǒng)CMMS(Computerized Maintenance Management Systems)、企業(yè)資產(chǎn)管理EAM(Enterprise Assert Management)系統(tǒng)、企業(yè)信息管理系統(tǒng)IMS(Information Management System)、建筑智能化集成系統(tǒng)IIS(Intelligent Integration System)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)施管理系統(tǒng)CAFM(Computer Aided Facility Management)、集成工作場(chǎng)所管理系統(tǒng)IWMS(Integration Workplace Management System)等[2]。從管理對(duì)象角度看，概括起來上述系統(tǒng)可以分為以下幾類：

(1)針對(duì)建筑資產(chǎn)、設(shè)備、空間等對(duì)象，主要關(guān)注其資產(chǎn)價(jià)值管理應(yīng)用為主的資產(chǎn)管理與維護(hù)信息系統(tǒng)。

(2)以建筑、環(huán)境、設(shè)備等對(duì)應(yīng)的維修、維護(hù)管理為主要內(nèi)容，對(duì)建筑及其配套的設(shè)施、設(shè)備進(jìn)行維修、維護(hù)、養(yǎng)護(hù)管理，針對(duì)建筑設(shè)備對(duì)象的維保、更新等業(yè)務(wù)活動(dòng)為主的建筑設(shè)備及業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

(3)針對(duì)智能建筑設(shè)備綜合監(jiān)控、管理應(yīng)用為主的智能建筑系統(tǒng)。

對(duì)于1、2類系統(tǒng)，資產(chǎn)、設(shè)備管理是其重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容，系統(tǒng)關(guān)注較多的是工程項(xiàng)目空間、設(shè)施、設(shè)備的資產(chǎn)屬性及靜態(tài)數(shù)據(jù)信息，而借助于BIM、GIS(Geographic Information System)技術(shù)，還可以管理設(shè)備、資產(chǎn)的空間、位置信息。建筑智能化技術(shù)是建筑高效運(yùn)維的核心技術(shù)，隨著智能樓宇技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，智能建筑本身也越來越多地融合了建筑設(shè)備管理等信息系統(tǒng)功能，朝著綜合化，集成化的趨勢(shì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)管理與控制的一體化集成。

相對(duì)于上述應(yīng)用，設(shè)施管理FM(Facility Management)的內(nèi)涵則更為豐富。設(shè)施管理的對(duì)象和范圍非常廣泛，包括對(duì)不動(dòng)產(chǎn)、土地、建筑物、設(shè)備、房間、家具、備品、環(huán)境系統(tǒng)、服務(wù)、信息物品、預(yù)算和能源等設(shè)施的管理。設(shè)施管理的服務(wù)內(nèi)容涵蓋了設(shè)施計(jì)劃、日常維護(hù)、設(shè)計(jì)建造、空間管理、財(cái)務(wù)管理等多個(gè)方面，因此設(shè)施管理是對(duì)建筑工程、資產(chǎn)、業(yè)務(wù)等更為全面與集成化的管理[3]。集成的FM建筑設(shè)施管理理念為建筑后期運(yùn)維提供了一個(gè)更為全面、綜合的應(yīng)用框架，在此基礎(chǔ)上可以建立更為完整的集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)。

圖1 集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

在建筑后期運(yùn)維領(lǐng)域，特別是針對(duì)建筑空間及設(shè)施管理應(yīng)用，目前較為普遍的是Archibus[4]及FMDesktop[5]等軟件，主要功能包括財(cái)產(chǎn)租賃管理、空間計(jì)劃、維護(hù)維修管理、設(shè)備狀態(tài)評(píng)估等。胡振中等開發(fā)了《基于BIM 的機(jī)電設(shè)備智能管理系統(tǒng)》，主要面向機(jī)電設(shè)備的全信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理和應(yīng)用[6]。張建平等建立了基于IFC 的建筑物業(yè)管理信息模型，應(yīng)用中間件技術(shù)將設(shè)備監(jiān)控信息和物業(yè)管理系統(tǒng)相結(jié)合[7]。Chien-Ho Ko等提出使用射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)來識(shí)別和跟蹤對(duì)象， 優(yōu)化建筑的整個(gè)生命周期管理的框架，并研究了采用IFC數(shù)據(jù)來集成RFID的方法[8]。

針對(duì)建筑運(yùn)維管理應(yīng)用，目前還缺乏比較系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的綜合管理平臺(tái)[9-11]。針對(duì)建筑后期運(yùn)維應(yīng)用，本文提出了一種以BIM為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，綜合建筑設(shè)備管理、物業(yè)管理、建筑智能化管理與一體的綜合建筑設(shè)施管理系統(tǒng)，將企業(yè)管理信息系統(tǒng)與智能化管理系統(tǒng)進(jìn)一步集成。

2 基于BIM的集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)架構(gòu)

基于BIM的集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)主要包括三個(gè)子系統(tǒng)，面向設(shè)施管理的業(yè)務(wù)系統(tǒng)(信息系統(tǒng))，集成BAS/FAS/SAS等相關(guān)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的IBMS系統(tǒng)以及BIM/GIS子系統(tǒng)(如圖1所示)。其中，業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括空間管理、資產(chǎn)管理、設(shè)施管理等相關(guān)的業(yè)務(wù)管理部分，也包括在此基礎(chǔ)上的客戶管理、設(shè)施服務(wù)、設(shè)施業(yè)務(wù)等。主要針對(duì)的是建筑本體、設(shè)施設(shè)備的資產(chǎn)管理、運(yùn)營、維修維護(hù)等相關(guān)業(yè)務(wù)。

IBMS主要針對(duì)的是建筑各類機(jī)電系統(tǒng)相關(guān)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理功能的集成。各類機(jī)電設(shè)備包括如空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、熱源與熱交換系統(tǒng)、冷凍與冷卻水系統(tǒng)、電梯與扶梯系統(tǒng)等，傳統(tǒng)的BAS系統(tǒng)主要是對(duì)建筑機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)測(cè)與控制管理。廣義的BAS系統(tǒng)還包括了安防、消防、通信、電話等子系統(tǒng)[12-13]。傳統(tǒng)的智能建筑各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，面向集成建筑設(shè)施管理的IBMS系統(tǒng)將各子系統(tǒng)進(jìn)行有效的集成，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制、信息共享及綜合自動(dòng)化。

BIM/GIS系統(tǒng)針對(duì)建筑本體及建筑設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行了層次化、數(shù)字化、空間化集成。借助于BIM標(biāo)準(zhǔn)可以將傳統(tǒng)的智能建筑及運(yùn)維體系標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化。傳統(tǒng)的建筑資產(chǎn)管理及業(yè)務(wù)管理主要基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，對(duì)建筑空間的圖形化表示、建筑設(shè)施、設(shè)備的空間屬性支持不足。設(shè)施設(shè)備處于具體的建筑空間中，設(shè)備具有相關(guān)的空間屬性，如某件家具屬于特定的某個(gè)人員管理并放置在某個(gè)具體的房間。借助于BIM技術(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)空間、設(shè)施設(shè)備的可視化管理，系統(tǒng)支持相應(yīng)的空間屬性管理，如清點(diǎn)某個(gè)房間內(nèi)的設(shè)備、查詢某件設(shè)備設(shè)施在具體的空間位置等應(yīng)用。

針對(duì)系統(tǒng)不同子系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能需求，配置了多個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。其中，項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫主要用于存儲(chǔ)項(xiàng)目相關(guān)的基本信息。設(shè)備數(shù)據(jù)庫記錄的是項(xiàng)目的設(shè)備列表，設(shè)備數(shù)據(jù)庫是對(duì)項(xiàng)目各類設(shè)施設(shè)備的相關(guān)記錄，盡管BIM數(shù)據(jù)庫以BIM構(gòu)件的形式對(duì)構(gòu)件的幾何信息及工程屬性信息進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化的存儲(chǔ)，系統(tǒng)還是維護(hù)著另外一個(gè)關(guān)系型的設(shè)備清單記錄。設(shè)備數(shù)據(jù)庫支持IFMS業(yè)務(wù)系統(tǒng)的多種應(yīng)用，如創(chuàng)建新的設(shè)備類型和設(shè)備對(duì)象，刪除、修改設(shè)備類型，刪除修改設(shè)備實(shí)例、設(shè)備維修記錄等。設(shè)備數(shù)據(jù)庫中的記錄與BIM數(shù)據(jù)庫中的構(gòu)件記錄并非一一對(duì)應(yīng)，設(shè)備清單記錄一般會(huì)多于BIM數(shù)據(jù)中的構(gòu)件記錄。在實(shí)際的應(yīng)用中，如增加一個(gè)設(shè)備，可能只是增加了一個(gè)設(shè)備記錄而非強(qiáng)制性地添加對(duì)應(yīng)的BIM模型數(shù)據(jù)。如果某個(gè)設(shè)備在兩個(gè)數(shù)據(jù)庫中均有記錄，需要在設(shè)備數(shù)據(jù)庫中刪除該記錄時(shí)，則在BIM數(shù)據(jù)庫中將執(zhí)行相同的操作，系統(tǒng)總是保持BIM數(shù)據(jù)庫中的記錄在設(shè)備數(shù)據(jù)庫中總是有相應(yīng)的記錄，而反之則不需要完全一一對(duì)應(yīng)。上述的應(yīng)用策略實(shí)際上對(duì)應(yīng)了系統(tǒng)應(yīng)用中的具體現(xiàn)實(shí)情況，即每個(gè)設(shè)備實(shí)體在設(shè)備數(shù)據(jù)庫中必須被記錄，但不一定需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)應(yīng)的BIM模型。

工單是業(yè)務(wù)系統(tǒng)重要的部分，盡管大多數(shù)工單內(nèi)容是針對(duì)設(shè)備維護(hù)維修等具體事務(wù)發(fā)起的，但并不意味著工單數(shù)據(jù)信息需要存儲(chǔ)在BIM模型中，并且工單也不一定與具體的建筑設(shè)備設(shè)施直接相關(guān)。工單管理數(shù)據(jù)實(shí)際上維護(hù)的是一系列的任務(wù)記錄，該記錄有可能與設(shè)備相關(guān)，也可以將工單記錄關(guān)聯(lián)到某個(gè)BIM設(shè)備模型，以便通過設(shè)備或工單相互查詢，但工單與設(shè)備的一一對(duì)應(yīng)則不是必須的。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是面向具體業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的，不同的數(shù)據(jù)庫之間存在著一定的對(duì)應(yīng)及關(guān)聯(lián)關(guān)系，而不同數(shù)據(jù)庫由于不同的用途，也可以分布式部署在任意位置，采用不同的數(shù)據(jù)庫軟件及系統(tǒng)環(huán)境。BIM數(shù)據(jù)庫主要針對(duì)的是集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)的BIM功能增強(qiáng)而設(shè)計(jì)的，是可選項(xiàng)，完全基于BIM模型的業(yè)務(wù)系統(tǒng)反而會(huì)制了系統(tǒng)的靈活性。

3 BIM/BAS系統(tǒng)集成

BIM標(biāo)準(zhǔn)化體系為集成建筑設(shè)施管理提供了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的流程及應(yīng)用模式。在系統(tǒng)中，對(duì)工程項(xiàng)目內(nèi)容進(jìn)行了相關(guān)的分類，在應(yīng)用中參照了BIM OminClass[14]分類標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)建筑本體設(shè)施、建筑設(shè)備、智能化設(shè)備、家具等設(shè)施進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的分類及管理。另外，系統(tǒng)參照建筑工程數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)IFC(Industry Foundation Classes)[15]對(duì)建筑及設(shè)備構(gòu)件屬性集進(jìn)行了規(guī)范化的定義，對(duì)于智能化設(shè)備構(gòu)件類型，還包括不同的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)訪問接口，借助于IFC標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)備的工程屬性及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的定義，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化定義的對(duì)象類型。

BACnet協(xié)議是目前樓宇自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)通用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。對(duì)于實(shí)時(shí)的智能化設(shè)備對(duì)象，BIM數(shù)據(jù)定義方式與BACnet[16]對(duì)象的定義方法可以對(duì)應(yīng)匹配，通過建立IFC對(duì)象與BACnet設(shè)備對(duì)象的映射關(guān)系，可以建立虛擬設(shè)備對(duì)象類型，與實(shí)際的設(shè)備接入采用一致的接口定義，從而實(shí)現(xiàn)透明的設(shè)備訪問及管理功能。

BACnet協(xié)議參照OSI標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議模型，建立在簡化的四層體系結(jié)構(gòu)之上，其中鏈路層和物理層支持多種最為常用的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)類型。BACnet應(yīng)用層定義了樓宇自控設(shè)備的描述方法，即BACnet對(duì)象模型。同時(shí)，應(yīng)用層定義了面向應(yīng)用(設(shè)備間的互操作)的通信服務(wù)。

BACnet在應(yīng)用層定義了一組標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)象類型，用來建立應(yīng)用層服務(wù)框架。應(yīng)用層服務(wù)則被設(shè)計(jì)成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象類型的屬性進(jìn)行相應(yīng)的訪問及操作。圖2展示了BACnet設(shè)備模型及屬性對(duì)象的定義方法[16]。其中屬性本身也是某個(gè)類型的對(duì)象，與實(shí)際對(duì)應(yīng)的設(shè)備點(diǎn)位類型是一致的。

圖2 BACnet 設(shè)備對(duì)象定義

BIM建筑信息模型則是針對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行定義，BIM模型采用了類似的面向?qū)ο蟮姆椒?，建筑信息模型存?chǔ)標(biāo)準(zhǔn)及IFC標(biāo)準(zhǔn)[17]中對(duì)BIM模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可參考定義，在IFC描述中，BIM模型數(shù)據(jù)由資源層、核心層、共享層及專業(yè)領(lǐng)域?qū)佣x，其中BIM對(duì)象實(shí)例由BIM對(duì)象類型實(shí)例化生成。BIM對(duì)象類型與一個(gè)或多個(gè)屬性集關(guān)聯(lián)，BIM的屬性集列表反映了BIM實(shí)體的基本特征，表1是BIM智能化設(shè)備中傳感器對(duì)象的特征定義，表2是基于IFC的建筑智能控制專業(yè)屬性集定義。

表1 傳感器對(duì)象的特征定義

表2 建筑智能控制專業(yè)屬性集定義

在項(xiàng)目中，參照相應(yīng)規(guī)范針對(duì)智能化等專業(yè)實(shí)時(shí)設(shè)備按上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了BIM模型及BACnet管理對(duì)象的定義，通過屬性集上的映射實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備與實(shí)際設(shè)備的關(guān)聯(lián)，并通過虛擬設(shè)備接口實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬建筑及實(shí)際建筑構(gòu)件一致的處理及訪問[17]。表1～2分別是對(duì)應(yīng)的傳感器對(duì)象的特征定義及建筑智能控制專業(yè)屬性集定義。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

結(jié)合集成建筑設(shè)施管理的管理理念及系統(tǒng)框架進(jìn)行了相應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，并針對(duì)某大廈實(shí)現(xiàn)了綜合管理應(yīng)用。系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，在瀏覽器客戶端完成所有的前端業(yè)務(wù)處理功能，采用H5+WebGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)了BIM模型的三維瀏覽、房間、面積可視化管理、各類設(shè)備三維界面實(shí)施數(shù)據(jù)查詢顯示等功能。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于典型的分層結(jié)構(gòu)，包括現(xiàn)場(chǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、計(jì)算與存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層等，如圖3所示。

圖3 IFMS 系統(tǒng)多層結(jié)構(gòu)

圖4 IFMS綜合數(shù)據(jù)界面(圖中數(shù)據(jù)為模擬案例數(shù)據(jù))

現(xiàn)場(chǎng)層主要是集成各種類型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，記錄各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端。現(xiàn)場(chǎng)層傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行等方面的識(shí)別、信息采集、監(jiān)測(cè)及控制。網(wǎng)絡(luò)通信層包括現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，也包括WIFI、ZigBee等近場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)及NBIot/LoRa等電信物聯(lián)網(wǎng)，共同組成網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施。計(jì)算與存儲(chǔ)層包括軟件資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算以及相關(guān)軟件環(huán)境的資源，保證上層對(duì)于數(shù)據(jù)的相關(guān)需求。數(shù)據(jù)層為項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)來源，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)、機(jī)電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、工單管理數(shù)據(jù)、BIM/GIS數(shù)據(jù)及安全監(jiān)測(cè)、應(yīng)急等各類型專題數(shù)據(jù)。平臺(tái)層為應(yīng)用層提供基礎(chǔ)服務(wù)，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)，BIM模型管理系統(tǒng)，設(shè)施設(shè)備管理系統(tǒng)等服務(wù)。應(yīng)用層是集成管理系統(tǒng)與用戶交互及具體應(yīng)用的接口層，應(yīng)用層綜合各類信息包括BIM/GIS空間數(shù)據(jù)、三維仿真數(shù)據(jù)、各類設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、建筑環(huán)境數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)施設(shè)備、空間資產(chǎn)、各類資源進(jìn)行綜合智能管理。

BIM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示等功能采用了Autodesk Forge[18]實(shí)現(xiàn)，實(shí)際的業(yè)務(wù)則可以通過不同的服務(wù)進(jìn)行集成。項(xiàng)目中使用了Viewer、Data Management，Model Derivative，Design Automation等相關(guān)API及服務(wù)，其中，F(xiàn)orge Viewer基于HTML5/WebGL技術(shù)，可為目前流行的瀏覽器不安裝插件情況下提供原生的3D 模型顯示支持，通過流式加載、漫游優(yōu)化以支持超大規(guī)模模型數(shù)據(jù)。Forge View & Data提供了模型結(jié)構(gòu)樹及對(duì)象屬性查詢API，可以在瀏覽器端瀏覽查詢BIM模型的結(jié)構(gòu)及工程屬性信息，如圖4所示。

另外，系統(tǒng)使用Autodesk Design Automation[18]云端自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于瀏覽器端的模型編輯、添加、刪除等功能，包括增加、移動(dòng)、刪除家具、設(shè)備，添加、移動(dòng)、刪除隔墻以調(diào)整房間等操作，通過在瀏覽器端操作，采用設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)在云端更新BIM數(shù)據(jù)的機(jī)制，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)用性及可維護(hù)性。

對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析是系統(tǒng)重要的功能，也是建筑安全運(yùn)行、用能優(yōu)化等相關(guān)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。由于需要?dú)v史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，大量的數(shù)據(jù)需要被記錄、整理和統(tǒng)計(jì)，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)中，集成BAS系統(tǒng)包括了“規(guī)?！焙汀皩?shí)時(shí)”兩類需求。系統(tǒng)對(duì)于更新頻率高的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，采用時(shí)序性數(shù)據(jù)庫InfluxDB進(jìn)行緩存[19]，HBase[20]作為大數(shù)據(jù)庫持久層實(shí)現(xiàn)。

對(duì)建筑設(shè)施管理對(duì)象參照OminClass及COBie[21]標(biāo)準(zhǔn)及進(jìn)行分類。參照COBie標(biāo)準(zhǔn)對(duì)項(xiàng)目的空間資產(chǎn)及設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行了規(guī)范化的分類及整合。在COBie框架內(nèi)，通過設(shè)施、樓層、空間、區(qū)域概念對(duì)空間資產(chǎn)進(jìn)行了逐級(jí)的分類，而設(shè)施、設(shè)備的屬性則關(guān)聯(lián)到空間對(duì)象，通過上述的機(jī)制，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的空間屬性管理，如查詢每個(gè)具體的設(shè)備存放在哪個(gè)空間，某個(gè)部門現(xiàn)有多少房間，房間內(nèi)包括了多少資產(chǎn)設(shè)備等。

圖5 IFMS三維BIM模型顯示

項(xiàng)目對(duì)各類運(yùn)營設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了連續(xù)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)，并根據(jù)不同的需求實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)、分析以及設(shè)置對(duì)應(yīng)的運(yùn)行策略、警戒值等，并實(shí)現(xiàn)了基于三維用戶界面的數(shù)據(jù)綜合顯示，如圖5所示。

5 系統(tǒng)特征

本系統(tǒng)對(duì)基于BIM的集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)進(jìn)行了綜合的分析，并對(duì)系統(tǒng)的整體架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行了介紹。相對(duì)于設(shè)備管理系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等，集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)：

(1)管理對(duì)象及業(yè)務(wù)范圍更為廣泛

設(shè)施管理的對(duì)象和范圍非常廣泛，包括對(duì)不動(dòng)產(chǎn)、土地、建筑物、設(shè)備、房間、家具、備品、環(huán)境系統(tǒng)、服務(wù)、信息物品、預(yù)算和能源等設(shè)施的管理。設(shè)施管理的服務(wù)內(nèi)容涵蓋了設(shè)施計(jì)劃、維護(hù)、空間管理、財(cái)務(wù)管理、能源管理等多個(gè)方面。

(2)基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)升級(jí)

集成設(shè)施管理系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)等發(fā)展的必然結(jié)果，使得很多業(yè)務(wù)處理，包括支付等轉(zhuǎn)移到移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)。社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得智慧社區(qū)、智慧物業(yè)等概念日臻走向?qū)嵱秒A段，社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也促進(jìn)了業(yè)主希望通過社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)更透明地參與管理整個(gè)物業(yè)及設(shè)施。

(3)業(yè)務(wù)綜合性

系統(tǒng)綜合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能建筑技術(shù)、BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，人工智能技術(shù)等，更為綜合，集成化程度更高。物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對(duì)整個(gè)建筑環(huán)境、設(shè)施設(shè)備進(jìn)行長時(shí)間高頻的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測(cè)，包括監(jiān)測(cè)用戶的使用行為，進(jìn)行大數(shù)據(jù)收集及數(shù)據(jù)挖掘，對(duì)建筑設(shè)備運(yùn)營、建筑用能等進(jìn)行深度的優(yōu)化，建立更高效、節(jié)能的用能模式等。

(4)模塊化

系統(tǒng)在綜合性的前提下強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的模塊化及可伸縮性，對(duì)于具體的實(shí)施可根據(jù)項(xiàng)目的需要做功能及模塊的剪裁。系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行配置而非重新定制開發(fā)； 另外系統(tǒng)的可伸縮性是對(duì)于功能的選擇，如用戶選擇不需要BIM應(yīng)用而只是需要二維GIS功能，系統(tǒng)也可以方便地配置。

6 結(jié)論

本文對(duì)集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)的主要內(nèi)容、整體架構(gòu)以及與BIM的集成進(jìn)行了相關(guān)的闡述。對(duì)于BIM的工程應(yīng)用及實(shí)際效益，目前還存在著不同的看法。將BIM應(yīng)用于建筑運(yùn)維階段，一種看法認(rèn)為BIM是運(yùn)維應(yīng)用主要的核心及基礎(chǔ)，所有應(yīng)用均應(yīng)圍繞著BIM模型數(shù)據(jù)展開； 另一種看法則認(rèn)為在實(shí)際應(yīng)用中BIM能發(fā)揮的作用相當(dāng)有限，認(rèn)為在物業(yè)管理或智能化集成應(yīng)用中，BIM僅能起到簡單的三維可視化作用。本文結(jié)合了集成建筑設(shè)施管理的整體架構(gòu)，介紹了BIM在IFMS框架內(nèi)具體的應(yīng)用及呈現(xiàn)模式，力圖客觀地討論BIM在建筑運(yùn)維階段具體的應(yīng)用方法及價(jià)值。

隨著信息技術(shù)以及新興的BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，智能化系統(tǒng)與企業(yè)管理系統(tǒng)的融合日臻成熟，集成BIM的集成建筑設(shè)施管理系統(tǒng)正在成為建筑運(yùn)維管理系統(tǒng)新的趨勢(shì)，并促使建筑項(xiàng)目轉(zhuǎn)變成為一種IT基礎(chǔ)設(shè)施。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及完善，建立綜合的基于云計(jì)算及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)在技術(shù)及應(yīng)用上已日臻成熟，隨著國內(nèi)存量建筑的不斷增加，加強(qiáng)對(duì)已有建筑的信息化、智慧化管理，促進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展、綠色節(jié)能等目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，也是系統(tǒng)應(yīng)用的重要目標(biāo)之一。