面向運(yùn)維的建筑 BIM 模型輕量化技術(shù)及實(shí)踐研究

彭 琛，朱永磊，竇 強(qiáng)，林美順，王 勝，王 巍，孟 蘆，馮復(fù)漢（.博銳尚格科技股份有限公司,北京 00096；.青建集團(tuán)股份公司，山東 60000）

隨著建筑行業(yè)信息化發(fā)展，以 BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）為核心的研究及應(yīng)用在國內(nèi)外建筑領(lǐng)域日漸興起。BIM 是對(duì)建筑物物理和功能特性的數(shù)字化表達(dá)，是其全生命期內(nèi)各種信息的集成。BIM 技術(shù)的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)建筑管理模式，使建筑管理者在建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段的認(rèn)識(shí)和控制都進(jìn)入到一個(gè)新的階段，為建筑物整個(gè)生命期提供可信賴的、信息共享的知識(shí)資源。

現(xiàn)階段 BIM 技術(shù)主要應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)施工階段，適用于運(yùn)維階段的 BIM 技術(shù)還不成熟。建筑的運(yùn)維階段是建筑生命期中持續(xù)時(shí)間最長，所消耗能源和投入最大的一個(gè)階段，只有做好建筑運(yùn)維中的管理，才能真正實(shí)現(xiàn) BIM 技術(shù)對(duì)建筑全過程管理的目標(biāo)。

BIM 運(yùn)維模型與設(shè)計(jì)模型存在諸多不同，這使得 BIM 運(yùn)維模型的輕量化發(fā)展策略也具有一定的獨(dú)特性。本文就 BIM運(yùn)維模型輕量化技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)、技術(shù)難題進(jìn)行分析討論，提出一些可行的發(fā)展建議。

1 BIM 運(yùn)維模型及 BIM 輕量化概述

1.1 BIM 技術(shù)在運(yùn)維中的應(yīng)用

BIM 應(yīng)用在設(shè)計(jì)和施工過程中，可以使得各個(gè)環(huán)節(jié)能夠更好地配合，減少圖紙錯(cuò)誤，減少質(zhì)量事故，增加項(xiàng)目實(shí)施的透明度和可控性[1-3]。BIM 技術(shù)為建筑施工過程中不同的參與者(如建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、施工者等)提供了良好的技術(shù)合作平臺(tái)?；?BIM 的協(xié)同設(shè)計(jì)采用三維集成設(shè)計(jì)模型，直接從模型中獲取各專業(yè)的視圖和設(shè)計(jì)所需要的信息。不同專業(yè)的設(shè)計(jì)者通過中間模型處理器對(duì)模型進(jìn)行操作，建立和修改與其專業(yè)相關(guān)的各種信息[4]。

BIM 技術(shù)的出現(xiàn)雖然是為了實(shí)現(xiàn)建筑全生命期的信息集成，但在應(yīng)用初期主要是作為支持建筑數(shù)字化設(shè)計(jì)的重要工具[5]，直到近幾年才開始逐漸與運(yùn)維需求相結(jié)合[6]。

BIM 技術(shù)與建筑后期運(yùn)營維護(hù)階段的結(jié)合，主要包括空間管理、資產(chǎn)管理、維護(hù)管理、公共安全管理和能耗管理[7]。這既是 BIM 技術(shù)在建筑全壽命期內(nèi)實(shí)現(xiàn)管理閉環(huán)的應(yīng)用需求，也是實(shí)現(xiàn) BIM 價(jià)值最大化的技術(shù)手段。

原有 BIM 模型中包含的信息和關(guān)系過于復(fù)雜，無法滿足后期運(yùn)維系統(tǒng)的信息需求，通常由本地高性能計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和查看。因此，首先要簡(jiǎn)化原有 BIM 模型中不必要或不相關(guān)的組件[8]。在運(yùn)維階段，更多的是關(guān)注設(shè)備性能和系統(tǒng)運(yùn)行情況，需要記錄和顯示建筑設(shè)備等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù)，而設(shè)計(jì)和施工階段不會(huì)涉及該類信息。因此，需要開發(fā)專門針對(duì)運(yùn)維階段的 BIM 模型或插件，而模型輕量化是影響 BIM 技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。

由于缺乏應(yīng)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行智慧運(yùn)維管理的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、缺乏面向已經(jīng)竣工并投入使用的綠色建筑運(yùn)維管理特點(diǎn)的BIM 模型、缺乏對(duì)運(yùn)維管理階段 BIM 模型建模技術(shù)路徑與設(shè)計(jì)和施工階段的差異性研究、缺乏對(duì) BIM 模型在運(yùn)維領(lǐng)域應(yīng)用的底層數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)尚未出現(xiàn)較成熟的針對(duì)已經(jīng)竣工的既有綠色建筑的 BIM 運(yùn)維模型輕量化技術(shù)。

1.2 BIM 模型的輕量化研究

隨著數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，BIM 運(yùn)維逐漸成為熱點(diǎn)。經(jīng)過近年來的快速發(fā)展，BIM 對(duì)整個(gè)建筑行業(yè)的作用是毋庸置疑的。與普通的三維模型不同，BIM 模型不僅是三維模型，而且包含了大量的工程項(xiàng)目信息。換句話說，由這些信息形成的數(shù)據(jù)庫與 3D 模型相關(guān)聯(lián)，其體量是相當(dāng)大的。如果將 BIM 模型直接引入運(yùn)維管理平臺(tái)，復(fù)雜的建筑設(shè)備系統(tǒng)、龐大的 BIM 運(yùn)維數(shù)據(jù)，將對(duì)硬件設(shè)備造成巨大負(fù)擔(dān)，影響運(yùn)行速度。因此，BIM 模型輕量化成為建筑 BIM 運(yùn)維行業(yè)發(fā)展的瓶頸。例如，一個(gè)購物廣場(chǎng)的 BIM 運(yùn)維模型包含了 500+模型文件，2 000+圖紙文件，1 000+ G 的文件大小，每天要處理 100 萬次的操作請(qǐng)求，5 000 G 的流量以及2 000 余個(gè)業(yè)務(wù)流程。如此海量的數(shù)據(jù)、復(fù)雜的存儲(chǔ)模式與錯(cuò)綜復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程使大多數(shù)應(yīng)用方望而卻步。

輕量化是對(duì)模型的三角面片數(shù)、紋理貼圖以及屬性信息的優(yōu)化處理，以達(dá)到方便使用的技術(shù)。國內(nèi)外對(duì) BIM 模型輕量化的研究主要集中在渲染場(chǎng)景的管理和模型數(shù)據(jù)的優(yōu)化上。渲染場(chǎng)景的管理主要是基于八叉樹的場(chǎng)景管理，如鄭坤[9]、吳慧欣[10]等都基于八叉樹原理實(shí)現(xiàn)了渲染場(chǎng)景的管理。Cignoni P[11]等結(jié)合八叉樹原理與邊折疊算法簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化模型的渲染。在模型數(shù)據(jù)的優(yōu)化方面主要為多細(xì)節(jié)層次（LOD）算法，根據(jù)顯示需求分層次地簡(jiǎn)化模型。LOD 模型生成算法中比較常見的是幾何元素刪除法，根據(jù)處理模型三角面片的方式，可分為頂點(diǎn)刪除法、邊折疊法、三角形折疊簡(jiǎn)化法等[12]。

此外，隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，近些年基于互聯(lián)網(wǎng)云端儲(chǔ)存的方式也有一些 BIM 技術(shù)輕量化的研究進(jìn)展。比如清華大學(xué)的張建平教授等根據(jù)分布式存儲(chǔ)信息與 BIM 構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)技術(shù)，開發(fā)了基于 Web 的項(xiàng)目集成管理系統(tǒng)[13]。王珩瑋等人將 BIM 技術(shù)與 WebGL 技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了 BIM 模型三維瀏覽及信息管理系統(tǒng)[14]。此外，基于云的 BIM 存儲(chǔ)、桌面云技術(shù)與通信和存儲(chǔ)技術(shù)相結(jié)合的輕量化研究也很多。BIM 模型輕量化解決了原 BIM 模型體量大不利于顯示的缺點(diǎn)，將 BIM 模型從桌面端轉(zhuǎn)移到 WEB 端、移動(dòng)端[8]。

總的來說，BIM 模型輕量化技術(shù)主要集中在模型顯示、模型存儲(chǔ)等方面，針對(duì) BIM 運(yùn)維階段的輕量化研究還處在比較初期的階段。近些年，BIM 技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用以及輕量化研究逐步得到重視，但對(duì)于 BIM 運(yùn)維模型輕量化的優(yōu)化方向、側(cè)重點(diǎn)的討論還不夠深入。

本文針對(duì) BIM 運(yùn)維階段輕量化的特點(diǎn)和目標(biāo)展開討論，發(fā)掘探討運(yùn)維階段輕量化過程中存在的技術(shù)難點(diǎn)，提出實(shí)現(xiàn)面向運(yùn)維的模型輕量化的發(fā)展建議，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) BIM 運(yùn)維階段模型輕量化提供參考。

2 運(yùn)維階段 BIM 輕量化目標(biāo)探討

BIM 輕量化是為了讓用戶更便捷地獲取建筑所包含的各類信息，從而節(jié)省人力投入，降低運(yùn)營成本[15]。借助 BIM輕量化平臺(tái)，方便用戶在視聽等多重感官的傳達(dá)下，更方便地使用模型[6]。以具體工程為例，運(yùn)用輕量化技術(shù)，通過BIMBOX 平臺(tái)輸出的成果可指導(dǎo)機(jī)電工程的施工。結(jié)果證明，輕量化技術(shù)能夠很好地降低對(duì)硬件的要求，有效地提高工作效率與施工的精細(xì)化管理[2]。

2.1 BIM 模型在建筑生命期的使用

要討論 BIM 模型輕量化的目標(biāo)，首先要明晰 BIM 技術(shù)是在為誰服務(wù)。業(yè)主是 BIM 技術(shù)應(yīng)用的最大受益方，而貢獻(xiàn)最大的是設(shè)計(jì)單位，動(dòng)力最大的是施工單位。根據(jù)建筑生命期的不同階段和不同使用者，可以將 BIM 的應(yīng)用歸納為四個(gè)階段。

設(shè)計(jì)階段：設(shè)計(jì)階段是 BIM 數(shù)據(jù)庫平臺(tái)搭建的關(guān)鍵階段。設(shè)計(jì)單位要完成建筑自身的數(shù)字化描述，在 BIM 數(shù)據(jù)流標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。此階段只要按照建筑工程設(shè)計(jì)信息模型的制圖標(biāo)準(zhǔn)提供符合要求的設(shè)計(jì)文件，設(shè)計(jì)文件的 BIM輕量化就基本實(shí)現(xiàn)了，這也是未來行業(yè)的常規(guī)要求。

招標(biāo)投標(biāo)階段：在輕量化應(yīng)用的模式下，建設(shè)方搭建平臺(tái)，設(shè)計(jì)方構(gòu)建數(shù)據(jù)模型框架，招標(biāo)方開放投標(biāo)單位一個(gè)臨時(shí)用戶身份進(jìn)入 BIM 平臺(tái)，并根據(jù)平臺(tái)設(shè)定的權(quán)限引用一些統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的開放數(shù)據(jù)。根據(jù)這部分公開資料提交投標(biāo)方案和報(bào)價(jià)。如何將項(xiàng)目 BIM 系統(tǒng)數(shù)據(jù)與評(píng)標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接，是這個(gè)階段重點(diǎn)需要解決的關(guān)鍵問題。

施工階段：施工方是 BIM 管理模式的使用方之一，在BIM 數(shù)據(jù)框架中利用數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)、優(yōu)化施工、降低成本。利用 BIM 數(shù)據(jù)（不是模型）對(duì)施工過程進(jìn)行方案演算和成本測(cè)算、加快工程價(jià)款審核的進(jìn)度等都有利于施工階段高效管理。由于參與施工的各方（包括建設(shè)、監(jiān)理、工程造價(jià)咨詢服務(wù)、施工單位等）在平臺(tái)上使用相同的數(shù)據(jù)源，輸出的工程量也是唯一的，不存在“報(bào)量、核量、確認(rèn)”的重復(fù)過程，這明顯提高了管理效率。

運(yùn)維階段：運(yùn)維階段是建筑生命期中所占時(shí)間最長，消耗能源最大的一個(gè)階段。綜合利用 BIM 技術(shù)，可以開展建筑運(yùn)維階段設(shè)備與空間、能耗、應(yīng)急、資產(chǎn)等方面的管理。而設(shè)備與空間管理還包含了樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）、照明系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等相應(yīng)設(shè)備的信息維護(hù)。BIM 系統(tǒng)不僅要對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行運(yùn)行展示、調(diào)取信息等，還要切實(shí)解決動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)收集、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)、預(yù)警報(bào)警等實(shí)際運(yùn)維中面對(duì)的各種問題。

BIM 技術(shù)在建筑工程生命周期各階段的應(yīng)用，總結(jié)如表1所示[17]。

表1 BIM 技術(shù)在建筑工程生命周期各階段的應(yīng)用

2.2 BIM 運(yùn)維模型的特點(diǎn)

通過梳理 BIM 技術(shù)在建筑生命期各階段的應(yīng)用，可以看出，BIM 模型在設(shè)計(jì)階段、招標(biāo)投標(biāo)階段和施工階段，比較注重建筑實(shí)際使用構(gòu)建的外形、材質(zhì)等參數(shù)，對(duì)建筑的可視化渲染展示有較高的要求；而在運(yùn)維階段，更注重運(yùn)維過程中的動(dòng)態(tài)參數(shù)，關(guān)注的重點(diǎn)由建筑本體轉(zhuǎn)變成了建筑內(nèi)的設(shè)備和計(jì)量儀表、傳感器等。建筑運(yùn)維的本質(zhì)要求是對(duì)運(yùn)營過程中持續(xù)產(chǎn)生的多維、海量信息進(jìn)行綜合處理。因此，BIM 模型在運(yùn)維管理階段具有如下的特點(diǎn)。

（1）注重獨(dú)立系統(tǒng)的連接和運(yùn)維，比如空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等，相比于空間關(guān)系，更注重系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的連接和數(shù)據(jù)的傳遞。

（2）以數(shù)據(jù)為核心，以管理調(diào)控為技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)。很少調(diào)取建筑構(gòu)造細(xì)節(jié)等在設(shè)計(jì)、建設(shè)過程中的重要參數(shù)，而注重系統(tǒng)運(yùn)維過程中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)靜態(tài)數(shù)據(jù)的綜合處理功能。

（3）以實(shí)用為目的，對(duì)渲染展示效果不做太高要求，更注重操作的便捷性。

2.3 BIM 運(yùn)維模型輕量化的目標(biāo)

由于 BIM 技術(shù)在運(yùn)維階段的這些應(yīng)用特點(diǎn)，BIM 運(yùn)維模型的輕量化工作也需要據(jù)此做出調(diào)整。比如，BIM 技術(shù)在工程建設(shè)管理方面，建筑數(shù)據(jù)模型的可視化一直是其閃光點(diǎn)，也是造成使用成本居高不下、難以推廣的原因。然而在 BIM運(yùn)維模型中，并不需要過分強(qiáng)調(diào)可視化模型管理，而需要轉(zhuǎn)變思路，在弱可視化的基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)快捷、便利的 BIM 輕量化運(yùn)用，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目過程控制的優(yōu)化管理[3]。

面向運(yùn)維的 BIM 模型更應(yīng)該注重?cái)?shù)據(jù)的保存和提取。一個(gè)好的輕量化平臺(tái)需要的不僅是顯示方面的流暢，同時(shí)還要兼顧模型格式的全面支持及保真，另外也要滿足業(yè)務(wù)方面的數(shù)據(jù)需求。從數(shù)據(jù)的角度出發(fā)，BIM 運(yùn)維模型的輕量化目標(biāo)分為三個(gè)層次：壓縮、存儲(chǔ)、加載。在壓縮過程中，要求在保證模型和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提下盡可能地降低文件大?。淮鎯?chǔ)過程中要求降低數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲(chǔ)，降低存儲(chǔ)空間；由于 BIM運(yùn)維模型更注重信息的使用，所以模型數(shù)據(jù)加載時(shí)的速度也是重點(diǎn)關(guān)注的方面。

因此，BIM 模型集成處理、大體量模型云端輕量化處理轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理、模型輕量化快速加載等技術(shù)是 BIM運(yùn)維模型需要關(guān)注的重點(diǎn)。

3 BIM 運(yùn)維模型輕量化的主要問題與技術(shù)路線

3.1 BIM 運(yùn)維模型輕量化的主要問題

由于現(xiàn)階段大多數(shù) BIM 模型只是面向建造過程而設(shè)計(jì)，使得模型設(shè)計(jì)導(dǎo)向并不滿足運(yùn)維使用需求。如果將建造階段的 BIM 模型直接應(yīng)用于運(yùn)維階段，存在很多困難。

（1）BIM 運(yùn)維模型接入設(shè)備繁多且數(shù)據(jù)不統(tǒng)一。運(yùn)維階段由不同的弱電廠家的樓宇自控系統(tǒng)提供支持，典型的系統(tǒng)包括消防、安防、門禁、空調(diào)、照明、電梯等。建筑信息的分類和定義受到不同專業(yè)領(lǐng)域的影響，難以形成一套統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表達(dá)規(guī)范，而只能在通信層面實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

（2）BIM 運(yùn)維模型加載集成了大量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。建筑綜合運(yùn)維管理是以建筑內(nèi)各個(gè)運(yùn)維系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，需要采集如室內(nèi)溫度、冷機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)、照明開關(guān)、電梯運(yùn)行、煙感采集數(shù)據(jù)等大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在以設(shè)計(jì)建造為目標(biāo)的 BIM 模型中，缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)承載的接口和展示平臺(tái)。此外，此部分?jǐn)?shù)據(jù)量巨大，且對(duì)系統(tǒng)整修、能耗分析等都具有重要作用，需要合理安排數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、提取等相關(guān)問題。

（3）BIM 運(yùn)維模型需要將大量交錯(cuò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。建筑運(yùn)維過程中既有縱向的獨(dú)立系統(tǒng)，又有橫向的空間關(guān)聯(lián)。比如照明系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng)，但在樓宇控制中，房間內(nèi)的照明設(shè)備開關(guān)可能會(huì)影響窗簾調(diào)整，而窗簾變化又可能引起空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。再比如，消防系統(tǒng)報(bào)警，會(huì)影響空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等多方聯(lián)動(dòng)。所以對(duì)建筑數(shù)據(jù)交互進(jìn)行綜合管理，是用好 BIM 系統(tǒng)的關(guān)鍵。

設(shè)備接入繁瑣是 BIM 運(yùn)維模型推進(jìn)過程的巨大阻礙，因此數(shù)據(jù)集成是 BIM 運(yùn)維模型使用并且用好的關(guān)鍵。針對(duì)這些問題，結(jié)合 BIM 運(yùn)維模型輕量化目標(biāo)，本文提出了兩點(diǎn) BIM運(yùn)維模型輕量化的技術(shù)解決方案。

3.2 以數(shù)據(jù)字典為基礎(chǔ)的 BIM 運(yùn)維模型框架

IFC (Industry Foundation Classes)是 1997 年初由 IAI 組織開發(fā)的建筑信息共享標(biāo)準(zhǔn), 為土木建筑行業(yè)提供了通用的數(shù)據(jù)表達(dá)模型和標(biāo)準(zhǔn)。2007 年國家科技支撐計(jì)劃課題“綠色建筑全生命周期設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究”啟動(dòng)，研究應(yīng)用 IFC 標(biāo)準(zhǔn)解決信息交換與共享等技術(shù)難題，促進(jìn)其在我國的應(yīng)用[4]。

參照 IFC，為了解決 BIM 運(yùn)維模型中設(shè)備繁多沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問題，建立綠色建筑 BIM 運(yùn)維數(shù)據(jù)字典體系是可行有效的解決辦法。

數(shù)據(jù)字典是一種基于語義的對(duì)建筑和建筑中的各類機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行信息化表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)方法。針對(duì)缺乏BIM運(yùn)維階段底層數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)的需求，可以通過開展對(duì)于數(shù)據(jù)分類、編碼、語義定義等方面的標(biāo)準(zhǔn)化研究，解決統(tǒng)一 BIM 底層數(shù)據(jù)建模標(biāo)準(zhǔn)的問題。如圖 1 所示，數(shù)據(jù)字典與 BIM 運(yùn)維管理平臺(tái)的關(guān)系。該方法與通信協(xié)議無關(guān)，與系統(tǒng)功能無關(guān)，與弱電廠商無關(guān)，是面向客觀物理對(duì)象和物理過程所構(gòu)建的一套信息表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的擴(kuò)展性和交互性。

圖1 數(shù)據(jù)字典與 BIM 運(yùn)維管理平臺(tái)的關(guān)系

數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)物理層與應(yīng)用層的邏輯紐帶，是大數(shù)據(jù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)邏輯基礎(chǔ)，起到將異構(gòu)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，一站式支持應(yīng)用開發(fā)的作用。以數(shù)據(jù)字典為基礎(chǔ)，考慮到建筑運(yùn)維過程所涉及的系統(tǒng)復(fù)雜多樣，可以建立以數(shù)據(jù)字典為基礎(chǔ)，分層次分系統(tǒng)的子系統(tǒng)運(yùn)維模型，如圖 2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)字典的應(yīng)用框架

通過數(shù)據(jù)字典的標(biāo)準(zhǔn)化定義，將多樣復(fù)雜的設(shè)備接入BIM 運(yùn)維系統(tǒng)。數(shù)據(jù)底層來自數(shù)據(jù)采集設(shè)備層的各傳感器與執(zhí)行器設(shè)備，通過子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，進(jìn)行子系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)控管理，進(jìn)一步集合各子系統(tǒng)，形成項(xiàng)目集成管理平臺(tái)，進(jìn)而在集團(tuán)中心平臺(tái)層面，基于底層標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接入，形成建筑運(yùn)維數(shù)據(jù)字典標(biāo)準(zhǔn)下的建筑信息數(shù)據(jù)中臺(tái)，并最終服務(wù)于集團(tuán)的考核管理體系，為建筑運(yùn)維管理的高效實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

3.3 數(shù)模分離實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理輕量化

BIM 的優(yōu)勢(shì)在于基于三維模型對(duì)建筑空間、機(jī)電設(shè)備、管網(wǎng)及各類屬性的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理。它是滿足建筑大數(shù)據(jù)需求的優(yōu)秀的數(shù)據(jù)管理工具，但不是性能良好的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)平臺(tái)本身還是要通過數(shù)據(jù)庫工具來實(shí)現(xiàn)，以提高效率。BIM 的應(yīng)用將有利于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和平臺(tái)建設(shè)。

數(shù)模分離技術(shù)，是將模型的幾何信息和模型數(shù)據(jù)使用分離的技術(shù)，將數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)，幾何信息保留關(guān)鍵信息，從而使模型的有效數(shù)據(jù)量大大增加，排除無效工作量。

由于設(shè)計(jì)、建筑階段的 BIM 模型所包含的信息和關(guān)系對(duì)于后期運(yùn)維系統(tǒng)的要求來說過于復(fù)雜，給數(shù)據(jù)處理造成了很大的負(fù)擔(dān)，因此有必要對(duì)原 BIM 模型中不必要或不相關(guān)的構(gòu)件進(jìn)行簡(jiǎn)化。比如將模型單獨(dú)儲(chǔ)存，在運(yùn)維系統(tǒng)中只保留幾何模型關(guān)鍵信息，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)根據(jù)需要只調(diào)用必要參數(shù)，在可視化渲染也盡可能精簡(jiǎn)。然后在模型基礎(chǔ)上進(jìn)行二次處理，補(bǔ)充 BIM 運(yùn)維模型實(shí)際操作時(shí)需要使用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)也有獨(dú)立的儲(chǔ)存路徑。最后對(duì)模型按照面向?qū)ο蠓绞竭M(jìn)行持久化與緩存化處理。

4 輕量化發(fā)展的建議

通過對(duì) BIM 技術(shù)在建筑生命期內(nèi)功能的分析對(duì)比，可以看出 BIM 運(yùn)維模型的本質(zhì)需求是對(duì)建筑運(yùn)營中產(chǎn)生的多維海量信息進(jìn)行綜合處理。從 BIM 模型輕量化的角度出發(fā)，BIM 運(yùn)維模型需要在弱可視化的基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)快捷、便利的 BIM 輕量化運(yùn)用，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目過程控制的優(yōu)化管理。BIM 模型集成處理、大體量模型云端輕量化處理轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理、模型輕量化快速加載等技術(shù)是 BIM 運(yùn)維模型需要關(guān)注的重點(diǎn)。

BIM 運(yùn)維模型面臨設(shè)備龐雜不一、大量數(shù)據(jù)交錯(cuò)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)集成等難點(diǎn)，應(yīng)該從運(yùn)維管理需求出發(fā)，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)底層框架、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理等角度對(duì)模型進(jìn)行輕量化優(yōu)化?；诖?，本文提出了以數(shù)據(jù)字典為基礎(chǔ)，數(shù)模分離為路徑的 BIM運(yùn)維模型輕量化理念，希望對(duì) BIM 技術(shù)在運(yùn)維階段的應(yīng)用提供幫助。

此外，BIM 技術(shù)是面向未來的技術(shù)，基于 5G 網(wǎng)絡(luò)、通信和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將 BIM 運(yùn)維模型的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（比如環(huán)境溫度、過程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)）與虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、圖形展示等新技術(shù)相結(jié)合，可能是未來發(fā)展的一個(gè)重要方向。