文化場館開館后建設基于數(shù)字孿生的建筑智慧運維系統(tǒng)的應用實踐*

余芳強 徐曉紅 宋天任 張淳毅

(1上海建工四建集團有限公司, 上海 201103; 2.上?？萍拣^, 上海 200127)

1 項目概況

為加快推進上海科技創(chuàng)新中心建設,“十三五”期間上海市政府主導建設了多項重大文化場館。但由于我國建筑業(yè)長期“重建設、輕運維”,導致新建文化場館在開館后面臨運維人員緊張、專業(yè)度不夠、智能化系統(tǒng)落地應用難等普遍問題。特別是在疫情防控常態(tài)化形勢下,傳統(tǒng)的“出現(xiàn)問題、解決問題”的被動式建筑運維模式難以滿足需求,急需主動式、智慧化的運維管理模式和技術。

上海天文館坐落于上海市浦東新區(qū)臨港新片區(qū)滴水湖畔,占地面積58 603 m2,建筑面積37 741 m2,2016年11月8日開工建設,2021年7月17日正式開館,是集教育、研究、收藏、展示、交互功能為一體的重大文化場館,為世界規(guī)模最大的天文館[1],如圖1所示。

上海天文館作為一座大體量異形建筑,建設難度大,建筑信息模型(BIM)技術在設計和施工階段全面應用,最終交付了竣工BIM[2]。但由于對運維階段BIM需求不明確,業(yè)主并未對竣工BIM進行針對性的驗收工作;并且開館后部分空間增加了隔斷、變更了功能,未及時更新模型,導致BIM難以應用于運維管理中。上海天文館建筑智能化水平較高,部署了樓宇智能系統(tǒng)、能耗計量、智能安防、智能消防、太陽能監(jiān)測等系統(tǒng),系統(tǒng)多、數(shù)據(jù)量大。但在開館試運行時發(fā)現(xiàn)各智能化系統(tǒng)相互獨立,使用不便,難以實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動。另外,由于智能化系統(tǒng)點位變更,竣工資料缺、漏、錯現(xiàn)象普遍存在[3],給智能化系統(tǒng)使用帶來較大困難。

圖1 上海天文館實景Fig.1 A picture of shanghai Astronomy Museum

在智慧展館建設和“碳達峰、碳中和”背景下,天文館運維方?jīng)Q定以數(shù)字孿生模型為核心,融合BIM和各個建筑智能化系統(tǒng)數(shù)據(jù),建設數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧運維系統(tǒng)。上海建工四建集團作為智慧運維系統(tǒng)建設方,結(jié)合上海天文館項目實際需求,提出了基于數(shù)字孿生的智慧運維實施方案,并落地實施,達到以較低成本、較快速度提升上海天文館的運維智能化水平的效果。上海天文館是典型的現(xiàn)代化科技館,本項目的智慧運維系統(tǒng)實踐經(jīng)驗對其他新建、改擴建和新開的科技館的智慧運維建設具有一定借鑒意義。

2 建筑數(shù)字孿生模型構建方法

2.1 問題分析

數(shù)字孿生模型是在計算機里建立的建筑實體的孿生體,需要準確描述建筑構件的幾何、物理信息,以及建筑系統(tǒng)中設備上下游邏輯控制關系等系統(tǒng)機理,并感知建筑動態(tài)運行狀態(tài)[4]。其中,建筑構件的幾何和物理信息由BIM構建,建筑運行狀態(tài)由建筑智能化系統(tǒng)采集。但由于建造和運維需求差異大,現(xiàn)有以建造應用為主的BIM不滿足運維需求[5]。并且天文館建筑系統(tǒng)復雜,系統(tǒng)機理建模工作量大。另外,天文館建筑運行狀態(tài)數(shù)據(jù)由多個智能化系統(tǒng)采集,來源多、結(jié)構差異大、融合難度高[6]。因此,首先需要解決數(shù)字孿生模型構建的問題。

為高效建立天文館的建筑數(shù)字孿生模型,本研究對天文館試運行期間的相關問題進行了深入調(diào)研,總結(jié)出主要問題如下。

1)竣工后,展陳布置等需求導致空間劃分變更、管線遷移、設備點位優(yōu)化,而竣工模型未能及時根據(jù)現(xiàn)場變化而調(diào)整,導致竣工BIM的空間、設備、管線等元素的幾何和物理信息與現(xiàn)場不一致;

2)分樓層創(chuàng)建的竣工BIM中,跨樓層的建筑機電系統(tǒng)的物理連接斷開,設備上下游控制等系統(tǒng)機理缺失,不滿足運維管理要求;

3)各個智能化系統(tǒng)相互割裂,不提供數(shù)據(jù)互用接口,數(shù)據(jù)映射工作量大、融合難度高。

2.2 數(shù)字孿生模型構建流程

針對以上問題,本研究提出了新開天文館建筑數(shù)字孿生模型構建流程,如圖 2所示,包括BIM模型審核與完善、幾何模型輕量化、系統(tǒng)機理模型構建、智能化系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合等步驟,最終形成融合“建筑信息+系統(tǒng)機理+運行狀態(tài)”的數(shù)字孿生模型。

圖2 建筑數(shù)字孿生模型構建流程Fig.2 The modelling procedure of building digital model

2.3 基于智能設備的模型審核與完善

2.3.1基于混合現(xiàn)實(MR)設備的BIM幾何模型審核方法

為保障BIM中幾何模型與建筑實體的一致性,滿足運維要求,本文采用頭戴式MR設備將BIM投射至現(xiàn)實空間,實現(xiàn)模型和實體的快速比對,從而找到模型與現(xiàn)場不一致問題點,如圖3所示。主要步驟如下:

1)將模型轉(zhuǎn)換為IFC格式,上傳至MR設備中;

2)選取模型中2～3個平面,通過程序自動與現(xiàn)實平面貼合定位,實現(xiàn)將模型投射至現(xiàn)場;

3)直觀查看混合現(xiàn)實畫面,檢查模型與現(xiàn)場不一致位置;

4)針對構件尺寸或位置不一致的問題,應用MR設備測量模型與現(xiàn)實的誤差;

5)針對誤差超過運維要求的區(qū)域,對BIM幾何模型進行修改。

2.3.2基于移動端的BIM屬性信息審核與完善方法

針對新開天文館內(nèi)部空間名稱、使用部門、功能等屬性信息,以及設備的名稱、類型和供應商等信息與BIM不一致的問題,本研究采用基于移動端的屬性信息審核與完善方法。主要步驟如下:

1)將竣工BIM通過輕量化插件轉(zhuǎn)化為網(wǎng)頁端可打開的模型,支持通過平板電腦查看模型;

2)運維人員通過平板電腦逐個房間進行審核,確認房間名稱、面積、使用和管理部門,以及房間內(nèi)的主要設備的數(shù)量、位置、名稱、類型、供應商等信息的一致性,如圖4所示;

3)查驗過程發(fā)現(xiàn)屬性信息不一致問題,可直接在模型上修正;或標記后在BIM模型中修正。

a—基于MR對模型進行審核; b—模型與實體誤差測量。圖3 基于MR的幾何信息一致性審核Fig.3 Checking of geometric model’s consistency by using MR

圖4 運維人員使用平板電腦進行模型查驗Fig.4 Model checking using tablet computers by operators

2.4 模型輕量化方法

文化場館模型體量大,為提升運維使用模型的體驗,需要進行輕量化處理。由于天文館外形設計以異形多曲面為主,其幕墻模型采用了Rhinoceros軟件進行高精度建模,模型文件約為18.6 GB,難以流暢渲染,無法直接用于運維管理。本文針對幕墻等復雜模型,提出了一種以貼圖代替復雜幾何模型的輕量化方法,具體步驟如下:

1)在建模軟件中拾取復雜構件的面邊緣,生成平滑曲面;

2)將原高精度模型表面凹凸紋理等細節(jié)渲染烘焙為貼圖,形成高真實感材質(zhì)球貼圖;

3)將貼圖配置到簡化后的平滑曲面,通過基于物理的渲染管線進行高真實感渲染,可在三維場景下產(chǎn)生立體感,如圖 5所示;

4)調(diào)整各個構件的材質(zhì)、優(yōu)化光照參數(shù),使得渲染效果與實際建筑高度相似。

圖5 基于貼圖的裝飾模型Fig.5 Lightweight decorative model based on texture

2.5 建筑系統(tǒng)機理模型自動構建

竣工BIM缺失建筑系統(tǒng)中設備上下游控制邏輯關系等系統(tǒng)機理信息,而系統(tǒng)機理對運維至關重要。譬如,查詢地下室的冷水機組的上游冷卻塔編號,通過物理連接查詢需要遍歷數(shù)十個管道才能追蹤到,效率極低。因此,本文研發(fā)了一種根據(jù)建筑系統(tǒng)的物理連接關系自動生成其邏輯連接關系,具體步驟如下。

1)將BIM中機電系統(tǒng)抽象為有向連通圖——即將機電設備、開關閥門、管道等元素抽象為圖的節(jié)點,元素的連接器抽象為圖的邊,如圖6a和6b所示,閥門A、泵A和連接的管道均為圖的節(jié)點;

2)將物理連接圖中設備、開關閥門等元素節(jié)點刪去,將相互連接的一組管道節(jié)點抽象為一個管道團,每個管道團相互割裂,如G1、G2等;再根據(jù)物理連接圖計算設備、開關閥門等階段與各個管道團的連接關系,從而將設備與大量管道的復雜連接轉(zhuǎn)換為設備到少數(shù)管道團的簡單連接,如圖6c所示;

3)在通過一個管道團連接的兩個設備之間,建立邏輯連接關系;并根據(jù)設備與管道團之間連接器的方向,確定兩個設備之間的邏輯連接方向,如圖6d所示;譬如閥門A流向管道團G1,管道團G1流向泵A,則閥門A和泵A之間的邏輯連接方向為閥門A到泵A;

4)最后通過最短路徑方法計算具有邏輯關系的兩個設備之間的物理連接最短路徑,并計算物理連接的方向,存入數(shù)據(jù)庫;從而支持快速查詢設備之間的邏輯關系和對應的物理路徑。

a—某系統(tǒng)物理模型; b—物理連接圖; c—計算設備之間的邏輯關系; d—計算設備與管道團的關系。圖6 機電系統(tǒng)機理模型計算與建模方法Fig.6 Automatic construction of MEP systems’ mechanism model

2.6 智能化系統(tǒng)的動態(tài)運行數(shù)據(jù)融合方法

針對各個智能化系統(tǒng)之間難以數(shù)據(jù)共享的問題,本研究采用標準的信息通信協(xié)議集成各智能化系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)流,如表 1所示;利用BIM數(shù)據(jù)結(jié)構化優(yōu)勢,將動態(tài)數(shù)據(jù)與建筑空間、設備、系統(tǒng)快速匹配,最終將海量異構數(shù)據(jù)匯集于數(shù)據(jù)倉庫。具體步驟如下。

表1 建筑智能化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口協(xié)議Table 1 Interface protocols of building intelligent systems

1)提取BIM中的空間、系統(tǒng)、設備、傳感器以及設備編號、傳感器編號等信息,存入數(shù)據(jù)倉庫;

2)在邊緣網(wǎng)關中部署ETL腳本,過濾重復數(shù)據(jù)和臟數(shù)據(jù),支持斷網(wǎng)續(xù)傳,確保數(shù)據(jù)完整轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)倉庫;

3)通過菜單配置的方式,將傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)的編碼與BIM中設備編號或傳感器編號匹配,從而無需編寫代碼即實現(xiàn)將監(jiān)測數(shù)據(jù)關聯(lián)到BIM;如圖7所示,將BIM中配電系統(tǒng)的電表元素與能耗監(jiān)測系統(tǒng)的用電數(shù)據(jù)快速關聯(lián);

4)以時間、空間、系統(tǒng)、設備、傳感器類型等為維度建立數(shù)據(jù)立方體,支持對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的多維度分類和統(tǒng)計,并形成可視化圖表。

圖7 菜單式配置BIM與動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的映射關系Fig.7 Mapping relations of BIM and dynamic monitoring data using menu

3 基于數(shù)字孿生的智慧運維系統(tǒng)開發(fā)

結(jié)合實際需求,在數(shù)字孿生模型構建基礎上,本項目開發(fā)了天文館建筑智慧運維系統(tǒng),包括集成化運維管理、可視化空間管理、機電設備運維管理、維修管理和能耗管理等功能。由于本項目已投入運維,系統(tǒng)需求較為明確和聚焦。

3.1 集成化運維管理

針對現(xiàn)有運維管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)分散、數(shù)據(jù)價值未能充分體現(xiàn)的問題,智慧運維系統(tǒng)提供了基于數(shù)字孿生的集成化運維管理功能,如圖8所示。該功能支持運維人員在統(tǒng)一的模型中集中查詢設備運行狀態(tài)、設備預警和維修維保等信息,應用機理模型分析故障原因和影響范圍,自動調(diào)取附近攝像頭查看現(xiàn)場情況,快速調(diào)配維修班組和備品配件等運維資源,主動推送相關信息到維修班組,并支持維修班組將現(xiàn)場處理情況上傳系統(tǒng),形成閉環(huán)管理,如圖9所示。系統(tǒng)實現(xiàn)了運維數(shù)據(jù)流和工作流的融合,提升故障處理效率。

圖8 天文館智慧運維系統(tǒng)的主頁面Fig.8 Home page of intelligent operation and maintenance system for Shanghai Astronomy Museum

圖9 移動端故障報修處理Fig.9 Handle repair events using mobile phones

3.2 可視化空間管理

天文館的空間功能復雜,運維管理人員根據(jù)竣工圖紙線下調(diào)配各個空間的使用部門和功能,溝通協(xié)調(diào)工作量大,效率低。智慧運維系統(tǒng)支持管理人員利用模型查詢各個樓層的空間布局以及配電、通風、消防的條件,快速完成各個房間的使用部門和功能的調(diào)配決策,滿足日益復雜的空間管理要求。

3.3 機電設備運行管理

天文館中機電設備眾多,客流量大,保障機電設備的穩(wěn)定運行對天文館運營極為重要。智慧運維系統(tǒng)基于模型可實現(xiàn)設備電子臺賬管理、運行管理、維修管理等功能。具體介紹如下。

1)電子臺賬管理:基于模型自動獲取機電設備基礎數(shù)據(jù),建立設備臺賬信息,包括設備名稱、類型、供應商等信息以及使用手冊、維護手冊等資料,為設備運行管理提供基礎數(shù)據(jù);

2)運行管理:在模型中查看設備運行狀態(tài)和報警信息,查詢故障設備的上游和下游的設備、閥門、管道和服務的空間,如圖 10所示;對于空調(diào)箱等重點設備,可以通過精細化模型查看設備監(jiān)測點位、報警的內(nèi)部構件、維護維修方法等,用于日常培訓和應急維修,如圖 11所示;

3)維保管理:針對空調(diào)箱、電梯、冷水機組、冷卻塔等重點設備,根據(jù)維保要求制定周期性維保計劃,定期發(fā)起維保工單,分配給相關維保班組,支持在線處理、跟蹤和審核維保工作,保障設備性能。

圖10 查看設備服務范圍Fig.10 View of a device’s service scope

圖11 設備精細模型運行狀態(tài)查看Fig.11 View of a device’s operation status in its fine model

3.4 在線化報修管理

智慧運維系統(tǒng)還支持在線化報修管理。一方面,當系統(tǒng)監(jiān)測到機電設備發(fā)生故障時,系統(tǒng)會自動發(fā)送報修工單,根據(jù)空間和設備類型推送給相應維修班組。另一方面,游客或管理人員也可以通過電話、微信等方式上報故障,由后臺管理人員錄入維修工單,并人工分配給維修班組,實現(xiàn)在線化、閉環(huán)處理。

另外,系統(tǒng)以空間、系統(tǒng)等多個維度分析哪些區(qū)域故障比較多,或哪些系統(tǒng)故障比多,輔助主動維修改造決策;還可以分析哪些維修班組工作比較多,計算各維修班組的績效;分析各維修班組的處理及時性,對維修服務工作進行質(zhì)量評價。

3.5 能耗管理

在“碳中和、碳達峰”背景下,天文館運維管理者也十分關注能耗情況,需要定期制定節(jié)能措施。智慧運維系統(tǒng)支持在模型中查看各區(qū)域、各系統(tǒng)的用能情況和同比變化情況,分析各個房間、各個區(qū)域的用能密度,如圖 12所示;并針對用能異常區(qū)域,制定節(jié)能管理措施。

圖12 能耗分析數(shù)據(jù)Fig.12 Data analysis of energy consumption

4 智慧運維系統(tǒng)應用

天文館實際應用中,2個BIM人員和2個運維人員應用MR設備和平板電腦,用7 d時間完成了3.7萬m2建筑面積的模型審核,并用10 d時間完成了模型完善。該方法不但使得BIM滿足運維要求,還同步完成了建筑空間和設備接管,為后續(xù)運維人員采用BIM進行運維管理奠定了基礎。但為了減少對天文館運營的影響,現(xiàn)場審核時間大都選在晚上等非營業(yè)時間,人工成本較高。另外,通過模型輕量化,將運維BIM體量減少為施工BIM的20%左右,支持在三維引擎中流暢運行,渲染效果逼真。接著,1個BIM人員在7 d內(nèi)修復了竣工BIM模型中跨樓層管道斷開、設備與管道連接斷開等建模問題,并在2 d內(nèi)完成了機電系統(tǒng)邏輯關系構建。對比筆者之前采用人工方式對東方醫(yī)院新大樓進行模型審核和系統(tǒng)機理建模的案例[7],該方法減少了30%的模型審核時間,節(jié)約了20%接管驗收時間和大約95%的機電設備邏輯關系建模時間。

由于需要和4個系統(tǒng)的供應商商量數(shù)據(jù)對接協(xié)議,BIM與智能化系統(tǒng)對接歷時大約6個月,而常規(guī)項目只需要1個月左右時間。首先運維團隊使用1個月時間完成了4個系統(tǒng)的驗收和審核,提出了數(shù)據(jù)對接的要求和存在的施工質(zhì)量問題,并形成了與弱電分包的補充協(xié)議和質(zhì)量問題處理聯(lián)系單;接著,天文館與施工總包和弱電分包通過4個月的溝通,達成了智能化系統(tǒng)數(shù)據(jù)開放和整改補充協(xié)議;最后,弱電分包通過1個月時間交付了滿足需求的數(shù)據(jù)開放協(xié)議,并對智能化系統(tǒng)大部分遺留問題進行了整改。本項目由于在開館后實施,很多系統(tǒng)供應商已退場,協(xié)同困難;導致電梯監(jiān)測、智能照明、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測、安防巡更、門禁、停車管理等10多個系統(tǒng)未能對接,對智慧運維系統(tǒng)的功能完整性影響較大。

本項目通過9個月左右完成了智慧運維系統(tǒng)建設,并在上海天文館完成了為期6個月的試運行。實際應用情況如圖 13所示,逐步實現(xiàn)從被動式運維模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃邮竭\維模式,對后勤、基建和安保等部門具有顯著的價值。利用系統(tǒng)三維可視化特點,后勤部可對外部物業(yè)人員進行培訓和工作交底,方便物業(yè)人員快速熟悉建筑布局和系統(tǒng)運行情況,提高了物業(yè)人員運維管理水平。使用過程中,后勤部門接收了132項設備報警,發(fā)起了572項報修工單;通過內(nèi)置處理流程,輔助運維人員將報警與工單進行快速處理,平均故障處理時間減少30%以上?；ú块T應用模型為空間改造和設施維修提供參考,提高決策效率。運維過程中系統(tǒng)識別到閉館時段內(nèi),展廳空調(diào)開啟的異常情況12次;識別到會議室、辦公區(qū)空調(diào)被設置為18度的異常情況22次;識別到用能超高的5個空調(diào)設備,調(diào)研發(fā)現(xiàn)這些空調(diào)服務的房間,經(jīng)常出現(xiàn)同時打開空調(diào)和窗戶的情況。由于系統(tǒng)未能實現(xiàn)與空調(diào)系統(tǒng)的智能控制,因此系統(tǒng)將識別出的異常情況推送給運維管理人員,通過管理手段進行處理,節(jié)能效果顯著。

圖13 天文館智慧運維系統(tǒng)應用實景Fig.13 Application of intelligent operation and maintenance system in Shanghai Astronomy Museum

5 開館后建設智慧運維系統(tǒng)存在的問題與應對舉措

5.1 智能化系統(tǒng)對接困難

開館后建設智慧運維系統(tǒng)有以下三方面挑戰(zhàn):1)科技展館智能化系統(tǒng)復雜,子系統(tǒng)已達20多個,且由不同的供應商提供;這些系統(tǒng)采取相對獨立的控制軟件,跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享問題較突出,難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和集中管理[8];2)智能化系統(tǒng)的竣工資料由供應商交給弱電分包,再交給總包,最后交付業(yè)主,各環(huán)節(jié)缺乏審核,資料完整性、數(shù)據(jù)準確性驗證困難,實際使用效果不佳;3)二次裝修過程中對智能化系統(tǒng)維護不重視、不及時,部分傳感器被破壞,影響實際使用[9]。

基于以上挑戰(zhàn),本項目提出了三方面的舉措:1)根據(jù)運維需求,明確需要對接的智能化系統(tǒng),包括BA系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安防報警系統(tǒng);并提出了適宜的數(shù)據(jù)對接和驗證標準,包括傳感器編號、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、網(wǎng)絡連通等方面;2)與相應供應商簽訂補充協(xié)議,要求提供數(shù)據(jù)共享接口和對破壞的傳感器進行修復;如有需要,可提供一定費用;3)梳理弱電分包原有工作的問題,對弱電分包單位提出相應整改意見,要求其在維保期內(nèi)完成問題整改和補充協(xié)議相關內(nèi)容;4)要求總包、弱電分包和相關供應商根據(jù)《建筑電氣與智能化通用規(guī)范》等相關規(guī)范和合同要求,對需要對接的系統(tǒng)進行再次調(diào)試和數(shù)據(jù)準確性、完整性驗收,包括傳感器編號、位置、動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警預制等方面;驗收合格后,才算完成保修期內(nèi)工作;否則不支付工程尾款。

5.2 模型與現(xiàn)場一致性勘查困難

數(shù)字孿生模型創(chuàng)建需要對機電設備、開關閥門、主要管線和傳感器點位等進行現(xiàn)場勘查,確保模型與現(xiàn)場一致性。在開館后進行現(xiàn)場勘查工作,需要進入已投入使用的展廳等區(qū)域,協(xié)調(diào)工作量大;并且很多管線和閥門已被吊頂?shù)日谧?勘查困難。因此,現(xiàn)場勘查是建立使用中建筑BIM的普遍問題[10]。

針對上述問題,本項目采用以下措施解決:1)結(jié)合實際運維需求,梳理運維關注的重點房間、設備、閥門、末端、管線等元素的臺賬,根據(jù)竣工圖紙明確所在位置和所屬系統(tǒng);2)根據(jù)運維需求和《上海市房屋建筑施工圖、竣工建筑信息模型建模和交付要求》等標準,制定各類元素的幾何數(shù)據(jù)和屬性信息的允許誤差,如表 2所示;3)與各個區(qū)域的使用部門協(xié)商時間,先勘查設備機房、管道井等后勤負責的區(qū)域,再勘查展廳和辦公區(qū),盡量減少對科技館運營的影響;4)對設備機房、管道井、走廊吊頂?shù)裙艿缽碗s的區(qū)域采用MR技術,分區(qū)域、分樓層、分系統(tǒng)逐個排查模型與現(xiàn)場的一致性,對幾何位置和尺寸誤差超過允許范圍的,采用MR設備直接測量、標記,方便后續(xù)修改;對不超過誤差的偏差可以文字標記,或不做修改,從而提高模型審核和修改效率;5)采用平板電腦對所有房間、設備、開關閥門、末端和管線的屬性信息進行核對,譬如名稱、編號、型號、材質(zhì)、供應商和重要參數(shù)等信息;若不一致,可以直接根據(jù)現(xiàn)場情況修改模型的相關屬性;對于屬性差異較大的,現(xiàn)場先拍照上傳,后續(xù)再統(tǒng)一修改,提高效率;6)對于吊頂無法打開的區(qū)域,可以通過該區(qū)域附近的檢修口,采用MR、平板電腦等設備對檢修口可見區(qū)域的設備和管線進行復核;若存在誤差,通過修改可見區(qū)域的管線,擬合不可見區(qū)域的設備和管線。

表2 竣工模型現(xiàn)場勘查要求Table 2 Requirements for site survey of as-built model

6 結(jié) 論

1)智慧運維系統(tǒng)建設對復雜文化場館運維價值顯著,包括提高空間分配效率,提升運維人員培訓效果,提高建筑故障維修效率30%以上,監(jiān)督設備按時維保,提升建筑可靠運行性等。對能耗數(shù)據(jù)的多維度分析,可以快速識別和定位空調(diào)溫度設置過低、空開等異常情況,提高建筑節(jié)能管理精細化水平等。

2)通過基于MR和平板電腦的BIM模型審核和完善、基于圖論的系統(tǒng)機理模型自動構建和“零代碼”的智能化系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合等技術,可以提升數(shù)字孿生模型構建效率30%以上,為智慧運維提供數(shù)據(jù)基礎。其中MR設備可以直接測量實體與模型的幾何誤差,方便審核和修改幾何數(shù)據(jù);運維人員使用模型進行接管驗收,即可審核和完善模型的屬性信息,也可提升接管效率,具有推廣價值。

3)文化場館智能化系統(tǒng)種類多、各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)不互通,開館后進行智能化系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合工作量大;因此,建議在智能化系統(tǒng)建設中提前策劃,在建設合同中明確數(shù)據(jù)共享要求,并在竣工中針對性驗收共享數(shù)據(jù)的準確性和完整性。鑒于常見的BA、能耗監(jiān)測和視頻監(jiān)控等系統(tǒng)都有通用的數(shù)據(jù)開放接口,因此開館后、維保期內(nèi)仍能夠進行智能化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合;但數(shù)據(jù)對接周期會增加4個月左右,且只能對接少數(shù)、重要系統(tǒng),使得智慧運維系統(tǒng)功能具有一定局限性。