紫瑯公園智慧運維管理系統(tǒng)的應(yīng)用

嚴(yán)桂鳳，吳 旭，謝新甜

（南通理工學(xué)院，江蘇 南通 226000）

1 引言

在“四化融合”的大背景下，智慧園區(qū)不僅是區(qū)域經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)的主要聚集區(qū)，也是智慧城市的集大成者，地方政府、園區(qū)管理層和專家學(xué)者已經(jīng)步入探索智慧園區(qū)建設(shè)的新模式，而運維作為建筑全壽命周期占時最長、成本投入最高的階段，又是其最為關(guān)注和深度思考的新課題。智慧園區(qū)運維管理一直以來都缺乏信息化、科技化的管理手段，大量的數(shù)據(jù)信息收集整理等重復(fù)性工作需要投入大量的人力成本和時間成本，存在信息化水平和管理工作效率不高問題，因此，完善的運維管理模式成為當(dāng)前工程管理領(lǐng)域熱點問題之一，BIM 技術(shù)的應(yīng)用為智慧園區(qū)的運營和管理提出了新的思路和發(fā)展方向。

1.1 國外研究現(xiàn)狀

國外對BIM 的研究比較成熟，在設(shè)備智能化管理和能耗管理等方面都有較多的相應(yīng)研究文獻(xiàn)，但在智慧園區(qū)運維管理方面的研究和應(yīng)用不多。

Korman 等學(xué)者建立了建筑信息的集成BIM 模型和工程項目管理知識庫，以提高工程協(xié)同設(shè)計的效率。Francisco 等學(xué)者對BIM 技術(shù)在物業(yè)管理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，找到了阻礙BIM 技術(shù)未能很好應(yīng)用于物業(yè)管理的主要因素。PavanMeadati 將RFID 和BIM 技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)施管理中。Kevinyu 通過大量底層技術(shù)的研發(fā)建立了設(shè)施管理體系。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)關(guān)于BIM 在軌道交通管理、房屋設(shè)備管理和醫(yī)療設(shè)施管理等方面的理論研究較多，而對智慧園區(qū)運維管理的理論和應(yīng)用較少。龐雪飛圍繞城市地下空間，對BIM 技術(shù)在各功能模塊運行維護(hù)階段的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，為城市地下空間項目的開發(fā)提供借鑒。丁鵬團(tuán)隊利用“互聯(lián)網(wǎng)+橋梁”運維新模式為軌道橋梁的運維管理提供科學(xué)依據(jù)。黃廷等將BIM 技術(shù)引入高速公路隧道運行維護(hù)管理，制定了具體的管理平臺功能架構(gòu)，實現(xiàn)高速公路隧道運行維護(hù)可視化。喬海洋借助BIM 可視化與物聯(lián)網(wǎng)檢測設(shè)備技術(shù)，實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)施運維可視化與智能化對醫(yī)療設(shè)施運維管理及事件響應(yīng)的重要意義。朱斌提出了建筑運營管理中加入BIM 技術(shù)的想法，并給出了整體框架。李宏程將Autodesk Revit 軟件和SQL 服務(wù)器相結(jié)合，建立了設(shè)備BIM 運維數(shù)據(jù)庫。唐國宏通過園區(qū)綜合運營管理平臺實現(xiàn)安全管理的完善，客戶互動的增強，人力成本的降低，運營質(zhì)量的保證，運營能耗的降低。

1.3 文獻(xiàn)評述及文章主要內(nèi)容

BIM 技術(shù)在建設(shè)項目運維管理方面的研究與應(yīng)用在國外起步較早，但其對于智慧園區(qū)的運維管理尚處于探索之中，且BIM 在運維管理方面的研究多以理論研究為主，實際應(yīng)用案例并不多，因此，BIM 技術(shù)在建設(shè)項目運維管理沒有形成系統(tǒng)的研究成果，也沒有形成一套完善的應(yīng)用流程和規(guī)范。

文章首先以BIM 技術(shù)實現(xiàn)園區(qū)全流程生命周期管理為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧園區(qū)運維管理系統(tǒng)，然后采用U3D 高仿真界面對運行狀況進(jìn)行直觀了解，以紫瑯公園為例，通過綜合管理、設(shè)備設(shè)施管理、公共秩序管理、保安管理、環(huán)境管理和社會監(jiān)督評價進(jìn)行系統(tǒng)評價，實現(xiàn)了系統(tǒng)應(yīng)用，提高了紫瑯公園服務(wù)質(zhì)量和管理效能，極大地推動了紫瑯公園管理方式的創(chuàng)新。

2 系統(tǒng)的構(gòu)架

本系統(tǒng)可實現(xiàn)對園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的智慧管控、防范安全隱患、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、信息透明及園區(qū)生態(tài)輔助構(gòu)建等功能，并結(jié)合項目規(guī)劃、建設(shè)、管理的實際需求，搭建一個以管理中心為核心，對接層（設(shè)備層）、數(shù)據(jù)接口層、業(yè)務(wù)邏輯層、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層、終端展示層和功能應(yīng)用層六個層次為主體的一個相互聯(lián)系的有機整體。

2.1 系統(tǒng)管理中心

管理中心是智慧園區(qū)運維管理系統(tǒng)建設(shè)的核心，所有的數(shù)據(jù)都會匯總到大腦中，由大腦統(tǒng)一數(shù)據(jù)篩選、處理判斷、下達(dá)指令，最大限度減少人工，形成更多的影響力和交互性，同時具備全局總覽、實時監(jiān)控、實時報警、應(yīng)急處理和遠(yuǎn)程指揮等服務(wù)功能，形成智慧運維管理的完整服務(wù)體系。

2.2 系統(tǒng)主體構(gòu)成

（1）設(shè)備對接層（設(shè)備層）?；A(chǔ)軟硬件支撐是平臺架構(gòu)的基礎(chǔ)，如果項目中需要與系統(tǒng)的終端設(shè)備直接進(jìn)行通信連接時，可通過不同的設(shè)備通信協(xié)議實現(xiàn)終端設(shè)備的對接，從而獲得相應(yīng)的設(shè)備數(shù)據(jù)信息。

（2）數(shù)據(jù)接口層。數(shù)據(jù)接口層是由接口協(xié)議、數(shù)據(jù)庫軟件、存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)驅(qū)動器、文件系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)接口等組成，主要收集BIM 三維空間模型數(shù)據(jù)、設(shè)備基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、設(shè)備運行參數(shù)、設(shè)備維保信息等需要集成接入的數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、關(guān)聯(lián)和歸檔，實現(xiàn)信息共享與傳遞，提供給運維管理系統(tǒng)調(diào)用。

（3）業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)用戶業(yè)務(wù)邏輯判斷，程序指令調(diào)度以及邏輯規(guī)則統(tǒng)一反饋給上層應(yīng)用端，主要由功能單元和邏輯單元組成。

（4）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層（Network Service）由服務(wù)器、計算機終端、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)（工業(yè)交換機、光電轉(zhuǎn)換器）等組成，是一種以計算機為基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)。

（5）終端展示層。終端展示層由數(shù)據(jù)分析軟件、交互顯示軟件、顯示屏幕、移動終端、打印機等組成，有手機端、Pad 端等多種展示形式。

（6）功能應(yīng)用層。功能應(yīng)用層直接面向客戶應(yīng)用，是該系統(tǒng)的主要功能集中位置。

3 系統(tǒng)主要功能

基于BIM 技術(shù)的智慧園區(qū)運維管理系統(tǒng)采用立體化展示，以視覺管理方式代替以往的二維圖形管理，所見即所得。采用U3D 高仿真界面，三維界面高度仿真，視覺表現(xiàn)強大，真實感更強。顏色渲染，立體展示，在色彩的運用上采用了高亮的對比，不僅能采用漫游模式來直觀、方便和快捷地查看園區(qū)的各個區(qū)域，并能即點即查建筑物及其相關(guān)設(shè)施相關(guān)資料和信息，對運行狀況進(jìn)行直觀了解，具體功能如下。

（1）安防安保。該系統(tǒng)的安防安保主要通過視頻監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、報警管理和日常巡更四大模塊進(jìn)行。

（2）人員定位。系統(tǒng)對進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域的每一位人員進(jìn)行定位和身份識別，在模型中顯示人員的實時位置信息，當(dāng)被監(jiān)測人員進(jìn)入超出自身權(quán)限以外的區(qū)域時發(fā)出提醒，避免發(fā)生意外。

（3）環(huán)境品質(zhì)管理。通過監(jiān)測現(xiàn)場溫濕度、CO2濃度、空氣潔凈度等環(huán)境數(shù)據(jù)，及時調(diào)整設(shè)備開關(guān)狀態(tài)，確保環(huán)境舒適度達(dá)到最優(yōu)效果。

（4）消防管理。消防管理以消防設(shè)備管理為主，伴隨消防巡檢、消防信息發(fā)布、應(yīng)急和消防演練功能，并與其他系統(tǒng)（如現(xiàn)場攝像頭）聯(lián)動，當(dāng)發(fā)生消防需求時，自動彈出需求畫面，方便管理人員做進(jìn)一步判斷和處理。

（5）照明管理。照明管理通過監(jiān)控照明系統(tǒng)開關(guān)狀態(tài)、分區(qū)照明回路，及時發(fā)現(xiàn)和處理不合理照明區(qū)域，實現(xiàn)對各回路的遠(yuǎn)程控制，并將其狀態(tài)以三維色彩渲染的方式在BIM 模型中展現(xiàn)出來。

（6）智能控制。BIM 運維管理系統(tǒng)可以對智能管控的照明設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)、水泵設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)和新風(fēng)、風(fēng)機設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行集中管理，在各對應(yīng)系統(tǒng)開放控制權(quán)限的情況下，系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程操作對應(yīng)設(shè)備的開關(guān)情況。

（7）設(shè)備管理。設(shè)備管理主要包括設(shè)備臺賬錄入，設(shè)備操作管理和設(shè)備判斷診斷三個方面。

（8）維修維保。系統(tǒng)內(nèi)的報修等級、報修內(nèi)容、報修時間的檢索功能可在具體報修欄中查看，報修單的狀態(tài)會在信息確認(rèn)后自動更改，而且維修細(xì)節(jié)和維修地點均可查看。

（9）備品備件。系統(tǒng)支持點擊某一備品備件信息時，即可彈出該備品備件的基本信息，跟蹤和反饋其入庫、處理、申請和提醒等內(nèi)容。

（10）管網(wǎng)管理。系統(tǒng)可以從可視化的三維模型中快速給出管網(wǎng)信息，如水管、風(fēng)管，方便管理者、維護(hù)人員、后勤管理人員在系統(tǒng)中進(jìn)行查閱和維護(hù)，而不必?fù)?dān)心工程隱蔽，事先做好相關(guān)布置和通知，確保每條管線位置清晰明了。

（11）能源管理。系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場電、水的計量點或?qū)蝇F(xiàn)有能耗計量系統(tǒng)對園區(qū)的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集，并支持對診斷結(jié)果信息的顯示查看，為節(jié)約能源提供指導(dǎo)意見。

（12）資產(chǎn)管理。系統(tǒng)通過對園區(qū)固定資產(chǎn)信息錄入系統(tǒng)后，即可查看設(shè)備類型、設(shè)備名稱、設(shè)備數(shù)量、更新日期和狀態(tài)信息。

（13）空間管理?？臻g管理可查看園區(qū)內(nèi)的可租空間、承租設(shè)備的基本信息，對承租設(shè)備按照名稱、用途進(jìn)行檢索，并以0～100%區(qū)間值顯示空間的容量信息，通過顏色渲染在建筑三維空間模型中顯示空間的已租、未租、待租狀態(tài)，同時支持對空間進(jìn)行退租、修改、新增和診斷操作。

4 系統(tǒng)的應(yīng)用與深化

4.1 紫瑯公園簡介

紫瑯公園位于江蘇省南通市中央創(chuàng)新區(qū)，坐落于崇州大道東、湖東路西、洪江路南、紫瑯湖路北，地理位置優(yōu)越，資源豐富，生態(tài)和環(huán)境良好。

4.2 系統(tǒng)的應(yīng)用

本課題從南通中創(chuàng)區(qū)紫瑯公園項目實際需求出發(fā)，通過三年的時間，對項目建設(shè)進(jìn)行全程跟蹤，實時采集園區(qū)各項設(shè)計數(shù)據(jù)，為后期運維提供數(shù)據(jù)保障，構(gòu)建起智慧一體化運維管理體系。

4.3 系統(tǒng)的考核內(nèi)容

紫瑯公園運維管理系統(tǒng)利用現(xiàn)代化管理技術(shù)對紫瑯公園管理水平進(jìn)行評估，針對管理薄弱環(huán)節(jié)，提出有效整改措施，加強紫瑯湖公園管理系統(tǒng)化聯(lián)系，將管理數(shù)據(jù)有效整合，為紫瑯湖公園管理提供科學(xué)決策，主要涉及的考察內(nèi)容涵蓋了綜合管理、設(shè)備設(shè)施管理、公共秩序管理、環(huán)境管理、保安管理和社會監(jiān)督評價六大模塊。

（1）綜合管理。綜合管理涉及到公園的神經(jīng)中樞，主要為物業(yè)管理、員工崗位及工作的專業(yè)度及數(shù)據(jù)檔案管理服務(wù)，形成“評戰(zhàn)結(jié)合”的新型智慧公園管理模式，將過去的垂直治理，改為融合共享的新型大數(shù)據(jù)智慧管理，是實現(xiàn)智慧公園融合管理考核的核心工程。

（2）設(shè)備設(shè)施管理。通過智能設(shè)備對公園內(nèi)建筑及配套設(shè)施設(shè)備進(jìn)行管理考核服務(wù)，其中包含園區(qū)內(nèi)標(biāo)識及植物維保、路燈、景觀燈及各項系統(tǒng)設(shè)備，并將公園內(nèi)的設(shè)施、設(shè)備與智慧運維平臺進(jìn)行鏈接。

（3）公共秩序管理。通過對視頻、語音和圖像的調(diào)度，使公園在公共秩序管理上跨部門統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)，有效應(yīng)對突發(fā)性公園安全事件，做到即能保障游客生命財產(chǎn)安全，又能維護(hù)公園景點資源安全。

（4）保安管理。采用無線電子巡查對保安人員的失盜、失職、失守等行為進(jìn)行分析，并為評估巡查效果和保安人員工作表現(xiàn)提供依據(jù)，同時對公園安保情況進(jìn)行監(jiān)督和管理。

（5）環(huán)境管理。紫瑯公園生態(tài)智能環(huán)境監(jiān)測主要從環(huán)境生態(tài)保護(hù)（管理）和環(huán)境信息發(fā)布（游客）兩方面著手，通過對水質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測和公園重要環(huán)境數(shù)據(jù)的收集，及時掌握公園水質(zhì)狀況，實時遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。

（6）社會監(jiān)督評價。社會監(jiān)督單位通過物聯(lián)網(wǎng)有效處理旅游質(zhì)量問題，實現(xiàn)信息傳遞與實時互通，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，提升游客游覽過程、游覽舒適度和滿意度。

4.4 系統(tǒng)的管理成效

智慧運維管理結(jié)合管理系統(tǒng)大大提升了物業(yè)管理的信息化水平與運維品質(zhì)，在降本增效和增加運營安全上起到了較好成效。

（1）降本增效。通過三年運維管理，對比相似規(guī)模園區(qū)的各項指標(biāo)，重點發(fā)現(xiàn)人工巡檢與抄表工作量減少80%，維修成本減少50%，能耗成本降低10%（后續(xù)節(jié)能改造可降低10%～35%），綜合管理成本降低30%。

（2）增加運營安全。智能化取代傳統(tǒng)人工，不僅降低了對專業(yè)技能的依賴和設(shè)施管理難度，并能自動發(fā)現(xiàn)設(shè)施運行不合理或異常，自動定位與警告，彌補人工巡檢盲區(qū)，減少安全隱患風(fēng)險，提升安全保障。

基于BIM 技術(shù)的紫瑯公園運維管理模式一方面為游客提供了優(yōu)質(zhì)舒適的旅游環(huán)境，另一方面對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，加強旅游景點動態(tài)管理，提高景點管理水平，并在實踐中制定詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和操作流程，形成標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)系體系和管理手冊，讓紫瑯公園的服務(wù)質(zhì)量和管理效能均得到了提高，極大地推動了紫瑯公園管理方式的創(chuàng)新。

5 結(jié)語

文章搭建了基于BIM 技術(shù)的設(shè)備對接層（設(shè)備層）、數(shù)據(jù)接口層、業(yè)務(wù)邏輯層、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層、終端展示層和功能應(yīng)用層六大層面智慧運維管理框架，使其具備綜合管理、設(shè)備設(shè)施、公共秩序、環(huán)境、保安和社會監(jiān)督評價等功能，以實現(xiàn)安防安保、人員定位、環(huán)境品質(zhì)、消防、照明、智能、設(shè)備、維修維保、備品備件、管網(wǎng)、能源、資產(chǎn)和空間管理十三大最終目標(biāo)，通過紫瑯公園運維項目論證了該方案的適用性和可行性，實現(xiàn)了傳統(tǒng)旅游管理方式向數(shù)字化智慧管理方式轉(zhuǎn)變。