王远利1， 曾宏1，丘晋文1， 付新建2
1 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 广州 510500；2 上海慧之建建设顾问有限公司 上海 200090
摘 要：目前既有建筑的维护管理以纸质资料为主，缺乏有效的信息化技术手段。在深入调查既有建筑安全管理内容和重点的基础上，针对既有建筑维护管理需求，研究以BIM作为技术核心开发既有建筑安全管理信息系统的可能，并提出该系统的功能设计和框架，论证了系统内部关键技术的可行性。
关键词： 既有建筑 安全管理 BIM 检测鉴定
0 引言
随着我国基础建设的快速推进和不断完善，基础设施以及房屋建筑等工程保有量越来越大。结构材料自然劣化、安全保障不足、维护管理费用膨胀等问题也逐步凸显。未来我国的房屋建筑面临的主要任务将是既有建筑的维护与管理，尤其是结构安全的检测鉴定。
目前，业主单位还未建立起完整的资料存档制度。许多单位档案归档内容不全，原始检测记录、委托合同、检测报告、计算书等资料遗失，给后期的加固或改造等工作带来困难。尤其既有建筑发生产权变更等情况时，易发生检测鉴定资料移交不完全、遗失等现象。另外，业主单位或主管部门管理工作难度大，以现行方式，管理人员难以负荷繁重的既有建筑管理工作。再者建筑结构等数据资料专业性强，多采用纸质媒介保存，给建筑数据资料保管和利用带来很大难度。
建筑行业日益发展的BIM技术与既有建筑管理、结构检测鉴定、资料归档结合应用可改变现有服役既有建筑安全管理方式，提高建筑数据采集和利用效率，快速分析建筑结构的安全状态，提前预警安全风险，保障人们的生命财产安全。结合BIM技术的既有建筑安全管理系统开发能为既有建筑维护管理方面提供强有力的信息化工具。
1 既有建筑管理需求
1.1 数据集成
因此既有建筑管理首要解决的问题就是如何收集、汇总建筑的大量相关资料，以及如何将现有建筑资料进行数字化、电子化，转化为信息技术管理工具所需的数据形式。首先通过多途径收集建筑资料，包括纸质、音频、图片等多元数据形式，按照科学合理的分类归档整理；其次对建筑资料进行识别，从其完整性、准确性、专业等几方面对数据进行筛查、过滤、甄别，保障最后汇总的建筑数据是完整可靠的；最后利用扫描、自动识别、人工输入等多技术手段将汇总好的建筑数据进行转化。
1.2 系统存储
既有建筑数据集成进入信息系统里后，要解决的就是如何系统存储的问题。首先对建筑数据进行标准化，对已经分类的资料制定统一的规则进行保管，如设计图纸、分析报告、维修记录、业主信息等，分门别类赋予专有的编码、命名等，形成一套完整、结构清晰的数据体系；其次所有的数据逻辑结构标准化，数据之间具有逻辑关联关系，比如建筑某段服役期与某业主信息、维修记录关联，通过检索某项数据，根据用户要求可以直接搜索到所需的数据。
1.3 数据利用
获取了既有建筑数据后，如何高效利用数据为多方服务成为最具实际意义的关键问题。比如，业主提出建筑数据要求后，维护方通过系统搜索相关数据资料并汇总，最后输出系统形成文件包，发送给业主使用。这个过程，按照传统方式将耗时耗力，但是通过信息技术可大幅度提高效率。利用信息系统，在科学合理的系统架构基础上，通过关键词检索、智能关联、识别等，精准定位数据的存储位置，并按需抓取相关数据，从而最高效率实现数据利用价值。
2 系统架构设计
利用建筑行业内最新发展的BIM技术，结合软件研发，研究既有建筑安全管理系统方案来实现建筑数据的利用、既有建筑的安全维护及管理。
2.1 总体设计
既有建筑管理系统架构（图1）划分为前台UI层，业务层和服务层。UI层直接面向系统的使用者，不同用户设定不同的权限，进入系统的既有建筑管理界面获取相关信息；业务层根据系统的具体功能设计，划分各个业务模块，各模块的业务流程，以及同BIM模型的关系，各模块之间的数据联系等；而服务层处于系统底层，主要是处理所有既有建筑数据的内部结构和数据关联，为上层提供支持。
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图1 系统总体架构
2.2 功能设置
既有建筑管理系统在功能上，至少应具备以下功能：
（1）项目总信息
首先系统应能提供使用功能、实体照片、地理位置、建设各方、建造时间、建筑面积、建筑高度等概况性的总信息，提供给用户查看，获得既有建筑的基本情况，也便于不同使用方对该建筑的快速识别，对接下来的信息获取有一个大致的方向。
（2）数据上传下载
对不同使用者，应根据权限设计相应的数据上传下载功能，在程序上根据业务流程和具体数据要求给与系统的实现。
（3）BIM模型管理
既有建筑管理系统核心是利用BIM技术，BIM模型的管理是研究的重点。除了常规的建筑数据，模型应集成需保留的过程数据和最终交付的数据，并提供各项工作使用，具体有：
首先提供结构整体信息；
通过点击模型构件获取构件信息；
具有输出文件功能；
具备模型视图的操作功能，如透视、切片、快速定位、图钉等；
（4）问题处理
系统对于应能对用户申请、安全评价、问题咨询等进行处理，具体功能上要求较多的文本输入操作，因此应做到以下：
文本输入的功能要便于文字、符号、公式等信息输入，尤其注意结构专业的字符；
按照专业内容合理分项，设置输入页面；
文字内容可输出到文档，提供下载等；
考虑和模型关联，如问题可快速定位相应的模型构件上；
3 技术论证
既有建筑管理系统研究关键在数据库设计、系统安全等方面进行了严谨的技术论证，并验证了可行性。
整个系统流程设计，须考虑在高并发大数据量和低并发访问情况，系统不会出现极端的情况。通过数据库模型的科学设计，结合系统内数据流向图，避免可能出现的瓶颈。另外，须均衡考量各数据表的逻辑关联和数据冗余的关系，做到尽可能降低数据冗余的同时兼顾数据表关联数量，以减少客户端开发难度。
在数据安全、存储、备份等安全性措施上，做到所有相关的数据传输采用http上进行加密传输，并在云端服务器采用硬盘快照策略，定期对硬盘进行快照，创建硬盘数据还原点；数据库采用SQL SERVER 任何非Express版本等。
4 结论
利用BIM信息技术对大量既有建筑数据进行集成、保管和利用，改变传统建筑管理模式，保障建筑数据的准确和完整，大大提升了既有建筑的安全管理效率。
（1）既有建筑维护管理的基础在于大量建筑数据的集成，数据的完整性和准确性。通过对多元数据的集成、数据库设计等，可实现建筑数据的合理存储、高效利用；
（2）建筑信息技术为既有建筑管理提供了有力的技术保障，建筑信息模型可有效集成既有建筑的相关信息，并以三维模型的方式展现出来，便于各方快速提取业务所需的信息，为各项管理功能提供了有效的数据支撑；
（3）通过结合BIM新技术的信息系统研发，为既有建筑管理实现了自动化管理提供了途径，甚至为进一步的智慧化管理提供了可能。