徐坤1
(1.上海电科智能系统股份有限公司 上海 200063
摘要：为解决传统项目运维管理信息割裂、运维信息真实性难以保证、耗时较长等问题，借助建筑信息模型(Building Information Modeling ,BIM)技术使数据高效传递及展示，但常规的BIM模型对硬件要求过高，阻碍了运维管理平台的推广。本文旨在探究利用参数转换等方法对BIM模型轻量化处理，以降低BIM模型对PC和网页端的负担,使BIM可在建筑全生命周期中的使用逐渐普及化。
关键词： BIM；运维管理；轻量化；
1引言
BIM具有参数化、可视化、协调性、可优化性等特点，通过参数模型整合项目的相关信息，在项目的全生命周期过程中进行共享与传递。将BIM应用于项目智慧化运维管理，可实现运维管理的可视化，应急管理数据化，任务管理流程化。BIM以及相关技术的发展，为运维管理提出了新的思路和发展方向。
图1 近年来 BIM 应用典型案例
2BIM在运维管理中的优势
斯坦福大学的集成设施研究中心通过对全美的32个工程施工项目中对BIM技术的应用价值和经济效益评价进行了调研[1]，总结出 BIM 在工程项目应用中可以发挥以下优势：缩短工程造价估算时间80%，减少工程预算变更40%，减少项目成本10%，把控造价在3%区间内变化，缩短工程建造工期7%。
2.1三维可视化
三维可视化是BIM最大的优势之一，因为现代建筑物的结构越发的复杂抽象，但运用BIM技术建立的三维模型能够直观的展现整个建筑的空间、结构、外形以及复杂的节点部分，管理人员可以借助BIM模型快速理解和掌握建筑物的有关物理信息、空间信息和设备设施等信息，提高楼宇运营维护的效率和减少维护维修成本。
2.2参数协同
建筑信息模型中的建筑构件都是由 BIM 的参数化设计实现的，参数化设计是 BIM 技术的另一个重要优势。维护人员可以通过 BIM 模型的参数化特征快速对需要变更的设备设施进行修改，还可以利用BIM参数化辅助对建筑物的改建扩建等工程，提高建筑维护的准确性。
2.3信息集成
模型只是 BIM的载体，信息才是BIM的核心。BIM集成了项目生命周期全过程中的所有工程几何信息和非几何信息，项目参与方可以快速对BIM模型信息进行提取和存储，帮助管理人员快速掌握建筑的基本情况；通过将BIM模型与运维管理系统进行系统集成，实现在统一的 3D 管理平台下进行运维管理和实时监控管理。
3BIM在运维管理中的应用
项目通过BIM运维系统整合设计资料、施工资料、运维资料、 设备信息、监控信息、规范信息等图形及信息数据，以提高维修效率，降低总体维修成本，实现项目全生命周期的信息化管理。
.png)
图2 BIM信息生成、传递、应用场景示意图
3.1设备维护与监测
将设备的保养维护周期和程序以及相关的注意事项等内容内置到BIM维护系统中，系统将根据设置的规则智能的生成维护计划表，达到提醒维护人员进行必要的维护的目的。通过RFID技术，实现数据的自动采集与监测，从而实现相关运维业务的智能监测及管理。
3.2能耗监测与分析
BIM运维平台通过数据分析生成可视化图形，直观出具报表和图表，识别建筑运行问题实时能耗报警，快速提供可落地的方案，达到节约能源，减少能耗的目的，为建筑绿色运营提供基础。
3.3火灾应急管理
BIM 技术拥有的三维可视化功能，能够便捷的查看建筑内发生火灾的准确位置，并通过实时添加消防设施创建临时人群疏散环境，模拟人员疏散合理路线，具有较大优势[2]。
4BIM与运维系统融合的问题与解决思路
4.1BIM模型在运维系统中的问题
虽然基于BIM的运维系统可以克服传统运维系统的一些缺点，实现传统二维系统无法实现的一些功能，但实际运行过程中仍然会存在一些问题。因为施工的需要，在BIM模型中附加很多与施工相关的信息，而这部分信息对运维的意义不大，从而产生数据冗余，导致BIM模型的体量增大，进而影响BIM运维系统的应用。
4.2BIM模型轻量化思路
为此需采取科学合理的方法，对BIM模型进行合理的轻量化处理，使其既能满足智慧化运维管理，同时还可以提高信息模型的适用性和流畅性，保证终端的运行速度。BIM轻量化主要有如下几点解决思路：
4.2.1数据格式转换轻量化
IFC（Industry Foudnation Class）格式是 BIM 数据描述和交换的国际标准。JSON（javaScript Object Notation）格式是一种广泛应用于Web前端和服务器进行通信并且完全独立于语言的、轻量级的数据交换格式，在开销、传输效率上明显优于其他数据传输格式。用JSON对象表达实例信息，这样既避免了信息缺失，又保证了实例之间的解耦，实现了模型源文件的轻量化[3]。
.png)
图3 基于云计算的B/S架构BIM模型轻量化及应用框架
4.2.2剔除冗杂数据轻量化方法
在模型设计程序中，三维数据所包括的信息数量多且种类庞杂，比如标注信息、备注信息等，应给予剔除，进行轻量化操作。在创建模型之后，可通过3D模型文件格式，比如OBJ、B3DM等进行实时文件转存，选择性地清除上述冗杂数据。
4.2.3相同材质合并轻量化方法
导人相同材质的部件后。应通过软件算法进行合并。对模型中相同材质的部件合并后，物体数量锐减，帧率得到明显改善，三维画质更加清晰。所以同材质部件合并有助于实现信息轻量化[5]。
4.2.4分层细节加载轻量化方法
系统中可视化画面可采用分层细节加载来降低加载的时问，减少占用内存和网络请求。此种加载方式可以在模型离视觉点较远(视野较广)时，渲染子项的草图模型，此时画面分辨率较低；在模型离视觉点较近(视野较窄)时，渲染子项的细节模型，画面细节清晰，分辨率较高。在遍历显示时，根据不同的视角加载子项的不同层级，并精确地显示不同的层级细节[6]。
5总结
智能运维管理平台的核心是运维平台和BIM轻量化技术的结合，搭建出BIM运维管理平台并辅助完成相关工作，实现多参与方多终端的综合信息的共享与管理。使各参与方随时查阅相关资料，并查看有关模型，实现在网页端和移动端等各系统终端组达到组织一体化管理，提高管理人员的工作能力和对整个项目的监管与管理效率，提高运维过程精细化管理水平及工作效率。
参考文献
[1]夏侯遐迩. 设计导致的地铁工程全生命期安全风险评估研究[D].东南大学,2019.
[2]江林. 基于BIM的智能楼宇集成管理系统设计与研究[D].重庆大学,2017.
[3]刘强. 基于云计算的BIM数据集成与管理技术研究[D].清华大学,2017.
[4]刘科. 基于古建筑保护修缮需求的三维激光几何信息采集应用研究[D].北京工业大学,2019.
[5]白雪,任晨宇,朱超平.BIM模型在信号运维系统中的轻量化研究[J].铁道通信信号,2020,56(05):52-54+58.