中建一局集团建设发展有限公司 黄伟 史春芳 张青松 郝建刚 诸进 北京 100102
[摘要] 随着建筑业的快速发展，建筑智能化运维平台亟待升级变化，以提高对建筑进行智能化空间拟真和能源分析、管控的能力，从而适应当前发展的需求。本文以三维可视化建筑智能化平台的建设方式、系统设计、系统组成、及其系统功能设计在某建筑工程中的应用为例，通过对传统平台集成对比三维可视化运维平台进行分析研究，探讨在三维可视化的界面下，人员如何快速地对系统进行了解，从而实现对建筑运维全局宏观的掌控。
[Abstract] with the rapid development of the construction industry, building intelligent operation and maintenance platform needs to be upgraded to improve the ability of intelligent space simulation, energy analysis and control, so as to meet the needs of current development. Taking the construction mode, system design, system composition and system function design of 3D visualization intelligent building platform in a construction project as an example, this paper analyzes the integration of traditional platform and 3D visualization operation and maintenance platform, and discusses how to quickly understand the system under the 3D visualization interface, So as to achieve the overall macro control of building operation and maintenance.
[关键词] 高效节能；智能联动控制；数据监测分析；合理分配
0引言
在现代建筑的智能化工程建设中，部分地产开发商及设计团队逐渐认识到了三维可视化运维平台的使用对建筑整体的运营和维护发挥着相当积极的作用，在传统建筑智能化系统中，各个智能化子系统之间的关联性不强，单系统建设成本高，设备利用率低，对于建筑运维工作人员来说，系统众多，显示界面复杂，且操作不方便，很难做到综合管理，因此传统的智能化系统管理需要拥有极高专业知识水平和对现场环境极其熟悉的人员才能使用。作为对比，三维可视化运维平台能够直观地体现建筑体的环境面貌，各个弱电智能化子系统直观明了，系统操作简便，对建筑来说可以实现能源分析、管理；设备设施管理；资产管理；运营维护管理；安防管理等多种功能。
1项目概况
本项目为某游泳中心，总建筑面积100532m2，长宽高分别为177m×177m×30m。层数地上3层，地下1层。其中地下1层为机房及集中停车，地上主要为比赛竞技场地。
该项目IB智能化子系统包含但不局限如下系统：综合布线、安全防范、环境传感、照明控制、升旗、LED大屏及场地扩声、建筑设备监控系统、公共广播、三维可视化运维平台系统等。
2传统平台与三维可视化运维平台的使用对比
2.1系统优缺点
优势：三维可视化运维平台功能丰富，由于其集成了各个弱电子系统，因此可以从更宏观的角度来掌握建筑物的整体状态，建筑结构及系统一目了然。通过三维可视化运维平台，可以在三维矢量立体模型上查看机电设备及弱电子系统设备实时运行数据，实现设备的模式化运行；可以使用虚拟现实技术对建筑设备进行模拟巡查，为维修故障进行合理的路径规划；传统运维平台对建筑设备的立面及侧面显示较为困难,难以直观反应建筑设备现状，需要对现场和图纸较为熟悉方能使用，但是在三维可视化运维平台上，可以选择需要显示的设备、管线进行显示，将不相关的的管路、设备隐藏，显示界面整洁利落，操作简单快捷，操作逻辑更加人性化；在设备运行过程中，三维可视化运维管理平台可以实时显示该设备的当前健康指数以及调取其历史健康指数，通过设备健康度数据可以一目了然地看到哪个系统正常运转，哪个系统有问题，为管理者提供全面运维综合信息。
此外，三维可视化系统还可实现移动端APP管理，通过移动端APP能够对设备的状态、建筑进行实时环境监测，并生成分析报表，还能够实现建筑资源配置分配等诸多功能。
缺点：与传统集成平台相比，三维可视化运维平台成本高，在建设前期需耗费大量的时间进行数据收集，图形制作，资料整合。
2.2操作性
优势：三维可视化界面画面直观，可以进行右键操作，操作方式简单，比较突出的优势是可以清晰地显示设备周边环境及设备自身状态，不熟悉现场的人士也可以进行操作，操作者能清晰地对设备下达指令。
2.3环境、能源分析
优势：三维可视化运维平台能对建筑的所有能耗进行监测，并且形成分析表，根据分析结果，可以采用资源配置、错峰使用等手段，对建筑设备进行调节，从而达到控制能耗，节能减排的目的，合理使用建筑设备。
2.4设备设施管理
由于传统的设备设施管理多为各系统单独建立台账进行管理，存在物资信息在各部门流通较为困难，设备设施采购因时间太久缺失厂商信息而造成采购困难，采购成本高等问题，三维可视化平台可以针对传统设备管理系统的缺点进行优化，从而实现以下功能：
a、统一物资编码
通过三维可视化运维平台可对物资进行统一编码，形成标准代码，方便管理。
b、基础台账信息
通过三维可视化运维平台可对设备的安装位置空间信息、系统信息及状态、出厂的厂家信息、采购合同等相关信息、产品相关参数等技术资料、维保服务商的相关信息资料等一系列信息进行台账信息登记，通过平台进行统一管理，摒弃了传统的大量纸板信息收集的方式，解决了信息收集、保存的难题，同时也更方便用户调取相关信息资料。
c、与运维、运营系统结合
与运维、运营系统结合，实现设备状态实时监管，实时监视各地块的机电系统设备的运行状况，并在电子地图上显示出来。
d、与采购、财务结合
在平台上能够直接做出采购计划，分派给供货商采购单；设备到货后可在平台做到货登记，形成系统与采购，财务一体化。
3三维可视化运维平台实现方式
1）三维可视化的实现
三维可视化大致通过以下两种方式来实现（包含但不限于）
a、 通过BIM模型的轻量化来实现建模。
b、 通过CAD平面模型生成三维，再通过VR空间扫描对三维的画面进行填补。
2） 三维可视化运维平台的一般功能
a、 设备设施管理；
b、 移动端管理；（包含Android端及IOS端）；
c、 数字化安防管理；
d、 应用管理模块；
e、 绿色环保及能源管理；
f、 数据采集及标准化；（所有端口对接及标准化）；
g、 三维可视化处理对接；
4三维可视化运维平台的系统架构设计
因IBMS智能化运营平台各建筑要求不一致具体架构设计包含但不限于以下层面：
1）交互层
在三维可视化运维平台上可以与平台外的其他一些应用层面进行交流、沟通，包含但不限于与业主端的管理APP，与使用端的类似于物业用的APP、微信公众号、PC端的管理平台、用于企业展示用的显示设备等层面。
2） 应用层
应用层主要是用来管理使用的层面，该平台的功能主要依靠应用层接口来处理各系统采集上来的数据，它包含了以下系统：
设备运维使用系统：设备运行状态监测、数据分析报告等。
3）数据层
a、基础数据：建筑本体数据、平台运营管理账户数据、设备属性数据、资产管理数据。
b、设备数据：设备的指令控制、状态显示等数据。
c、运营数据：工单、费用、功耗、人员派遣、环境等数据。
d、数据分析：环境分析、功耗能源分析、设备分析、安全防范分析等。
4）接入层
a、硬件接口管理层：
采集网关、网关服务器、硬件系统云接口、硬件系统本地服务器接口。
b、软件连接管理层：
设备管理、设备注册、设备模型、采集模型、数据处理、数据分发、事件分发。
5）服务层
业主管理系统、物业运营系统、设备监管系统、安全服务类系统、设备服务类系统、其他第三方服务系统。
6）储存层
a、基础数据库
组织机构数据库：
建立组织机构数据库，管理结构、人员权限、处理事件流程、事件在规定时间内未进行处理后逐级进行提示。
b、系统数据库：
建筑设备监控系统、智能照明系统、视频安防系统、门禁管理系统、周界、巡更、电梯、停车管理、车位引导、消防等其他系统。
c、设备模型数据库：
设备分类数据、设备模型数据库、数据点模型。
d、运行数据库
设备运行实时数据库、历史库、报警库、故障库、工单库。
e、空间模型数据库
建筑体数据、楼层平面数据、使用功能区域数据、地图数据。
f、服务商管理库
业主、开发商、运营商、维保商、安装商、销售商等。
g、缓存数据库
储存层、主库、从库。
5三维可视化运维平台的系统功能设计
1） 交互层：
a、业主端手机APP主要功能：报修、工作分派、工作处置、审批及其他。
b、物业端手机APP主要功能：报修、工作分派、故障处置、巡检处置、工作审核及其它。
c、微信公众号主要功能：通行管理，一码通，无须传统钥匙、门卡，节省大量办卡/退押金，换锁等工作与人力。
d、PC端的管理平台：为智能化运营平台的主要建设对象，包含设备运维使用系统及运营管理系统，涵盖多个层面。
e、用于企业展示用的显示设备：用于企业展示企业形象宣传视频及天气、PM2.5，新闻，简讯等用于信息发布的功能。
2）应用层
a、设备运维系统功能：该系统能显示本系统在建筑空间中的相关基础信息、应急处理流程、设备状态等，设备巡检周期及保养时间提醒等，具体如下：
b、设备的基础信息：包含技术资料、合同资料、服务商信息等。
c、设备的扩展信息：包含建设期采购信息、维保信息、折旧信息、备品备件耗材信息等。
d、运维的经验信息：维修经验、保养经验、设备巡检周期及保养时间提醒。
e、作业信息：显示设备的运行状态、报警状态、故障状态，以及显示报警处理流程、故障处理流程、工单处理流程等。
f、安全防范：显示报警的信息管理，自定义报警信息的管理以及紧急应对措施的流程管理，应有对事件进行安全的评估分析，安全证据的保全及视频的综合管理。
g、 建筑能源能耗管理：管理查询辖区内能耗数据、包括用水、用电、燃气、用暖等相关设备历史数据，通过设定或定时采集峰谷电价、水价、气价数据、能耗 kpi 计算公式、碳排放计算公式、能耗基准线等相关数据，形成能耗计算的基础，同时可以按照单体、楼层仪表、时间、区域等条件进行历史数据查询。
h、建筑能源能耗分析：通过对能耗数据的综合处理与运算，形成各类统计学图表，实时反映历史能耗对比与未来能耗趋势，从而实现对能源指标合理度的评价、能耗走势的科学预测，它将为节能工作中长期部署提供专家化的决策支持，为减少碳排放，实现低碳经济和可持续发展提供信息支撑。实现的功能包括且不限于：能源结构分析；分时、分区能源消耗对比分析；能源预测分析；能源指标与历史及预测能耗走势对比分析；自动生成各类能耗综合报表；按项目管理模式，针对各种场景提供报表及图示化的当前及历史对比能源状态图。
i、运营管理系统：运业场所的租赁系统、票务系统、合同管理系统、访客系统、考勤系统等；
j、资产管理系统：主要是设备资产的管理系统数据展示；
系统：数据集成的模型及数据分析等展示系统。
功能：能对经营场所租赁的一些活动进行管理的功能，例如内部的办公品申领，收费管理；能够建立采购系统，具备建立采购计划、采购单的申请批复以及到货的到货登记；能够建立库存管理，记录从入库、出库，到备品备检报警等信息，以及建立盘点管理、台账管理，合同管理，访客系统、考勤系统等运营相关系统。
6结论
随着工程建设项目数量的增多，在建成投入运营后，建筑运维单位将面临着管理难度大、监管区域分散、专业管理人员需求量快速增长等实际问题。为了加强项目管理力度，实现项目运营远程监管，同时降低管理成本，降低人力资源成本、提高客户体验感受及客户满意度，提高集团项目的市场竞争力，可以建设三维可视化运维平台，将全部建筑系统融合为一个整体，以实现运维管理、运营管理、设备设施管理、安防管理，能耗管理、资产管理等集系统的数据共享、多系统智能联动控制、功能协同，还能通过三维可视化运维平台对建筑 设备进行能源监测与分析分配，实现控制建筑本身运行能耗和碳排放，达到节能减排的目的。
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