CN115220378A - 一种智能建筑管理中基于bim模型与运维信息交互的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，涉及基于BIM的智能建筑运维管理领域。该智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，包括项目演示模块、实时数据采集模块、数据记录模块、数据输出模块和应用模块，所述实时数据采集模块包括空间定位模块、实时监控模块、数据分析模块、设备设施管理模块和能耗管理模块。本发明通过各个模块的协同配合，利用BIM技术、大数据和三维成像技术可以帮助业主及设计人员更好地规划设计方案，同时形成合理的采购计划，从而降低能耗及成本，实现了运维现场的可视化定位管理，构建对比模块数据库，达到业主的针对性需求。

Description

一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统

技术领域

本发明涉及基于BIM的智能建筑运维管理领域，具体为一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统。

背景技术

BIM是建筑信息模型，是以建筑工程项 目的各项相关信息数据作为基础，通过三维建筑模型，实现工程监理、物业管理、设备管理、 数字化加工、工程化管理等功能。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协 调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。

国内目前已有的运维管理平台基本偏重于资产管理、设备台账管理，且国内的大型房地产商、地标性建筑中使用的运维管理平台均基于二维图纸开发，三维层面的运维管理系统并能实现信息交互联动的平台在国内还是空白，且在建筑管理过程中，业务面对复杂的工程图纸无法理解，无法进行可视化的设计参与，项目阶段无法掌握项目进程和能耗数据，导致采购计划杂乱，提高成本，公司也无法针对业主需求，建立相匹配的模型族库，业主也无法对建筑施工进程进行实时掌握。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，解决了的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，包括项目演示模块、实时数据采集模块、数据记录模块、数据输出模块、应用模块和运维管理模块，其中，

优选的，所述项目演示模块包括BIM建筑模型服务器、对比模块和信息同步模块，用于对项目工程进行设计并作出演示和对比，方便业主没有专业读图能力也能看懂并参与其中设计；

优选的，所述实时数据采集模块包括空间定位模块、实时监控模块、数据分析模块、设备设施管理模块和能耗管理模块，用于采集场地信息和实时监控信息，并有效地对建筑过程中的材料能耗进行统计，形成合理采购计划；

优选的，所述数据记录模块用于建立融合数据模型并进行实时统计分析；

优选的，所述数据输出模块用于输出各种建筑数据；

优选的，所述应用模块包括规划阶段、设计阶段、施工阶段和运营阶段，利用BIM建筑模型服务器规划设计方案、优化工程设计、指导施工人员现场作业和完成定期维护。

优选的，所述对比模块包括BIM模型数据录入模块和对比模块数据库，用于对录入的数据得到BIM结构模型数据，在对比模块数据库内执行预定义查询、数据统计、分类存储建筑构建信息。

优选的，所述信息同步模块包括虚拟现实服务器，所述虚拟现实服务器具体包括虚拟现实头显、摄像模块、控制器、供电模块及无线传输模块，所述控制器分别与所述虚拟现实眼镜、摄像模块和供电模块及无线传输模块连接。

优选的，所述空间定位模块用于对建筑管理平台进行数据采集，所述实时监控模块通过对BIM结构模型数据的研究，结合WEBGL和实时三维成像技术的应用，将BIM结构模型数据进行拆解，对于图形显示数据通过轻量化算法在不影响三维成像效果的前提下可用于PC机WEB端和移动终端。

优选的，所述数据分析模块与实时数据采集模块对接，包括运维数据整合模块和数据呈现模块，所述设备设施管理模块与BIM建筑模型服务器交互，监控各设备设施运行状态，并将数据信息传输至BIM建筑模型服务器，具体包括但不限于设备定位、设备记录、故障信息、巡检信息和维保信息。

优选的，所述能耗管理模块与BIM建筑模型服务器交互，对比实时能耗与定额指标，设置进程分项能耗阈值提醒，形成合理的采购计划。

优选的，所述数据记录模块包括数据库导入单元，材料成本统计单元，建筑状态评估单元和构建数据库系统。

优选的，所述数据输出模块包括运维数据输出模块，用于输出所述建筑运维数据，构建信息输出模块，用于输出所述建筑构建信息，设备参数输出模块，用于输出所述设备基本信息，模型展示模块，用于展示与BIM结构模型数据对应的建筑模型。

优选的，所述应用模块具体包含以下步骤：

S1：规划阶段，BIM建筑模型服务器通过建立建筑物的模型、模拟真实环境下的关键信息，可以帮助业主及设计人员更好地规划设计方案，从而降低能耗及成本。

S2：项目设计阶段，BIM结构模型使建筑设计从传统的二维模式转换为三维模式，同时，BIM技术的应用可以在共享的建筑信息模型上实现多专业的协同工作，减少重复工作，同时降低错漏碰缺问题的发生概率，利用BIM技术的可视化特点进行碰撞检查、优化工程设计，降低施工阶段的错误损失和返工。

S3：施工阶段，在项目的施工阶段，施工单位可以利用BIM模型和相关计划进度数据进行集成操作，跟踪项目的施工进度，同时根据现场施工的实时情况进行相应调整，施工方可以利用BIM模型实时模拟施工过程中的难点和关键点，及时调整施工方案，利用BIM技术可以方便提供施工过程中所需要的信息，更加直观地指导施工人员现场作业，降低施工现场的损失。

S4：运营阶段，通过BIM建筑模型服务器可以提供有关建筑物的全方位信息，包括建筑使用情况、性能及管理维护记录，这些信息可以帮助管理人员更好地监控建筑物的使用状态，及时发现问题，定期维护，更改建筑物内设备的参数使其达到更好的性能。

本发明提供了一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统。具备以下有益效果：

1、本发明通过BIM建筑模型服务器建立建筑物的模型、模拟真实环境下的关键信息，利用BIM结构模型直接转化得到轻量化三维模型，配合虚拟现实服务器实现人机交互功能，达到3D可视化设计效果，即使业主没有专业读图能力也能看懂并参与其中设计，从而帮助业主及设计人员更好地规划设计方案，同时也能配合工程临建需求，通过BIM建筑模型服务器与项目进程管理软件对应，实现动画模拟施工进度，从而降低能耗及成本。

2、本发明通过设立能耗管理模块与BIM建筑模型服务器交互，多维度查看能耗情况、历史设备读数和结算费用计算，并进行数据拟合，将拟合结果与设定能耗限值对比通过数据回归计算确定总工程量定额指标，对比实时能耗与定额指标，设置进程分项能耗阈值提醒，形成独特的耗材计算方式，从而形成合理的采购计划。

3、本发明通过设置应用模块与数据集成与共享模块实现了信息相互独立的系统之间的资源共享和业务协同，配合可视化运维管理模块，实现了运维现场的可视化定位管理，同时能够同步显示设备设施的运维管理内容，从而发现2D设计中因缺乏专业的空间协调人员产生的碰撞，规避后期施工过程中过多的协调工作。

4、本发明通过构建BIM模型数据录入模块和对比模块数据库，建立相匹配的模型数据库，在对比模块数据库内执行预定义查询、数据统计、分类存储建筑构建信息，得到建筑构建信息，并建立相匹配的模型族库，表现实际安装效果，达到业主的针对性需求。

附图说明

图1为本发明的主体架构示意图；

图2为本发明的项目演示模块架构示意图；

图3为本发明的实时数据采集模块架构示意图；

图4为本发明的数据记录模块架构示意图；

图5为本发明的数据输出模块架构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-5所示，本发明实施例提供一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，包括项目演示模块、实时数据采集模块、数据记录模块、数据输出模块和应用模块，其中，

项目演示模块包括BIM建筑模型服务器、对比模块、BIM结构模型和信息同步模块，用于对项目工程进行设计并作出演示和对比，方便业主没有专业读图能力也能看懂并参与其中设计；

实时数据采集模块包括空间定位模块、实时监控模块、数据分析模块、设备设施管理模块和能耗管理模块，用于采集场地信息和实时监控信息，并有效地对建筑过程中的材料能耗进行统计，形成合理采购计划；

数据记录模块用于建立融合数据模型并进行实时统计分析；

数据输出模块用于输出各种建筑数据；

本实施例中，应用模块包括规划阶段、设计阶段、施工阶段和运营阶段，利用BIM建筑模型服务器规划设计方案、优化工程设计、指导施工人员现场作业和完成定期维护，对比模块包括BIM模型数据录入模块和对比模块数据库，用于对录入的数据得到BIM结构模型数据，在对比模块数据库内执行预定义查询、数据统计、分类存储建筑构建信息，得到建筑构建信息，并建立相匹配的模型族库，表现实际安装效果，信息同步模块包括虚拟现实服务器，虚拟现实服务器通过Unity3D虚拟现实环境构建虚拟现实模型，利用BIM结构模型直接转化得到轻量化三维模型，虚拟现实服务器具体包括虚拟现实头显、摄像模块、控制器、供电模块及无线传输模块，控制器分别与虚拟现实眼镜、摄像模块和供电模块及无线传输模块连接，用于实现人机交互功能。

进一步的，空间定位模块用于对建筑管理平台进行数据采集，实时监控模块通过对BIM结构模型数据的研究，结合WEBGL和实时三维成像技术的应用，将BIM结构模型数据进行拆解，对于图形显示数据通过轻量化算法在不影响三维成像效果的前提下可用于PC机WEB端和移动终端，在浏览器中即可查看模型和工程图。

进一步的，数据分析模块与实时数据采集模块对接，包括运维数据整合模块和数据呈现模块，用于对实时数据采集模块采集到的设备实时运维数据分析，并整理关键数据，得到建筑运维数据，设备设施管理模块与BIM建筑模型服务器交互，从施工地设备自控、公共广播、智能照明系统采集数据，与BIM建筑模型服务器交互，监控各设备设施运行状态，并将数据信息传输至BIM建筑模型服务器，具体包括但不限于设备定位、设备记录、故障信息、巡检信息和维保信息。

进一步的，能耗管理模块与BIM建筑模型服务器交互，利用 BIM建筑模型服务器生产各材料清单，建筑能耗可以按照树状能耗模型进行分解，从建筑、分系统、分梯度的维度查看能耗情况、历史设备读数和结算费用计算，通过MATLAB软件中多元非线性函数对全程能耗进行数据拟合，将拟合结果与设定能耗限值对比通过数据回归计算确定总工程量定额指标，对比实时能耗与定额指标，设置进程分项能耗阈值提醒，形成合理的采购计划。

进一步的，数据记录模块包括数据库导入单元，材料成本统计单元，建筑状态评估单元和构建数据库系统，其作用为将设施信息、设备信息、运行参数和管理信息进行集成与存储，建立数据融合模型，将数据进行动态关联，其利用数据挖掘和大数据分析技术，进行多维度实时统计分析。

进一步的，数据输出模块包括运维数据输出模块，用于输出建筑运维数据，构建信息输出模块，用于输出建筑构建信息，设备参数输出模块，用于输出设备基本信息，模型展示模块，用于展示与BIM结构模型数据对应的建筑模型。

进一步的，应用模块具体包含以下步骤：

S1：规划阶段，BIM建筑模型服务器通过建立建筑物的模型、模拟真实环境下的关键信息，可以帮助业主及设计人员更好地规划设计方案，从而降低能耗及成本。

S2：项目设计阶段，BIM结构模型使建筑设计从传统的二维模式转换为三维模式，使设计人员不再受限于二维图纸，BIM结构模型的建立，可以使设计方案更加完善、设计内容易修改，避免设计过程中盲区，降低损失，更好地满足设计需求，提高工作质量，同时，BIM技术的应用可以在共享的建筑信息模型上实现多专业的协同工作，减少重复工作，同时降低错漏碰缺问题的发生概率，利用BIM技术的可视化特点进行碰撞检查、优化工程设计，降低施工阶段的错误损失和返工。

S3：施工阶段，在项目的施工阶段，施工单位可以利用BIM模型和相关计划进度数据进行集成操作，跟踪项目的施工进度，同时根据现场施工的实时情况进行相应调整；施工方可以利用BIM模型实时模拟施工过程中的难点和关键点，及时调整施工方案；利用BIM技术可以方便提供施工过程中所需要的信息，更加直观地指导施工人员现场作业，降低施工现场的损失。

S4：运营阶段，建筑的运营管理阶段是持续时间最长也是最重要的环节，BIM可以提供有关建筑物的全方位信息，包括建筑使用情况、性能及管理维护记录，及时发现问题，定期维护，更改建筑物内设备的参数使其达到更好的性能，为建筑物的日常运营提供了可视化的服务，并积累了大量运营维护过程中的数据，为未来建筑领域的发展提供了基础。

进一步的，数据集成与共享模块、可视化运维管理模块、和应急管理决策模块均与BIM建筑模型服务器交互。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：包括项目演示模块、实时数据采集模块、数据记录模块、数据输出模块、应用模块和运维管理模块，其中，

所述项目演示模块包括BIM建筑模型服务器、对比模块和信息同步模块，用于对项目工程进行设计并作出演示和对比，方便业主没有专业读图能力也能看懂并参与其中设计；

所述实时数据采集模块包括空间定位模块、实时监控模块、数据分析模块、设备设施管理模块和能耗管理模块，用于采集场地信息和实时监控信息，并有效地对建筑过程中的材料能耗进行统计，形成合理采购计划；

所述数据记录模块用于建立融合数据模型并进行实时统计分析；

所述数据输出模块用于输出各种建筑数据；

所述应用模块包括规划阶段、设计阶段、施工阶段和运营阶段，利用BIM建筑模型服务器规划设计方案、优化工程设计、指导施工人员现场作业和完成定期维护。

2.根据权利要求1所述的一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：所述对比模块包括BIM模型数据录入模块和对比模块数据库，用于对录入的数据得到BIM结构模型数据，在对比模块数据库内执行预定义查询、数据统计、分类存储建筑构建信息。

3.根据权利要求2所述的一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：所述信息同步模块包括虚拟现实服务器，所述虚拟现实服务器具体包括虚拟现实头显、摄像模块、控制器、供电模块及无线传输模块，所述控制器分别与所述虚拟现实眼镜、摄像模块和供电模块及无线传输模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：所述空间定位模块用于对建筑管理平台进行数据采集，所述实时监控模块通过对BIM结构模型数据的研究，结合WEBGL和实时三维成像技术的应用，将BIM结构模型数据进行拆解，对于图形显示数据通过轻量化算法在不影响三维成像效果的前提下可用于PC机WEB端和移动终端。

5.根据权利要求1所述的一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：所述数据分析模块与实时数据采集模块对接，包括运维数据整合模块和数据呈现模块，所述设备设施管理模块与BIM建筑模型服务器交互，监控各设备设施运行状态，并将数据信息传输至BIM建筑模型服务器，具体包括但不限于设备定位、设备记录、故障信息、巡检信息和维保信息。

6.根据权利要求1所述的一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：所述能耗管理模块与BIM建筑模型服务器交互，对比实时能耗与定额指标，设置进程分项能耗阈值提醒，形成合理的采购计划。

7.根据权利要求1所述的一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：所述数据记录模块包括数据库导入单元，材料成本统计单元，建筑状态评估单元和构建数据库系统。

8.根据权利要求1所述的一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：所述数据输出模块包括运维数据输出模块，用于输出所述建筑运维数据，构建信息输出模块，用于输出所述建筑构建信息，设备参数输出模块，用于输出所述设备基本信息，模型展示模块，用于展示与BIM结构模型数据对应的建筑模型。

9.根据权利要求1所述的一种智能建筑管理中基于BIM模型与运维信息交互的系统，其特征在于：所述应用模块具体包含以下步骤：

S1：规划阶段，BIM建筑模型服务器通过建立建筑物的模型、模拟真实环境下的关键信息，可以帮助业主及设计人员更好地规划设计方案，从而降低能耗及成本；

S2：项目设计阶段，BIM结构模型使建筑设计从传统的二维模式转换为三维模式，同时，BIM技术的应用可以在共享的建筑信息模型上实现多专业的协同工作，减少重复工作，同时降低错漏碰缺问题的发生概率，利用BIM技术的可视化特点进行碰撞检查、优化工程设计，降低施工阶段的错误损失和返工；

S3：施工阶段，在项目的施工阶段，施工单位可以利用BIM模型和相关计划进度数据进行集成操作，跟踪项目的施工进度，同时根据现场施工的实时情况进行相应调整，施工方可以利用BIM模型实时模拟施工过程中的难点和关键点，及时调整施工方案，利用BIM技术可以方便提供施工过程中所需要的信息，更加直观地指导施工人员现场作业，降低施工现场的损失；

S4：运营阶段， 通过BIM建筑模型服务器可以提供有关建筑物的全方位信息，包括建筑使用情况、性能及管理维护记录，这些信息可以帮助管理人员更好地监控建筑物的使用状态，及时发现问题，定期维护，更改建筑物内设备的参数使其达到更好的性能。

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