基于BIM+GIS+IoT的建筑空间智慧运维管理.pdf

1、基于BIM+GIS+IoT的建筑空间智慧运维高 飞高级技术经理中科京云（北京）科技有限公司京云建筑科技（杭州）有限公司2019年6月建筑运维阶段的意义“For every dollar we invest in the design of a project,we will have acost proportional to$20 during the construction phase of the buildingand a cost of$60 over the projects lifetime based on maintenanceand use.”Patrick MacLea

2、myChairman and Former CEO of HOK新设计 新建造 新运维数字建筑白皮书，广联达，2018.1数字化新运维的01手段02目标03实现04展望BIM+IoT+GIS+AIDigital Twin/数字孪生标准/研发/应用/协作机遇&挑战BIMBuilding Information Modeling竣工模型交付数字化建造规划设计施工运维现状建模方案论证物料跟踪施工组织模拟施工进度模拟工程量统计施工现场配合维护计划建筑系统分析场地分析建筑策划可视化设计性能化分析协同设计管线综合资产管理空间管理灾害应急模拟移动设备跟踪BIM的全生命周期应用BIM应用，爆发前夜2011-2

3、015年建筑业信息化发展纲要“十二五期间，加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用”住建部住建部 2011.52011.5关于推进建筑信息模型应用的指导意见到2020年末，以国有资金投资为主的大中型建筑、申报绿色建筑的公共建筑，和绿色生态示范小区等，这些项目的勘察设计、施工、运营维护中，应用BIM的项目率要达到90%。住建部住建部 2015.62015.62016-2020年建筑业信息化发展纲要28次提到了BIM，全面论述各类企业的BIM应用要求，并特别强调了BIM与大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术的集成应用能力住建部住建部 2016.82016.

4、8国办关于促进建筑业持续健康发展的意见“加快推进建筑信息模型（BIM）技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理，为项目方案优化和科学决策提供依据，促进建筑业提质增效。”国办国办 2017.22017.2上海20142014北京20162016广东天津沈阳浙江济南广西云南湖南黑龙江20172017山东合肥上海宁波吉林江西内蒙成都山西武汉河南交通部四川20182018江苏BIM 不仅仅是RevitBIM是由技术和协同工作支撑的一个过程BIM is not a software solution;it is a process,under

5、pinned bytechnology and collaborative working.David Light,HOKIoT，物联网Internet of ThingsIoT+大数据的蓬勃发展NB-IoT、LoRa 等日趋成熟物联网、人工智能和云计算构建真正的万物互联2018.4IoT的三层架构感知感知层 智能嵌入式 标识、感知 协同、互动网网络层融合接入信息存储应用用层 数据挖掘 决策能源管理实时能源监测、功能模块能耗分析及优化运行调控等，实现节能减排的目的安全管理门禁、安防、巡更以及土建、钢构的监测等，实现报警信息的联动处置机制人员管理室内外人员定位、轨迹描述、特殊区域授权、紧急状态响

6、应等紧密围绕“人、物、空间”安全的智能化管理目标设备管理空间环境信息与设备、使用人的管理结合，更加合理、有效的管理办公、实验、公共服务空间及设备设施IoT在建筑运维的具体应用点Big Data&A.I.Big Data&Artificial Intelligence大数据应用的两个生态可视化应用信息层知识层数据层资源层算法模型计算分布式存储硬件平台技技术术生生态态系系统统数数据据生生态态系系统统数字化新运维的01手段02目标03实现04展望BIM+IoT+GIS+AIDigital Twin/数字孪生标准/研发/应用/协作机遇&挑战新运维的内涵基于GIS、BIM、IoT、BigData等先进信

7、息技术，通过对建筑空间的3D精细建模和物联感知，实现大数据集成、挖掘、协同和共享，进而达成全生命周期的智慧化运维。数字建筑物联感知智慧决策可视呈现可视化Visualized物联化Interconnected智能化Intelligent数字化Digitalized数字化新运维的成效1.A BIM-enabled information infrastructure for building energy Fault Detection and Diagnostics,Automation in Construction 44(2014)1972112.BIM-based framework fo

8、r automatic scheduling of facility maintenance work orders,Automation in Construction 91(2018)15-30数字孪生，Digital Twin又称为“数字双胞胎”、“数字映射”、“数物映射”等，是物联网+大数据应用的最新进展和动态；是智慧运维、智慧制造、航空航天等领域的关键性、革新性乃至颠覆性技术之一。数字化运维的（终极）目标数字孪生，是指“真实存在的物理设备或系统，与包含该系统所有信息的虚拟系统”“the physical system that has always existed and a new

9、 virtual system that contained all of the information about the physical system”Grieves and Vickers，2002，美国数字孪生 概念西门子应用于飞机设计、制造工艺及生产Level 1：3D模型及状态显示Level 2：基于足够的物联感知信息，实现监测、诊断和预测Level 3：加入环境、人力、过程等众多关联因素后，实现更智慧的分析、控制和预测预判GE应用于电厂运行维护GE应用于医院运行维护美国海军（ONR）应用于舰艇运行监控和维护数字孪生 作用BIM、设备设施三维建模技术物联感知技术大数据挖掘分析技

10、术数值模拟与仿真技术数字建模01虚实映射智慧分析0203数据可视化技术（Web可视化、VR、AR等）云计算、高性能计算等基础共性技术数字孪生 智慧运维运维实现的关键技术数字化新运维的01手段02目标03实现04展望BIM+IoT+GIS+AIDigital Twin/数字孪生标准/研发/应用/协作机遇&挑战 3个主要不足 4个主要原因国内外现状233023302710271028602860309030903260326020132014201520162017“BIM+运维”论文数（Google Scholar)成熟软件或工具极少，应用普及度低数据基础不足，标准规范不完善国内外科研机构研究深

11、入度不足缺乏成熟规模的应用案例缺乏合适的BIM运维平台系统BIM运维基础技术架构欠缺技术水平与管理水平不匹配基于BIM调度运维次序，运维时间减少20%香港科技大学如何更好的将多类复杂运维信息与BIM信息融合澳大利亚迪肯大学将BIM+GIS技术应用与大规模建筑空间资产管理英国索尔福德大学isualized ntegrated mart peration&anagementSI IVOVISOM，可视、集成、智慧的运维管理MVSOM商业建筑产业园区/居民社区工业建筑设施地下管廊数据BIM/通讯/楼宇/安防/消防/人员/终端/业务/算法空间分析/能耗分析/数据关联分析/数据预测功能需求物业管理/设施

12、管理/安防管理/资料管理/能源管理/应急管理/空间管理/隐蔽工程管理/数据BIM/GIS/通讯/楼宇/安防/消防/居民/业主/终端/业务/交通/服务商/算法空间分析/能耗分析/环境分析/交通分析/数据关联分析/数据预测功能需求物业管理/设施管理/安防管理/资料管理/能源管理/应急管理/空间管理/隐蔽工程管理/居民生活管理/通讯管理/数据BIM/GIS/通讯/楼宇/安防/消防/工控/环境/人员/终端/业务/算法空间分析/能耗分析/人员分析/作业分析/数据关联分析/数据预测功能需求设施管理/安防管理/资料管理/能源管理/应急管理/隐蔽工程管理/ERP对接/环境管理/数据BIM/GIS/通讯/安防/

13、消防/人员/终端/业务/算法设备分析/安全分析/数据关联分析/数据预测功能需求设施管理/安防管理/资料管理/应急管理/通讯管理/线路巡检/线路规划/预算管理/VISOM 智 慧 运 维 支 撑 平 台共性需求 融汇平台核心能力与创新目标智能处理可视呈现信息汇聚丰富的运维业务3D模型下数据分析多源数据融合分析特有挖掘算法及优化策略010302BIM数据丰富支持关联地理及业务信息全面的设施及IoT数据支持可控3D高性能引擎一体化运维操作界面手机/PC/大屏多通道输出3D漫游及VR虚拟现实呈现一个核心基础平台，支撑多类应用1创新的BIM+物联网+大数据架构2创新的运维信息一体化综合集成3创新的运维管

14、理应用，以人为本4自主知识产权，可靠、可控5IoT物联网BIM建筑信息模型WWhatGIS地理信息系统WWherehoWW自控系统火警系统安防系统停车系统设施类传感设备温湿度传感空气质量水暖气压力工业监控监测类传感设备RFID标签二维码移动终端业务类传感设备震动监控三类基础信息地图信息摄影信息热点信息自主标识图元信息结构信息属性信息解析信息BuilderBConnectorCServersSViewerVGIS+BIM场景营造BIM数据格式转换BIM对象管理（属性）GIS数据管理（矢量）物联网数据接入公共/开放数据平台传感器接入现有楼宇自动化接入其他数据其他系统接入后台服务系统BIM数据服务G

15、IS数据服务IoT数据服务业务/流程/功能数据服务前端展现系统桌面端运维管理系统移动端运维管理系统展示陈列系统VR展示系统AnalyzerA大数据分析系统历史数据分析时空数据分析故障诊断事件预测业务规划五个核心组件核心技术运维大数据挖掘分析支持海量数据的分布式存储架构基于统计和深度学习的大数据分析方法动态阈值、管线分析、故障预测、运维路径规划等智慧运维场景BIM三维模型数据解析处理基于IFC和国标的BIM数据导入适于移动和互联网场景的BIM轻量化基于空间关系的BIM数据解析跨终端的三维和虚拟现实呈现基于WebGL的3D GIS+3D BIM呈现VR和MR虚拟现实呈现PC、大屏和移动端呈现适于多

16、领域多场景的平台架构BIM+IoT+GIS的公共基础技术平台先进的互联网服务支撑系统架构不同领域、不同场景、不同用户的快速部署实现丰富物联数据接入Lora设备及中兴克拉MSP支持Wifi/Zigbee/TCP/IP等多种通讯支持典型楼宇环控设备接入一致的数据接入及管理 建筑建模 场地建模 设备建模第一步1应用过程BIM模型建立 BIM数据导入 关联数据导入 三维效果展示第一步12第二步应用过程 形象展示 场地规划 仿真模拟 设备维护 此阶段价值 物联数据接入 物理虚拟映射。感知、管控。第二步123第三步应用过程数字孪生初步达成 数据分析与挖掘 智慧应用创造价值第三步1234第四步应用过程应用实

17、例应用实例数字化新运维的01手段02目标03实现04展望BIM+IoT+GIS+AIDigital Twin/数字孪生标准/研发/应用/协作机遇&挑战40数字建筑智慧运维智慧的管廊智慧的园区智慧的社区智慧的工厂全面感知融合管控提质增效协同运作三维可视运营管理实时预警智慧业务流程支持全三维模型物料管理制造过程管理制造协同数字交付园区漫游资产管理人员管理能耗监测及节能管理园区空间管理人性化管理智能化管理智慧公共卫生智慧出行智慧安防可视化Visualized物联化Interconnected智能化Intelligent智慧的建筑建筑数字化设备设施管理空间管理安全、环境管理数字化Digitalized软件定义智慧 数据引领未来机遇挑战&感谢您的指导与帮助！京云团队京云团队