基于BIM技術的高校數字校園管理系統所含內容研究

宋強

摘要：文中對高校數字校園管理系統的特點進行了分析，提出了高校有對BIM運營維護系統的定制化需求。研究了基于BIM技術的高校數字校園管理系統所包含的內容，含3D展示系統、信息查詢功能、設施運行與維護管理、安防管理和地下管網。對今后基于BIM技術的高校數字校園管理系統的研發打下一定的理論基礎。

關鍵詞：BIM；高校；數字校園；管理系統

一、高校數字校園管理系統的定制化

（一）高校數字校園管理系統的特點

1、功能綜合化。高校建筑包含教學、科研、行政、生活、運動等諸多功能。傳統的運營維護系統各自為政，無法統一并共享不同功能類型建筑間的信息，這直接導致以高校建筑為整體進行運營維護管理時，產生大量信息孤島和壁壘，耗費大量人力和時間且效率低下。

2、設備智能化。設備智能化在運營維護系統上的表現首先是智能終端的BIM三維表達。智能化設備通過局域網絡建立與高校建筑BIM平臺的控制聯系。一方面智能化設備將獲取的建筑狀態信息反饋到BIM運營維護系統，另一方面BIM運營維護系統將運營維護管理員的指令發送至智能化設備，從而形成正向及逆向的信息循環。

3、聯動共享化。高校建筑的運營維護系統將作為各類型建筑的信息集成管理平臺，其最重要特點便是各類型建筑運營維護信息的聯動共享，從而實現整個校園的運營維護信息集成管理，提高運營維護信息的應用價值和管理水平。將各類型建筑的單體運營維護信息聯動顯示在校園整體BIM運營維護技術上，方便進行單體建筑和整體校園兩個層級的可視化展示。同時，單體建筑也可實時獲取其它建筑或校園整體的運營維護數據內容。

（二）高校建筑對BIM運營維護系統的定制化需求

1、基于動態可視化的人機操作。基于動態可視化的人機操作不僅可以通過友善的人機交互界面方便快速學習掌握，還可以通過直觀、動態的信息可視化方式展示高校建筑的整體運營維護信息。

2、基于信息實時化的交互反饋。第一步是及時更新BIM運營維護系統，高校建筑會隨著使用功能變化等因素產生和原先交付的BIM運營維護系統相出入的地方。通過逆向方法或者傳統更新等方式，應定期按運營維護規定修正原始BIM運營維護系統，使其始終與建筑變化保持同步。第二步是結合物聯網技術，諸如RFID、電子標簽、二維碼等，將BIM模型代表的信息和現實構件代表的物體相結合，從而可以實現在虛擬數字場景中以虛擬現實方式對真實世界的建筑、設備、構件等進行管理與控制。

3、基于功能集成化的數據管控。基于功能集成化的數據管控首先要確定運營維護信息的權責歸屬。通過軟件平臺和應用標準來規定運營維護信息的創建、集成、修改、應用、反饋等信息動作的權限和責任人，有助于針對復雜數據管控的多方協調。

二、平臺主要系統

（一）展示系統

3D展示系統是通過利用BIM與GIS平臺集成的方法，同時結合云功能，完成校區全景、局部、建筑內部的多角度全景展示，實現第一人稱視角漫游、房間定位視角等展示功能。通過三維可視化漫游功能使得用戶能直觀、方便、快捷地查看校園各個區域，在三維的校園里，觀察者可以更加有針對性的進行瀏覽，任意查看目標對象，結合VR技術，就使得觀察者對校園有了更深入地了解。

（二）信息查詢功能

建筑信息查詢是對三維場景中校園內的教學樓、辦公樓、圖書館、體育場等建筑物信息進行的分類管理。點擊三維場景中的任意一棟建筑，將會顯示簡介該建筑物的名稱、功能、分類相關等信息，方便管理者對每棟建筑進行可視化管理。

三維可視化資產管理實現校園資產的可視化管理，把資產管理業務流程表單化、信息化，通過系統集成技術把三維模型和業務流程進行無縫集成，資產管理業務部門可全程掌握資產的購入、使用、維修直到報廢的全生命周期過程，從采購、使用到維護，進行統一的跟蹤監視，提高資產設備的使用壽命及使用效率，降低學校的管理和維護成本。

（三）設施運行與維護管理系統

高校建筑針對設施運行與維護管理在運營維護階段有著眾多特殊需求，因此設施運行與維護管理不同于一般建筑僅限于空調、機電、管線等內容，更有專業科研設備設施帶來的專業運營維護內容。

設施運行與維護管理功能需要BIM可以實時反映設備現狀，即動態過程，包括其基本的物理尺寸信息、空間位置信息、顏色材質信息和技術參數等可視化內容，還需要按照專業運營維護需求添加諸如負責人、維護周期、運行參數等非可視化內容。一旦設施運行出現故障，BIM運營維護系統將快速在三維模型中定位其位置，通知所屬負責人，并調檔相應的運營維護文件以供決策。日常維護管理可以依托BIM運營維護系統建立良好的制度，從而提高維護效率和質量。

能耗信息是建筑屬性信息的重要組成部分，能耗信息的獲取、處理與表達是高校建筑能源管理的關鍵。BIM運營維護系統的能源管理不僅應包括建筑的耗能情況、可持續能源獲取情況等數據收集，還應具有綜合評估、能耗分析、優化調整等能力。

（四）安防管理系統

1、視頻監控管理。通過將學校現有的巡檢點數據源的傳輸信號接人三維系統，改變了傳統巡檢監控信息展示方式，將實時巡檢信息直觀顯示在三維場景上，如巡檢人員位置、時間等。避免了傳統巡檢系統，所不具備的空間形態，使工作人員在三維系統中就能夠總攬全局，觀測學校巡檢員狀態位置，彌補單個系統產生信息孤島的致命缺陷，破除傳統思維定式，推動校園應用信息化的創新管理。

2、校園停車管理系統。通過攝像頭對停車場車輛進出信息管理，如：車輛類型（固定車輛、臨時車輛）、車主（固定）、進出時間等。同時可在場景中對車庫現有空余車位的分布位置進行高亮顯示，在車庫入口處通過屏幕高亮思示出所有空余車位及前往空余車位的路線，還可在三維場景中，通過時間點任務、事件控制等多種方式，對汽車入庫出庫一系列動作的模擬展示。

3、防火疏散。高校建筑人流相對集中，因此在人群疏散、火災報警、安防監控等方面需要對BIM提出更高要求。高校建筑的公共安全管理運營維護內容包括完備的應急預案，保證諸如火災等意外事故時的安全逃生路線的暢通，BIM可以實現這方面的虛擬演練，通過模擬方式計算疏散路徑和時間，形成系統的災害逃生應急預案。同時煙霧、明火感應等消防設施也應接入BIM運營維護系統，以便快速發現火災位置，及時激活相關設備進行滅火救災。消防人員也可根據BIM運營維護系統提供的信息，制定相應的救災策略并控制相關設備系統的運行。

（五）地下管網系統

基于已完成的內外集成、地上地下BIM模型，借助SuperMap三維GIS一體化技術體系，將BIM模型與傾斜攝影模型、地形、三維管線等多元空間數據融合，實現宏觀與微觀相輔相成、室外到室內的一體化管理。

在數據對接方面，利用SuperMap GIS提供的BIM導入機制，以BIM數據主流格式IFC、以關鍵字段“圖元ID”為媒介保證模型與屬性的一一對應關聯，從BIM軟件到3D GIS平臺實現模型無縫對接、屬性無損集成。

三、結語

文中僅從理論上對基于BIM技術的高校數字校園管理系統的內容組成進行研究，尚未進行到實際操作階段。今后將對BIM模型的創建、數據庫建立、數據的掛接和更新等內容進行研究。