基于2.5維電子地圖的智慧樓宇綜合辦公管理平臺研究

鄧迪，馬瑞，黃磊，徐海陽

摘? 要： 結合新一代信息技術與2.5維圖形化管理方式，研究2.5維電子地圖在智慧樓宇綜合辦公管理平臺的應用，以推進綜合辦公管控集中化及智能化。根據資產、空間資源、安防設備及人員的不同設定與要求，整合空間數據資源和圖形信息，以2.5維電子地圖為中心進行業務功能開發，并有機集成人臉識別閘機、門禁、消防及視頻監控等系統。通過在長江勘測規劃設計研究院進行的辦公智能管理系統試點應用，有效解決了其空間分配混亂及管控分散的問題。

關鍵詞： 2.5維電子地圖; 智慧樓宇; 圖形化管理; 系統集成

中圖分類號：TP3? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2022）01-36-04

Research of intelligent building integrated office management platform

based on 2.5D electronic map

Deng Di1，2， Ma Rui1，2， Huang Lei1，2， Xu Haiyang1

（1. Changjiang Institute of Survey， Planning， Design and Research， WuHan， HuBei 430010， China;

2. Changjiang Space Information Technology Engineering Co.， Ltd. （Wuhan））

Abstract： Combined with the new generation of information technology and 2.5D graphical management mode， this paper studies the application of 2.5D electronic map in the intelligent building integrated office management platform， to promote the centralization and intelligence of integrated office management and control. According to the assets， spatial resources， security， equipment and personnel of different setting and requirements， spatial data resources and graphical information are integrated; taking 2.5D electronic map as the center， business functions are developed， and systems of face recognition gate， access control， fire control， and video monitoring， etc. are organically integrated with. The pilot application of office intelligent management system in Changjiang Survey， Planning， Design and Research Institute， the problems of chaotic space allocation and decentralized control have been effectively solved.

Key words： 2.5D electronic map; intelligent building; graphic management; system integration

0 引言

傳統智慧樓宇涉及的系統種類繁多，且各系統都是相對獨立的，智能化系統分散，難以實現系統智能聯動[1]。在管理方式上，數據上報周期長，過程費時費力，數據查詢與統計不直觀，未實現精細化的管理[2]，也沒有建立長效直觀的辦公用房管理機制。在空間展示上，三維模型數據量大，網絡傳輸速度慢[3]。現在我們通過2.5維電子地圖來集成數字化技術、信息通信技術，開展建筑空間、智能設備、信息化軟件和一體化設計及應用，實現樓宇智能信息集成、設備優化控制和空間綜合管理[4]。以智慧型建筑及智能化管理推進辦公用房集中統一管理，準確實時掌握房間使用情況，提高工作效率，提升科學管理水平[5]。

1 智慧辦公區域管理平臺總體設計

本文將以2.5維辦公空間圖為主，進行發散式的收集與研究：資源的采集與綁定、空間關系的梳理、結構圖形化管理與維護、安全監控的布置與防護、安防設施的布置與維護、人力資源的分布與管理、資產設施的采集與管理、數據報表的分析與統計、工作效率的管理與安全、角色權限的分配與擴展、工作流程的安排與控制及軟硬件的組合與控制。

平臺的總體架構分為如圖1五個層級：數據管理層、應用支撐層、核心業務層、展現層及用戶層。數據管理層即底層的數據庫表;應用支撐層即API服務模塊，包括基礎數據模塊、權限管控模塊、網絡通訊模塊、工作流模塊、分析模塊、任務模塊等;核心業務層是指前端功能模塊，主要有工位信息、基礎數據、平臺維護及統計分析;展現層是首頁人工工作臺;用戶層是使用的用戶范圍，包括普通員工、企業管理員、二級單位管理員。

2 智慧辦公區域管理平臺研究

2.1 平臺技術路線

平臺設計采用B/S架構及前后端分離形式進行系統開發，提供獨立、完整的Restful API方案來進行各項業務的數據服務，逐步為各級業務平臺提供相應的技術支撐。

為滿足圖形化展示的各級需求，結合H5、D3、SVG技術，自主研發利用圖元分層管理實現的2.5維圖形化展示，將各部門、各單位辦公空間信息、人員信息、工位分布、樓內固定資產使用信息、附屬設施設備信息等直觀地反映在2.5維辦公平面圖上，形成比較完備的辦公用房信息管理系統。用戶可以查看到的各樓層、人員工位及辦公物品擺放等空間布局，并可以在視圖上進行相應的查詢、管理及統計分析，這樣可以全面、準確掌握 辦公用房的基礎信息及使用情況，方便辦公用房相關信息動態維護、調整、統計等管理工作，解決智慧樓宇中辦公空間管理的問題。

2.2 關鍵技術方案

2.2.1 2.5維電子地圖制作

將現有的CAD圖轉化為2.5維樓層平面圖，模型包括辦公家具及人員等內景展示，并增加辦公樓宇的設施設備等展示，將系統與智慧圖形管理軟件集成起來。2.5維電子地圖除了繼承二維地圖在數據分析和處理等方面的強大功能外，其直觀和真實的空間表現能力彌補了二維GIS圖形表現的局限性。

⑴ 空間數據收集整理

收集平面效果及外正面紋理數據和內部空間結構布局數據;對收集到的柵格數據（jpg、png為主）和矢量數據（dwg為主）進行復核與整理，形成帶有空間位置信息和樓層結構信息的辦公區域位置原始數據集合。

⑵ 實地資料查勘與復核更新

現場實地調查、勘測，對已有的各辦公大樓及其各樓層的結構數據逐一復核與更新，主要內容包括建筑物結構、房間結構、功能區位置、實際工位情況、辦公區域輔助設施情況（如水、電、風井、應急出口、樓道、茶水間、閘機、監控攝像頭等），以及墻體位置等。對樓層平面設計圖進行修正與更新，形成符合實際的空間數據資料。

⑶ 2.5維圖元樣式設計及方位標定

對智能管理系統平臺中的綜合界面進行設計，包含建筑物外觀紋理采集與渲染、辦公區域總體地圖設計制作;對辦公樓平面2.5維平面圖的符號設計以及素材渲染制作，包含員工、墻體、工位、辦公配套物品、樓梯、管道、洗漱間、茶水間、會議室等符號的2.5維設計、整體顏色與紋理的渲染以及不同方位視角的符號制作。

⑷ 2.5維樓層平面圖制作

基于BIM信息技術對每個樓層的布局按圖層及圖元進行分層分類的屬性管理，先將空間結構的圖元信息錄入到數據庫的記錄表中，前端再通過后臺拼接的JSON樹和對象的分類、坐標、傾斜度及名稱，完成樓層2.5維平面圖的動態加載。

2.2.2 可視化管理

⑴ 空間及設備可視化管理

① 地圖構建可視化管理：將圖形轉換成前端可讀文件格式，并提供地圖可視化數據構建、調整、權限等管理。

② 空間元素圖形符號化管理：按可視化場景要求，將所有空間元素進行統一圖形符號化，對所有可接入的內容進行選擇、切換、修改、定位等，提供資源掛接并進行地圖可視化顯示。并根據已定權限范圍，提供數據調整與修改。

③ 地圖數據導入導出：制定空間數據標準化方案，以備其他項目擴展。提供快速地圖重構及相關數據的導入導出等。

④ 固定資產可視化管理：將辦公桌椅、柜子及打印機等固定資產圖元與可視化數據進行綁定。

⑤ 設施設備可視化管理：將空調、攝像頭及門禁閘機等設施設備圖元與可視化數據進行綁定。

⑥ 安防設施可視化管理：將煙霧報警器、水管線路及消防器具等安防設施與可視化數據進行綁定。

⑦ 視頻監控可視化管理：提供攝像頭實時視頻流地址與可視化數據綁定。

⑵ 人員及工位可視化管理

人員及工位可視化：進行工位可視化屬性數據的管理及人員與工位的可視化數據綁定。

信息查詢：在搜索處輸入員工編號或多個信息條件限定進行查找搜索，顯示人員所在的樓層平面圖并將該工位標識高亮;在瀏覽查看樓層平面圖時，根據某個人員可查看員工基本資料、門禁授權信息。

人員及工位管理：由管理員申請員工綁定到某個工位上，根據人員的變化去調整，審批通過更新視圖。

2.2.3 設備系統集成

⑴ 門禁軟（硬）件的數據接入、授權、可視化及管理

通過對接數據庫結構記錄及調試硬件下發程序，集成已有的門禁系統軟件，完成信息查詢及授權管理。

門禁權限查詢：所有員工的基本資料及權限記錄保存在數據庫，可根據選擇人員查看其所具有的門禁資料，也可根據選擇辦公用房的編號查看其授權人員。

門禁授權審批：辦公用房管理人員根據辦公用房及人員的調度，對門禁權限進行調整，工位調度審批通過后，門禁與卡的權限數，據重新綁定，如有新增的門禁權限另外界面管理。

⑵ 人臉識別系統信息集成及設備部署

以現有OA系統人員信息為基礎，實時更新同步人員的照片及基礎信息，來完成統一的人臉識別信息集成。

人臉識別通行閘機：安裝部署通行的閘機，通過員工的人臉庫比對進行通行控制，人員庫與OA系統同步，員工人臉圖像未識別出的可在系統中更新。

人臉識別打卡與訪客：打造辦公通行區域授權管理、員工通行管理、人臉圍欄報警，并實現黑名單報警提示、非白名單報警提示等功能[6]。

食堂人臉識別刷卡：食堂刷卡機接入外設攝像頭，其人臉庫與人臉識別綜合管理平臺同步即可完成刷臉扣費服務。

⑶ 視頻監控及消防安防預警集成

攝像頭監控預警：在辦公監控攝像頭區域，安裝人臉比對機/人臉抓拍機，通過網絡接入內部局域網，搭配人臉識別服務器識別對比輸出識別結果，接入到辦公智能管理平臺實現業務陌生人安防報警通知。

消防預警與應急：通過物聯網接入火災自動報警系統[7]，并在樓宇的每一層裝上AP來對手機進行定位，在第一時間內將大樓的火災情況發送到內部人員的手機上給予可視化的通知提示[8]，標注消防設備的放置地點，并提供最佳應急路線的展示。

3 智慧辦公區域管理平臺應用

3.1 應用背景介紹

隨著長江勘測規劃設計研究院的發展，組織機構的壯大，目前已具有各類專業技術人員3000余人，下設職能部門10余個、專業單位20余個。在進行分配辦公用房、工位管理、家具管理、大樓維護管理及水電消防管理時，有大量數據統計和動態信息處理，動態管理的數據不能實時聯動更新共享，使得工作效率低下，容易出現失誤。

3.2 現階段成果

平臺以長江勘測設計院為試點，研究開發了智慧樓宇辦公智能管理系統。軟件其中主要功能如下：

如圖2空間信息展示功能是以2.5維可視化圖形展示辦公區域空間的人員、工位、公共資產、設施設備等信息，并利用圖元的結構樹進行分級展示控制。

如圖3門禁查詢界面及視頻管理功能是集成了辦公區域的門禁、攝像頭等三方設備管理系統，可實時查詢房間的門禁出入記錄及走廊視頻監控信息。

如圖4工位統計功能是按空間、單位、職級進行工位的統計與占用比分析，可以清晰的了解每個樓層及房間的工位使用情況。

4 結束語

在智慧城市、智慧街區的探索和建設背景下，樓宇智能化是建設和優化智慧城市必不可少的一環[9]。同時，依靠建筑智能化建立街區智能化的樓宇設備管理系統平臺是也必然的[10]。智慧樓宇辦公智能管理平臺將建筑內的各個子系統集成到統一圖形平臺上，實現可視化與數字化綜合管理過程的操作方式[11]。本研究采用的2.5 維電子地圖集三維模型與矢量于一體，其傳輸速度快，顯示效果好，更加豐富地表達了辦公區域空間信息，進一步展示了智慧樓宇建設的亮點，推動了樓宇管理數據可視化、信息化、集成化管理的全新轉變。

參考文獻（References）：

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[11] 高峻.基于BIM的智能樓宇管理系統設計與應用[J].科技創新與應用，2021（11）：112-114