基于BIM和IOT的防護(hù)設(shè)備全生命周期綜合管理平臺研究

胡鵬飛，常甲興，劉權(quán)

（上海地空防護(hù)設(shè)備有限公司）

1 引言

2015年6月16日，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)建筑信息模型應(yīng)用的指導(dǎo)意見》（建質(zhì)函〔2015〕159號），指導(dǎo)意見指出信息化是建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的主要特征， BIM是建筑業(yè)信息化的重要組成部分。《上海市人民防空建設(shè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（社會公開版）發(fā)展目標(biāo)指出，積極推進(jìn)智慧民防建設(shè)，開展建筑信息模型技術(shù)在民防工程建設(shè)管理中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)研究，構(gòu)建基于建筑信息模型技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的民防工程運(yùn)管平臺。

目前，防護(hù)設(shè)備廠商應(yīng)用于日常運(yùn)營管理中的各種方式信息化程度較低，主要以人力管控為主，人力管控任務(wù)重、壓力大、效率低的缺點(diǎn)十分明顯。上海地空防護(hù)設(shè)備有限公司是國家人防辦首批定點(diǎn)生產(chǎn)地下工程防護(hù)、防化設(shè)備的專業(yè)生產(chǎn)廠家，承接上海多條地鐵線路、過江隧道及部隊(duì)工程的防護(hù)設(shè)備供應(yīng)業(yè)務(wù)。為響應(yīng)上海市民防工程建設(shè)管理信息化要求、順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代信息化發(fā)展潮流、保證公司處于行業(yè)領(lǐng)先地位，與解放軍理工大學(xué)國防工程學(xué)院人防工程教研中心、上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院有限公司協(xié)作，以BIM技術(shù)和IOT技術(shù)為基礎(chǔ)探索防護(hù)設(shè)備廠商管理平臺的搭建，填補(bǔ)行業(yè)內(nèi)供應(yīng)商BIM應(yīng)用的研究空白，并有效地將防護(hù)設(shè)備廠商BIM應(yīng)用納入人防工程全生命周期BIM應(yīng)用體系內(nèi)。

2 技術(shù)路線

BIM是一種建筑的信息化表達(dá)技術(shù)，更是一種建設(shè)項(xiàng)目全生命周期管理技術(shù)。通過BIM技術(shù)整合信息，在項(xiàng)目策劃、實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)過程中實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目信息共享和傳遞，使管理決策人員和工程技術(shù)人員對各種建筑信息做出正確理解和高效應(yīng)對，為各單位協(xié)同工作提供基礎(chǔ)，快速解決施工問題，開展風(fēng)險(xiǎn)管理[1]。

基于BIM建模軟件Autodesk構(gòu)建防護(hù)設(shè)備族庫，族庫中每個防護(hù)設(shè)備的三維表達(dá)及二維表達(dá)均應(yīng)符合國家、行業(yè)現(xiàn)行文件、規(guī)范和圖集標(biāo)準(zhǔn)，使得族庫中每個防護(hù)設(shè)備既可應(yīng)用于二維出圖，亦可用于三維展示。集成防護(hù)設(shè)備各階段數(shù)據(jù)，竣工后形成完整數(shù)據(jù)庫，便于查看設(shè)備的各種信息，如生產(chǎn)日期、維護(hù)情況、生產(chǎn)廠家等[2]。基于防護(hù)設(shè)備的BIM應(yīng)用管理平臺如圖1所示。

圖1 防護(hù)設(shè)備BIM管理平臺

IOT為物聯(lián)網(wǎng)，是通過各種信息傳感設(shè)備，讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，物物相連，互聯(lián)互通。其中，無線射頻識別（RFID）是IOT中一項(xiàng)核心技術(shù)，通過裝置在物體上的電子標(biāo)簽、傳感器、二維碼等經(jīng)過接口與無線網(wǎng)絡(luò)相連，賦予物體智能[3]。

根據(jù)形式不同在防護(hù)設(shè)備中植入電子標(biāo)簽或粘貼二維碼，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集層。作為監(jiān)管對象的識別碼，每個設(shè)備建立一個唯一的ID，可以將各種信息，涵蓋型號、位置、生產(chǎn)日期以及驗(yàn)收日期等，寫入電子標(biāo)簽，構(gòu)建成基礎(chǔ)信息節(jié)點(diǎn)，這些信息通過IOT技術(shù)搭建信息橋梁與BIM平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)防護(hù)設(shè)備的全流程信息追蹤和溯源，基于IOT的系統(tǒng)組成如圖2所示。

圖2 BIM和IOT交互系統(tǒng)

基于BIM技術(shù)和IOT技術(shù)，開發(fā)的防護(hù)設(shè)備全生命周期綜合管理平臺，包含原材料管理、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品管理、施工安裝排班等幾個方面，涉及防護(hù)設(shè)備的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝及維護(hù)等環(huán)節(jié)，形成信息化管理系統(tǒng)，有效管理原材料、成品、器械和人員，并可與人防工程BIM應(yīng)用系統(tǒng)對接。

3 平臺搭建

防護(hù)設(shè)備全生命周期綜合管理平臺分為PC端管理平臺和移動端管理平臺2部分。PC端管理平臺主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲、日常管理、總體協(xié)調(diào)、構(gòu)件信息賦予等，移動端管理平臺數(shù)據(jù)傳輸通過GSM（全球移動通信系統(tǒng)）、3G（第三代移動通信技術(shù)）等公網(wǎng)形式，數(shù)據(jù)傳輸具有安全措施及保密級別，用于項(xiàng)目瀏覽、族庫瀏覽、信息采集等。依據(jù)施工計(jì)劃和實(shí)際進(jìn)展，建立“已建”“在建”和“延誤”等模型形象，可以直觀地展示施工進(jìn)程，檢查和優(yōu)化施工安排計(jì)劃，幫助施工人員理解防護(hù)設(shè)備施工方案的要求，避免信息傳遞延誤或錯誤帶來的損失，確保施工進(jìn)度。在物料管控方面，通過PC端管理平臺將原材料和造價(jià)信息等結(jié)合起來，可以監(jiān)測各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工程消耗和材料使用情況。

通過BIM技術(shù)和IOT技術(shù)，整合全廠各類監(jiān)管需求，從而構(gòu)建數(shù)字化、智能化、高效化綜合管理平臺，通過構(gòu)建防護(hù)設(shè)備族庫，填補(bǔ)BIM技術(shù)在人防工程全生命周期應(yīng)用中供應(yīng)商環(huán)節(jié)的空白。有效地提高自身的管理能力和效率，與工程建設(shè)其他參與方的溝通也產(chǎn)生積極影響，廣泛應(yīng)用后將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

與相關(guān)單位合作進(jìn)行的基于BIM和IOT的防護(hù)設(shè)備全生命周期綜合管理平臺的開發(fā)，可應(yīng)用于防護(hù)設(shè)備廠商日常的生產(chǎn)管理，項(xiàng)目管理，產(chǎn)品、機(jī)械、人員調(diào)度管理，與BIM信息模型數(shù)據(jù)傳遞等方面相比，適用面較寬。在開發(fā)過程中，對民防工程、地鐵工程建設(shè)及防護(hù)設(shè)備生產(chǎn)安裝進(jìn)行更進(jìn)一步的理解和把握，對BIM技術(shù)和IOT技術(shù)在民防工程中的應(yīng)用做出大量的積累，在此向同行分享技術(shù)、管理經(jīng)驗(yàn)，共同實(shí)現(xiàn)防護(hù)設(shè)備在民防工程中的信息化管理。