1 BIM 发展概况

我国正处于城乡建设大规模快速增长时期，是建筑工程建设大国，每年新增的建筑面积约 20 亿 m2，且存在着管理模式粗放、集约化程度低、信息化水平、生产效率低等问题。信息化技术对促进建筑业转型升级、提高工程建设质量和效率、管理水平会产生积极影响。国外统计表明，在工程建设过程中，采用信息化技术的建筑企业，施工进度提高50%，施工质量提高 40% 以上，而施工设计费用和人力费用却分别减少 15%～30% 和 5%～20%。BIM 技术是综合虚拟建模技术、可视化技术和数字化技术的信息技术，提供了协同共享的信息平台，可对建设项目全寿命期信息进行高效管理，进而提高项目整体效益。近年来，在政府有关部门和社会各界的共同努力下，BIM 技术开始在我国大规模推广应用，取得了丰硕的实践与应用成果，但目前 BIM 技术的研究与应用主要集中在建筑规划、设计和施工等项目前期阶段。

第二类为采出程度较高的较新开发油田（如塔河、蓬莱19-3）和近期仍有重大发展的老油田（如华庆、安塞、靖安）。它们多分布于西北，一般开发难度偏大，如华庆、安塞、靖安为鄂尔多斯盆地的低-超低孔渗油田，塔河为非均质性极强的古风化壳岩溶储层，蓬莱19-3为海上稠油。第三类为采出程度较低的新开发油田，如姬塬、华庆的采出率分别为37.1%、13.4%，储量未动用率分别达24.0%、63.0%。不言而喻，其储产比都较高。上述第二、三类者虽开发难度大，但目前的开发技术日趋成熟，只要有足够投入，多具备持续上产的条件。它们能否持续高效开发对全国生产变化的趋势亦有很大影响。

实际上，从建筑全寿命期来看，运维阶段占据了 90%以上的时间和 80% 以上的建筑成本，但一直以来受传统“重设计轻运营”等建设模式影响，运维阶段技术研究与应用一直进展缓慢。整体而言，当前建筑运维水平落后，研究和追求更高效的建筑运维管理方式具有重要意义。近年来，我国房地产业形势发生了变化，用户对于建筑的质量、品质和服务水平要求越来越高，当前通过大量劳动力密集等落后管理方式显然难以满足需要。因此，提高运营维护的管理水平以及技术水平显得尤为重要。通过在运维管理中引入 BIM等信息技术，不仅可以满足用户的基本活动需求，还能实现设计、施工和运维等信息传递和共享，提高运营信息的全面性和准确性，将复杂建筑系统集成到可视化平台，降低对运营人员专业性要求及依赖程度，利用可视化功能提高运营管理效率。目前，国内外有关运维阶段的 BIM 应用，尽管在理论研究和项目应用层面均有一定数量的研究，但总体还处于探索研究阶段。

2 建筑运营阶段功能需求识别

2.1 运营阶段特征

建筑全寿命期即 BLM（全称Building Lifecycle Management）是指建筑工程项目从规划、设计到施工，再到运营维护，直至拆除为止的全过程。不同阶段对建筑的全寿命期影响程度不同。统计数据表明，以公共建筑为例，运行与管理费用约占全寿命期成本（LCC）总费用的 85%以上，而一次建设费用仅为 15%，可见加强运营阶段的重要作用。但对两阶段的受重视程度和技术、管理等资源投入存在较大差异。

工程结构很重要的两个部分——砌体结构和混凝土结构都会涉及钢筋的配置。对于单个构件，根据钢筋的强度要求和构造要求能很快地设计出钢筋的数量、大小和放置方式，但就整个工程来说，复杂的钢筋遍布整个建筑物，如果只是靠手工计算和绘制，其准确率是很难保证的。

（5）安全管理。利用三维模型的可视化及模拟功能，将原本主要由人工管理的隐蔽工程以三维可视化的形式直观的表示出来，实现对运维过程中可能危害人身、财产安全的突发事件进行预防管理，包括安防巡更、紧急逃生路线规划、火灾自动报警、应急联动等。

Optimization and evaluation of traffic organization in subway construction area based on TransCAD

整体上看，当前我国建筑运维管理信息化水平不高，主要采用人工手写记录的模式。此种模式不但容易发生记录不完整、错误的问题，记录一旦破损或丢失还会给记录人员增加较多的工作量，降低了工作效率。此外，目前建筑档案资料多以纸质形式进行记录，并由专业人员按一定的规则进行收集、整理。在建筑物日常经营活动中，特别是突发事件处理时，经常需要查找各类有用的信息，基本都是在档案室的大量纸质版图纸资料内手动寻找，既费时费力，又效率低下。

2.2 运维管理的内涵

运维管理是运营阶段维护管理的简称，在国际上多被称为设施管理。目前在国际上尚无一个被广泛认可的统一论述，但一些影响力较大的设施管理协会给出了不同的定义。如英国设施管理协会（BIFM）指出：设施管理是通过整合组织流程来支持和发展其协议服务来支持组织和提高其基本活动的有效性。国内关于运维管理就无权威定义。就其内涵来说，建筑运维管理主要是指在建筑运营阶段，通过整合建筑内人员、设施及技术等关键资源，充分提高建筑的使用率，降低运营成本，增加投资收益，并通过维护尽可能延长建筑的使用期而进行的综合管理。运维管理实际上包含运行维护和运行管理两个层面的活动，其中运行维护主要是维持建筑正常运转或基本功能所需的活动，而运行管理则强调通过人员、技术、管理等资源要素的投入实现建筑运行效果的动态提升。

2.3 现有运维管理存在问题

2.3.1 信息化水平相对落后

1.管理模式陈旧，难以满足规模化、产业化的现代畜牧业发展需要。一方面，随着我国市场经济逐步深化，散养户一年到头不但没有经济效益，而且抵御风险能力差，一旦出现生猪市场不景气就有可能亏本，这样就迫使农村很大一部分农民宁愿外出打工也不愿养猪，结果导致农村散养户锐减，传统的千家万户散养模式正在瓦解。另一方面，随着人们物质生活水平的日益提高，人们对肉类（在我国主要指猪肉）食品需求量不断扩大，现代生猪生产的任务愈来愈重，从而造就了越来越多的规模饲养户。

冰碛湖溃决的诱因与溃决机制是两个不同的概念，前者是指导致冰碛湖溃决因素，后者是指冰碛湖溃决洪水形成过程。溃决诱因主要有冰/雪崩、降水以及冰内湖水释放等引起的冰碛湖水位上升、冰碛坝内死冰消融、堤坝管涌扩大、地震等。Yamada在研究尼泊尔境内喜马拉雅山冰湖时，把冰碛湖溃决诱因分为外部诱因(如冰/雪崩、降雨、地震等)和内部诱因(如冰碛坝内死冰消融、管涌等)。许多冰湖往往是某一种诱因激发其他因素改变，或者多种诱因共同作用导致溃决。通过Richardson和 Reynolds等学者的分析可知冰崩和冰滑坡是冰碛湖溃决的主要诱因。

原来，汪建新“退贿交贿”，只是表面假象，而实际上却不是这样。就说徐某某那次行贿，汪在高调“退贿”的第五天，再次致电徐到办公室“坐坐”。这次徐带现金2万元，汪建新欣然收下。汪建新还组成分工协作的贪腐利益集团，自己成为“腐败公司老板”，以合伙人张某某的名义注资300万元，成立房地产开发公司。工作人员魏某以其授意用自身名义办理银行卡，专门为汪“理财”，为其进行经营性投资。汪建新利用职务之便，非法占有公共财物共计人民币371万多元，收受贿赂70万元，其滥用职权致使灌南县财政流失资金1436万元。

2.3.2 信息流转存在障碍

（1）标准化。结合运维管理需求，梳理不同运维对象的重点方面和共性内容，归纳各运维管理主要流程，实现运维管理工作流程标准化。

2.3.3 管理方式难以满足需要

随着建筑技术的进步和建设理念的转变，当前运维管理的对象、目标和要求发生了变化，仍然沿用传统运维管理方式难以满足实际需要。首先，建筑类型更加多样、系统形式更加复杂，体量和规模越来越大，仅依靠劳动密集的管理方式难以支撑运维需要。此外，近年来提出了绿色运营管理概念，不仅限于维持建筑正常运行或基本功能，运维管理需求和要求日益提高，当前多数运维单位并不具备相应能力，亟须从管理理念、管理方法、管理工具等方面变革。

2.3.4 建筑各系统集成度不高

随着科学、信息技术的飞速发展，建筑中设置的智能化系统已经成为建筑功能的重要组成部分，对人工的依赖度有所降低。目前已经建成建筑中虽然设置了众多智能子系统，但大多还是以弱电系统为主，这些子系统在建筑中是互不联系、独立运行的，各系统之间不会产生联动效应，致使监控、运行维护需要众多的人力财力。亟须在各系统之间搭建传递信息、互通有无的渠道，从而降低管理者的成本，实现资源利用的最大化。

Barrows描述了问题导向式的六大特点：1）学习是以学生为中心的，2）学习是在小型的学生小组中进行的，3）教师是促进者(facilitators)或者是向导(guides)，4）问题构成了课程设计的焦点和学习的刺激点，5）出现的问题是提高解决问题技能的必要途径。6）通过自我导向的学习获得新信息。

3 建筑运维可视化平台功能需求

3.1 建筑运维管理的目标

为解决建筑运维管理过程中的突出问题，将 BIM 等信息化技术应用于运维管理中，重点实现如下 4 目标。

依照我国建筑工程建设惯例，建设单位统筹整个建设过程，建筑工程设计、施工、运维等环节分别由不同主体实施，不同阶段被割裂开来，得不到有效协同和整合，不同阶段建设工程信息容易形成孤岛，信息流转存在障碍。此外，运营阶段依赖是各个阶段信息的集成，不同环节的信息流，建筑项目管理过程中，各个阶段参与方都以当前阶段为主体目标，使得项目信息的共享交互具有典型的阶段性，难以在全生命周期内流通，导致各个参与方的信息孤岛，难以有效的沟通。

（2）可视化。利用 BIM 等建模技术，构建三维建筑模型，结合运维管理需求，将三维模型辅助运维管理过程，实现运维管理过程的可视化。

（3）集成化。梳理并整合当前主要智能系统架构，统一开发模式、运维对象、运维操作，将主要独立子系统集成到运维平台中，实现管理系统集成化。

（6）环境管理。主要利用三维模型模拟功能，对室外风、光、热环境动态模拟，指导室外活动情况，将设置有土壤湿度感应器、雨水关闭装置的节水灌溉系统集成到运维管理平台，根据天气、温度、湿度等信息对绿化灌溉节水控制。将一氧化碳浓度监测、污染物浓度监测等集成到运维平台中形成联动控制。

3.2 建筑运维平台的功能

针对建筑运维管理的范畴，要实现运维管理目标，运维平台重点包含以下几个功能。

土建施工在建筑工程中占据主要位置，影响着工程的进展与质量。因此，对土建施工现场进行良好的管理，利用更加先进的管理手段和方法，运用科学有效的技术手段和相应的管理策略，保证工程的施工效率和质量之间的相互协调，并将这些管理制度落实到实处，才能保证施工质量管理目标得以实现。

1.2.3 集中学习 配置专门的学习教室，晚上集中学习理论、临床技能，医教科负责考勤。转变传统的知识本位、学科本位的住培观，倡导能力本位、以人为本的培训理念[7]。学习形式有自习、互相交流、互相为练习对象进行临床技能的操作练习。请专业的培训老师授课，重点是进行临床病例分析的练习，对病例进行全面客观的分析，避免局限在本院产科、妇科和儿科的固有思维。

（2）维护管理。将建筑物设备信息台账进行信息化存储，利用手持式移动设备报修和平台实时监控报修两种方式采集故障信息，将故障信息在三维模型展示，快速调用设备信息台账，实现对建筑物进行维护维修的管理，包括对设备的原始设备信息、检修周期、养护记录、清洁周期、到期需要更换的设备部件信息的管理。

（3）能耗管理。将计量网络图融入三维建筑模型中，建立三维计量网络模型，结合空间管理信息，对计量区域通过不同色阶区分。将能耗监测数据集成到模型中，实现计量可视化的能耗管理，包括对建筑物分区、分楼栋、分户或分项所消耗的水、电、天然气等监测管理。

（4）设备监管。建立设备、设备间三维模型作为空间位置信息，将位置信息、实时监控集成到运维平台中，以便实现对设备的搜索、查阅、定位、运行控制功能。主要包括设备运行和设备控制两个方面，实现对设备的实时运行状态的监测，确保设备故障状态及时被发现。

由于在规划、设计等建设阶段决定了资源节约、环境协调、可持续发展的建筑运营目标，建设阶段的技术研发和投入一直以来成为各方关注的重点。近年来随着绿色建筑理念的深化发展，建筑在规划设计时，更加注重全寿命期内的功能匹配、寿命协调和费用平衡，开始针对运营阶段目标和要求加大技术研发和投入。建筑在竣工验收完成并投入使用后，即开始进入运营阶段，运营阶段是建筑全寿命期中时间最长的一个阶段，此时主要是基于项目特点和运营现状，通过各种人力、技术、管理等资源要素投入，确保设计或运营目标的实现，改善和提高运营管理的水平和效率。

（4）智能化。充分运用和发挥自动控制、人工智能等领域的技术成果，提高运维效率，减少对人工的依赖程度，实现运维操作智能化。

（1）空间管理。将建筑空间动态使用情况输入运维平台予以系统化、信息化，再将运维信息反馈到建筑平面图纸和三维建筑信息模型中，实现对建筑物空间的使用管理，包括空间分配、人员管理、空间规划、设备位置管理、租赁管理、统计分析、三维 BIM 可视化展示等。

（7）资产管理。资产管理主要是利用运维平台的信息化功能，对建筑物及其附属设备、设施建立数据库进行经营管理，用于对资产信息台账、查询和展示、资产统计的管理，包括数量管理、折旧管理、状态管理、报表管理等。

4 建筑运维可视化平台实现路径

4.1 总体架构

针对上文的分析，运维可视化平台的总体架构，如图1 所示，包括应用层、平台支撑层、数据层和基础设施层 4个层次，实现多种功能的集成，相互形成一个有机的整体。

  

图1 可视化平台总体架构图

应用层是平台直接面向用户的应用部分，主要功能都集中在该层，包括空间管理、维护管理、能耗管理、设备监管、安全管理、环境管理和资产管理。平台支撑层是整个运维平台应用的支撑平台，其强大的数据处理能力可将数据层信息高度集成与对象化。具有定制开发能力，用户可根据运维需求对应用层扩展，主要包括三维模型支撑平台、设备网管平台及其他控制平台等。数据层是整个运维平台的数据来源基础，将采集到的分布式、跨平台、实时原始数据，通过再利用与组织将其集成到运维平台中，数据信息包括 BIM模型数据、设备运行数据、能耗监测数据、运营维护数据、资产信息等。基础设施层是应用层、平台层和数据层的基础，提供基础软硬件支撑，是运维平台正常运行的保证基础，为运维平台运行的实时数据。通过建筑内基础网络将数据上传，主要包括操作系统、存储系统、网络系统、灾备系统等。

4.2 实现路径

结合建筑运维管理目标和需求，利用 BIM 等信息技术实现运维平台，具体实现路径如下。

（1）由平台设计开发单位组织对项目的运维现状及运维管理需求进行调研。

（2）根据项目运维现状及需求调研结果，从 BIM 模型与功能要求两个方面归纳关键内容：一是建筑信息模型中所需体现的运维管理信息，明确建模的深度、精度和要求；二是运维平台的运维管理功能需求，作为平台设计和开发的目标。

（3）在平台开发过程中，一方面，要求模型制作单位根据建模的深度和要求进行建模，保证模型精度和质量要求；另一方面要求系统设计开发单位严格按照平台功能需求进行整体设计与开发。

（4）平台测试、交付及维护，开发工作结束后，由开发人员从 BIM 模型调取、各功能联动情况等方面，对平台相应功能模块展开测试，并对运维人员展开使用培训，并做好交付及平台维护工作。

5 结 语

从建筑运维阶段特征、现状及现实问题出发，探讨在BIM 等信息技术支撑下，挖掘建筑运维管理的目标和功能需求，提出构建建筑运维平台的总体架构及实现路径。这是对于 BIM 技术应用于建筑运维管理过程的一次积极探索与尝试。通过运维可视化平台，不仅可以维持建筑基本功能属性，满足用户的基本活动需求，利用可视化辅助管理过程提高运营管理效率，还能实现不同阶段、不同平台、不同主体间信息传递和共享，提高运维信息的全面性和准确性。与传统二维平面管理不同，三维可视化管理完全颠覆了传统方式，逐渐在建设阶段凸显重要价值，但在运维阶段关于可视化管理研究及应用还有待进一步研究与探讨，完全实现涵盖不同功能需求的可视化、智能化、集成化还有漫长的道路要走。

参考文献：

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[2]汪再军,李露凡.基于 BIM 的既有建筑运维管理系统设计及实施研究[J].建筑经济,2017,38(1):92-95.

[3]叶晶.信息技术在基于 BIM 的运维系统中应用的探讨[J].绿色建筑,2014(5):65-67.

[4]鞠明明,李少伟,周剑思,等.浅谈 BIM 融合入 IBMS 的建筑运维管理[J].绿色建筑,2015(1):48-50.