杨宝明:基于BIM的物联网前景——智慧建筑

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杨宝明:基于BIM的物联网前景——智慧建筑

摘要: 当前，我国智能建筑的发展呈现以下特点和问题。1.单系统的数据采集与管理在许多所谓的“智能建筑”中，各系统是相对独立的，无法联动，导致所谓的智能建筑其实并不足够智能。各个系统独立采集数据，进行独立管理。2. ...

当前，我国智能建筑的发展呈现以下特点和问题。 1.        单系统的数据采集与管理 在许多所谓的“智能建筑”中，各系统是相对独立的，无法联动，导致所谓的智能建筑其实并不足够智能。各个系统独立采集数据，进行独立管理。 2.        位置能力很弱 位置是互联网Web2.0时代的一个重要概念。建筑运营位置数据尤其重要，能拜确定位什么地方水管爆了，是什么位置发生了火情，是什么地方煤气管坏了，什么地方的重要资产被非法移走，保安在什么位置，什么位置是哪一家商家(商业地产)，摄像头的影像反映什么位置的情况。这些都是位置数据和位置管理问题，现在的智能建筑还无能为力。 3.        物业运行缺乏有效性和高效率 智能建筑还没有集中所有运营数据的数据中心，也不能一下调出和集中显示建筑物某一位置的所有运营数据，如温度、湿度、空气物质参数、照明、声音等。 建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)技术将建筑物空间位置完全数据化，可以轻松标明整个建筑内各类数据发生的位置。而物联网技术将各种建筑运营数据通过传感器收集起来，并通过互联网实时反映到本地运营中心和远程用户手上。基于BIM技术和物联网技术的智慧建筑将解决所有以上问题。 物联网在楼宇智能管理、物业管理和建筑物的运行维护方面将发挥更大的作用。仅从建筑物外表不可能了解其真面目，因为有许多管线都是隐蔽在楼板和墙体中，众多开关阀门遍布建筑物的各个角落。如果没有图纸，要找到某个阀门几乎是不可能的，特别是对一些复杂结构的建筑。而图纸一般都保存在档案馆内，要去查阅的话手续是极为麻烦的。那么，有什么好的办法实现对楼宇内相关物体的即时查找和定位?只有把建筑物数字化，建立BIM，才能实现更有效的管理。 BIM是物联网应用的基础数据模型，是物联网的核心和灵魂。正如BIM是ERP基础数据一样，物联网应用不能脱离BIM。没有BIM，物联网的应用就会受到限制，就无法深人建筑物的内核。因为许多构件和物体是隐蔽的，存在于肉眼看不见的深处，只有通过BIM模型才能一览无遗，展示构件的每一个细节。这个模型是三维可视和动态的，涵盖了整个建筑物的所有信息，然后与楼宇控制中心集成关联。在整个建筑物的生命周期中，建筑物运行维护的时间段最长，所以建立建筑信息模型显得尤为重要和迫切。建筑信息模型目前在设计阶段应用较多，却还没进人建造和运维阶段的应用，但一旦在建造和运维阶段得到应用就将产生极大的价值。 BIM与物联网二者的结合，将智能建筑提升到智慧建筑的新高度，开创智慧建筑新时代，是建筑业下一个重要发展方向。 “物联网”概念的问世，将彻底颠覆之前的传统思维方式。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开，一方面是建筑物、公路等，另一方面是数据中心、网络等。而在“物联网”时代，把感应器等芯片嵌人和装各到铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、电网、大坝、油气管道、钢筋混凝土、管线等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合为统一的基础设施，实现人类社会与物理系统的整合，达到对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制的目的。物联网就是把物体数字化。在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活等方方面面。 最新的IT技术(特别是BIM技术)和物联网技术的发展，将推动建筑的革命性升级。智慧建筑将掀开人类建筑史新的篇章。物联网的技术将会对其产生变革性的深远影响，将改变现有建筑智能化技术和产品的基本架构，且使建筑智能化实现系统大融合。现有建筑智能化以5A(楼控系统BA、安全防范系统SA、消防系统SA、通信自动化CA、办公室自动化oA)独立系统做分类，且系统之间难以相互兼容。在可预见的两三年内，这样的状况会发生巨大变化，未来建筑智能化系统将会出现以物联网技术为核心、以功能做分类、相互通信兼容为主要特点的建筑“智慧化”大控制系统。 此类系统将会具有以下的主要特点。 (1)完全呈现物联网的整体架构，并且最上层以云计算技术实现整体的管理和控制。 (2)感知层将会由各类网络传感器组成，包括楼控系统中的所有传感器、行业认知的摄像头、红外辐射传感器、各类门禁传感器、智能水电气表、消防探头等全部将以网络化结构形式组成建筑“智慧化”大控制系统的传感网络。 (3)网络层将由传输媒介和IP功能控制器组成，通俗地说就是以综合布线系统作为传输介质，通过物联网标准的通信协议将感知层信号传递给相应的IP功能控制器。 通信方式包括无线、有线、3G、GPRS、蓝牙等。通信协议可兼容现有控制协议BACnet、Lonworks、Modbus、Gbus、(PC、R⒏ 485等，但其将逐步被IT领域的标准协议部分或全部取代，包括TCP/IP、0BIX、Sedona、XML、SNMP、XML、HTTP、FTP和新一代M2M通信协议。 IP功能控制器将逐步实现标准化和通用化，内部结构将高度趋同，仅仅是根据功能需求、应用环境、使用习惯的不同呈现不同外观结构。具体的发展将会经过类似个人、电脑(PC)的发展历程。 (4)应用层将由集中管理和分散应用的功能软件组成，仍旧符合“集散控制原则”。功能软件决定着IP功能控制器的应用范围和控制功能，并且能够在同一个管理款件层面实现不同功能控制需求，实现大融合的集成控制模式。 (5)建筑级别的大容量现场存储设备，包括大量历史数据存储设备(现主要是建筑能耗采集服务器、存储服务器和分析服务器等)、视频存储设备(现主要是硬盘录像机等)将会逐步被网络备份系统——“云存储”平台替代。        (6)云计算作为最上端的集中管理和控制平台，实现建筑群的整体管控功能，运吊“集散控制”原则将单栋建筑的“小集散控制”系统扩展至建筑群的“大集散控制”系统，使建筑群整体的传感单元(感知层的传感器)、控制单元(应用层的IP功能控制器和功能控制软件)、执行单元(应用层的IP功能控制器和现场执行设备)、反馈单元(感知层的反馈机构和传感器)组成大控制回路，实现建筑群的大闭环控制和管理。

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