基于BIM和IOT的防护设备全生命周期综合管理平台研究

胡鹏飞，常甲兴，刘权

（上海地空防护设备有限公司）

1 引言

2015年6月16日，住房城乡建设部发布了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》（建质函〔2015〕159号），指导意见指出信息化是建筑产业现代化的主要特征， BIM是建筑业信息化的重要组成部分。《上海市人民防空建设发展“十三五”规划》（社会公开版）发展目标指出，积极推进智慧民防建设，开展建筑信息模型技术在民防工程建设管理中应用的关键技术研究，构建基于建筑信息模型技术、物联网技术的民防工程运管平台。

目前，防护设备厂商应用于日常运营管理中的各种方式信息化程度较低，主要以人力管控为主，人力管控任务重、压力大、效率低的缺点十分明显。上海地空防护设备有限公司是国家人防办首批定点生产地下工程防护、防化设备的专业生产厂家，承接上海多条地铁线路、过江隧道及部队工程的防护设备供应业务。为响应上海市民防工程建设管理信息化要求、顺应互联网时代信息化发展潮流、保证公司处于行业领先地位，与解放军理工大学国防工程学院人防工程教研中心、上海市地下空间设计研究总院有限公司协作，以BIM技术和IOT技术为基础探索防护设备厂商管理平台的搭建，填补行业内供应商BIM应用的研究空白，并有效地将防护设备厂商BIM应用纳入人防工程全生命周期BIM应用体系内。

2 技术路线

BIM是一种建筑的信息化表达技术，更是一种建设项目全生命周期管理技术。通过BIM技术整合信息，在项目策划、实施、运行和维护过程中实现项目信息共享和传递，使管理决策人员和工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，为各单位协同工作提供基础，快速解决施工问题，开展风险管理[1]。

基于BIM建模软件Autodesk构建防护设备族库，族库中每个防护设备的三维表达及二维表达均应符合国家、行业现行文件、规范和图集标准，使得族库中每个防护设备既可应用于二维出图，亦可用于三维展示。集成防护设备各阶段数据，竣工后形成完整数据库，便于查看设备的各种信息，如生产日期、维护情况、生产厂家等[2]。基于防护设备的BIM应用管理平台如图1所示。

图1 防护设备BIM管理平台

IOT为物联网，是通过各种信息传感设备，让所有的物品都与网络连接在一起，物物相连，互联互通。其中，无线射频识别（RFID）是IOT中一项核心技术，通过装置在物体上的电子标签、传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，赋予物体智能[3]。

根据形式不同在防护设备中植入电子标签或粘贴二维码，建立基础数据采集层。作为监管对象的识别码，每个设备建立一个唯一的ID，可以将各种信息，涵盖型号、位置、生产日期以及验收日期等，写入电子标签，构建成基础信息节点，这些信息通过IOT技术搭建信息桥梁与BIM平台实现数据交互，实现防护设备的全流程信息追踪和溯源，基于IOT的系统组成如图2所示。

图2 BIM和IOT交互系统

基于BIM技术和IOT技术，开发的防护设备全生命周期综合管理平台，包含原材料管理、生产管理、产品管理、施工安装排班等几个方面，涉及防护设备的生产、运输、安装及维护等环节，形成信息化管理系统，有效管理原材料、成品、器械和人员，并可与人防工程BIM应用系统对接。

3 平台搭建

防护设备全生命周期综合管理平台分为PC端管理平台和移动端管理平台2部分。PC端管理平台主要应用于数据存储、日常管理、总体协调、构件信息赋予等，移动端管理平台数据传输通过GSM（全球移动通信系统）、3G（第三代移动通信技术）等公网形式，数据传输具有安全措施及保密级别，用于项目浏览、族库浏览、信息采集等。依据施工计划和实际进展，建立“已建”“在建”和“延误”等模型形象，可以直观地展示施工进程，检查和优化施工安排计划，帮助施工人员理解防护设备施工方案的要求，避免信息传递延误或错误带来的损失，确保施工进度。在物料管控方面，通过PC端管理平台将原材料和造价信息等结合起来，可以监测各个生产环节的工程消耗和材料使用情况。

通过BIM技术和IOT技术，整合全厂各类监管需求，从而构建数字化、智能化、高效化综合管理平台，通过构建防护设备族库，填补BIM技术在人防工程全生命周期应用中供应商环节的空白。有效地提高自身的管理能力和效率，与工程建设其他参与方的沟通也产生积极影响，广泛应用后将产生巨大的经济效益。

4 结语

与相关单位合作进行的基于BIM和IOT的防护设备全生命周期综合管理平台的开发，可应用于防护设备厂商日常的生产管理，项目管理，产品、机械、人员调度管理，与BIM信息模型数据传递等方面相比，适用面较宽。在开发过程中，对民防工程、地铁工程建设及防护设备生产安装进行更进一步的理解和把握，对BIM技术和IOT技术在民防工程中的应用做出大量的积累，在此向同行分享技术、管理经验，共同实现防护设备在民防工程中的信息化管理。