基于BIM技术的体育场馆建筑运维平台的开发与应用

彭昕

（湖南省建筑工程集团有限公司）

1 BIM运维概述

BIM(Building Information Modeling，即建筑信息模型）是以建筑工程的各相关信息数据为基础，运用数字信息仿真模拟建筑工程的真实信息，通过三维建筑模型，实现协同设计、工程管理、运维管理等功能。

BIM技术在体育建筑中的应用早有先例，如杭州奥体中心主体育场、西安体育中心一场两馆[1]等，上述例子主要集中于设计和施工阶段，旨在解决方案选择、复杂节点施工、进度成本管控等问题，鲜有涉及BIM运维领域的应用。

基于BIM技术的运维平台通过建立准确、完整以及可视化的数据模型，极大地简化了建筑的运维管理，实现效率提升、流程缩短和成本节约，并为未来智慧城市的发展提供先决条件。目前，BIM技术在大型公共建筑、医疗建筑及桥梁隧道等工程的运营中，有效解决了设备维护、能源控制等问题。由此，将BIM技术引入体育建筑的运行维护中，实现大型体育建筑舒适、高效、节能运营，具有广阔前景。

2 基于BIM的场馆运维

大型体育场馆具有结构复杂、功能多样及设备繁杂的固有特点，同时，还具有赛事期间人流量大、设备物料高负荷运行，平常时段人流量低、设备负荷需求低的峰谷特性。目前，体育场馆运维智能化程度低，各个子系统孤岛运行，竣工资料标准不一、信息不全，运营维护主观随意性大、效率低下。

将BIM技术引入体育场馆的运营管理中，通过互联网、物联网、大数据等新技术的整合应用，以BIM模型为载体，实现信息数据在设计、建造、运维阶段的协同存储与无损传递，可有效解决传统运维管理与前期的“信息断流”和运维各子系统之间的“信息孤岛”问题，提升场馆建筑的管理品质和综合服务能力。

本文以耒阳市某体育馆综合运维平台为例，总结了基于BIM技术的场馆类建筑运维平台的设计及应用要点。

3 体育场馆运营管理案例分析

本项目从智能化深化设计阶段引入BIM技术，围绕设计、施工和运营展开一体化实施，最终通过基于BIM的场馆综合运营平台统一软硬件功能，实现功能集成。

3.1 平台构架

体育馆综合运营平台基于BIM+GIS（地理信息系统）+IBMS（智能建筑管理系统）+FM（设备、设施资产管理）体系框架设计，通过兼容、嵌套2种方式，集成智能楼宇自控系统、能源管理系统、售票及道闸控制系统等多个子系统，实现平台总览、能耗管理及设备设施等十大业务功能，并开发物业运维移动端口，为物业运维提供多维度一体管控平台，如图1所示。

3.2 平台特点

新设计的体育馆综合运营平台相对于传统物业管理来说主要实现了以下4大创新。

3.2.1 可视化空间管理

平台通过BIM模型实现建筑空间的三维查看，统筹管理场馆各功能房间的分布、使用状态和设备情况。

通过模型与门禁系统、设备设施系统、场地租借、智能停车等系统的联动，可三维显示场馆室内外区域分布，各房间的温湿度、二氧化碳浓度、空调启停等信息，功能用房租用情况，以及车位空闲等情况。

通过本平台，来访者可快速定位目的房间，工作人员可迅速了解室内环境，运营人员可直观查询场地租用、器械配置等情况，停车者可三维查找车位、反向寻车，如图2所示。

图2 空间管理界面展示

3.2.2 信息化设备设施管理

借助集成平台实现设备设施管理，主要包括设备设计、施工阶段的信息管理，设备运行阶段的数据管理2方面。

通过平台，在模型的设备构件中挂接设计参数、施工安装及厂家信息等信息，实现设计、施工全过程的数字化交付，改变传统设备设施数据管理错漏遗失、难以追溯等问题，实现责任到人、有迹可循的精细化管理。

图1 体育馆综合运营平台功能框架图

在设备运行时，平台通过物联网末端提取水、空调、照明等系统的实时参数，形成场馆运行数据库。平台支持建筑整体、单专业、系统、楼层及单设备的多层级参数查看，通过能源换算形成建筑能耗数据，得到运营规律及指标限制，优化机电系统的全年起停运行、单设备设施的启停运行及负荷状态，如图3所示。

图3 机房设备设施管理界面展示

3.2.3 定制化赛事运营管理

平台针对体育场馆活动、赛事需求，定制开发三维化赛事运营管理功能，包括场馆租借、活动售票和场景控制等功能。

平台可统计赛事、汇演、体育用房的租借时间以及场次，合理安排活动周期，也可查询指定条件下某场地的租借及器械情况，从而提高运营效率。

在主篮球赛场开发三维售票功能，从票务系统中提取售票信息挂接模型，可在模型中查看座位数、售票数、销售率等数据，也可通过色块查看售票座位分布及单个座位销售状态等，最终通过大数据分析优化票价定制、区域划分。

此外，开发场景管理功能，平台集成灯光、空调、闸机、广播等多系统物联网末端，根据管理要求预制不同调控模式，实现比赛、文艺公演、平时等多场景室内温、声、光环境的一键切换，通过模式化管理，提升运营品质，如图4所示。

3.2.4 多维度公共安全管理

图4 赛事票务管理界面展示

本体育场馆包含运动员用房、新闻媒体室、运营办公室等众多功能分区，而大型公众活动期间人员繁杂、人流量大，需同时保障管理运营高效及公众人身安全。

活动前期，平台提取场馆出入口闸机数据，对单位时间的进出人数进行分析，当场馆人流密度超过规定限值时平台预警，及时调整闸机数量或开闭时间，从而消除隐患。

活动期间，平台集成视频监控、入侵报警、门禁控制等子系统，通过汇总界面快速响应各类预警信息并可远程查看报警现场情况，实现多重安全防范保障。

活动后期，为预防踩踏等突发事件，将应急预案的流程及设备联动控制与三维地图结合并内置到平台模型中，通过场馆内终端设备演示三维模型各区域人员疏散路径，多维度保障公共安全，如图5所示。

图5 紧急疏散管理界面展示

4 场馆BIM运维优势

1）提高场馆现有系统应用水平、软硬件搭配挖掘价值

体育馆综合运营平台集成各智能化系统，开发跨系统的交互功能，实现场馆运维的联动控制，对运行关键指标智能化分析，进而优化系统控制参数。在不增加硬件投资的基础上，满足高品质、低能耗的运行需求。

2）强化体育场馆运营管控能力，创新管理模式

体育馆综合运营平台结合赛事管理需求，定制开发赛事管理功能。该功能通过BIM模型统一业务及数据，以信息协同的工作模式做到责权分明、任务到人，有效提高场馆运营效率，降低对工作人员的专业要求，创新业内信息化管理模式。

3）实现场馆数字化交付及运营，助力智慧城市战略实施

本体育馆以BIM模型为基础，挂接设计、施工、运营全流程的信息，高度集成智能化子系统，实现本项目整体数字化交付及运营，树立我国体育场馆全新交付、运营模式，为国家智慧城市的战略发展提供基础数据。

5 下阶段工作方向

5.1 数据集成的标准化模式

运维平台涉及的标准化工作包括2方面：BIM模型标准化及物联网、互联网接口标准化。目前，通用的数据标准有IFC、COBie和OmniClass，分别由国际协作联盟（IAI）、美国BIM标准和OmniClass编委会制定，但我国缺少此类标准与建筑业实际情况的应用研究。下阶段将在本场馆模型轻量化的基础上固化成果，形成系统划分、设备命名和轻量化处理等标准化建模手册，保障BIM模型在不同阶段的适用性，以便模型与集成平台顺利对接。物联网、互联网接口标准化则应综合考虑，选择通用性强的协议接口，完善软硬件协同应用模式。

5.2 数据监测与动态评价

体育场馆综合运营平台可实时监测、储存过程数据，形成智能建筑数据库。下阶段将运用大数据技术，建立数学模型，对建筑全年能耗、设备启停、故障概率、使用需求、场景设置及人流疏散等情况统筹分析，实现建筑运维的自动预警和动态纠偏。

6 结语

自2014年，国家提出智慧城市的总构想，作为城市的重要组成部分，建筑的数字化交付和信息化运营是不可或缺的基础。本项目中，体育场馆运维探索将为BIM技术在运维阶段的综合应用提供基础数据，为大型公共建筑全生命周期的信息化建设提供实践经验，最终助力智慧城市的全面实现。