BIM 技术在图书馆运维管理中的应用＊

高新傲，王 佳，2

（1.北京建筑大学电气与信息工程学院，北京100044；2.建筑大数据智能处理方法研究北京市重点实验室，北京100044）

图书馆是广大师生学习和研究的重要场所，其中收藏了数以百万的图书资料。每天都为上千名师生、行业人员提供图书资料查询、阅览和借阅等服务。图书馆具有体量大、设备多、建筑复杂等特点，保障图书馆安全稳定运营，给管理工作人员带来了极大的挑战。

BIM 是建筑工程领域最有前景的技术之一，为用户提供了一个在数字化三维环境中检索、分析和处理建筑信息的平台，促进和改变了设施的运营和管理模式。例如，晏源等人[1]将BIM 技术应用于市政综合管廊的运维管理中，以使运维、管理与维修便捷化，李铁纯等人[2]构建了一种基于BIM 的建筑设备运维管理平台，提高了设备运维管理效率。由此可见，将BIM 技术应用于建筑设备设施运维管理中，有助于提高管理效率，降低管理成本。

传统的图书馆运维管理依靠纸质档案、平面示意图等，导致工作效率极低。并且由于图书馆规模庞大，导致管理人员对图书馆中的建筑、管线、设备等情况认知不清，容易出现管理难，维护难等问题。因此，本研究旨在通过BIM 技术，打造一个真实可靠的数字化图书馆，并以三维可视化方式展示到web 端。帮助管理人员全面地了解图书馆中的设备设施和建筑结构，为之后的运维工作提供直观可靠的依据。帮助维护人员快速获取到所需的设备设施信息，进而提高图书馆运维管理效率，降低成本。

1 BIM 在运维管理中的应用

BIM 在建筑全生命周期中为设备管理和运营提供准确的数据，实现协同管理。国内外很多专家学者已经将BIM技术应用于设备管理中。PISHDAD-BOZORGI 等人[3]讨论了BIM 在设备管理中的理论应用，并提出了在设备管理中使用BIM 的未来研究框架。TANG 等人[4]指出BIM 和物联网的集成为应用程序提供了强大的范例，提高了建筑的运营和管理效率。FARGNOLI 等人[5]提出了将基于BIM 的产品服务系统应用于建筑设备管理中，减少了设备不可用时间，降低了成本，提高了用户的满意度，同时增强了产品服务参与者之间的信息交换。NATICCHIA 等人[6]提出将BIM 技术应用于设备管理中，能够更好地理解用户执行的操作，以减少错误，提高效率和生产力。HOSSAN 等人[7]提出了将BIM 技术应用在已建成的设施管理中，有助于设施的运营、维护、保养和维修，从而节省运营成本和时间。CHEN 等人[8]将BIM 应用于设施维护工作中，提出了一种基于BIM 的框架，用于自动生成维护工单，提高了工作效率，降低了设施维护管理的成本。综上，将BIM 技术应用于建筑的运维管理中，已成为研究的重点，并取得一定的研究成果。

2 可视化技术的应用

可视化技术的主要作用是提高效率，通过图形化界面，帮助用户对建筑有一个整体的认识。管理人员通过鼠标点击就能完成以前手动输入的复杂过程，降低了设备的管理难度，提升员工的工作效率。国内外很多专家学者在研究中使用了可视化技术。ZHOU 等人[9]提出了一种基于WebGL 的开放式BIM 跨平台在线可视化系统，该系统可在无平台依赖的情况下，实现了BIM 模型的在线可视化。LIU 等人[10]提出了在地下管道中使用可视化技术，以高效地完成管道设施的运营和维护。LEE 等人[11]提出了将可视化技术应用于设施管理的BIM 交互式协作系统，允许用户直观地管理设备，无需投资专业人士或专用软件。AMMARI 等人[12]提出了使用基于BIM 的混合现实进行设施管理中的远程交互式协作，通过可视化技术实现了工作人员之间的远程协作，提高了设备管理效率。ZHOU 等人[13]提出了一种OutDet 算法，通过该算法简化了BIM 模型中的几何信息，减少可视化模型的计算负担。

本研究旨在利用可视化技术降低管理人员查看工程图纸的难度，从BIM 模型中快速获取运维知识，增加管理人员快速决策的能力，减少由于操作不明确而带来的安全隐患。

3 图书馆BIM 模型的构建

本研究，以一个真实的图书馆项目作为案例。该图书馆为一个方形建筑，高32 m，长宽各70 m，总面积3.5 万m2，基地面积2.5 万m2，耗资3.2 亿元。其中包括地上7 层，地下1 层。每一层分为4 个区域（东面、南面、西面、北面）。根据其建筑结构，构建图书馆BIM 模型，具体步骤如下所示：①使用Autodesk Revit 2016 建立图书馆的BIM 模型。其中包括建筑的结构、给排水、暖通、电气、设备设施等构件信息。设施主要包括门、窗、电梯、扶梯、书架、消防设备等。②根据建筑的结构特点，把建筑每一层分为4 个区域，即东面、南面、西面、北面。每个区域里面包括若干个建筑构件，建筑构件之间存在空间结构关系，以便于设备的查询和定位。③将所有专业的模型链接到一起，形成最终的图书馆BIM 模型。

4 三维可视化展示与查询

基于web 端的可视化展示，能够让管理人员做一些简单的图形操作，例如剖切、构件隐藏、漫游、构件隔离、构件框选、构件变色等操作，图1 展示了基于web 端的图书馆三维可视化页面。通过该页面管理人员能够直观地了解每个设施设备的具体位置，并且每个设备都有其独特的编码信息，管理人员可以根据设备的位置编码信息，快速地定位到需要查看的设备。

图1 图书馆模型三维可视化页面

BIM 中的信息涉及建筑全生命周期的各个阶段，大致可以分为几何信息和非几何信息两大类，如尺寸、定位、空间拓扑关系等几何信息；名称、规格型号、材料和材质、施工方式等非几何信息。将BIM 中的信息运用到建筑全生命周期的运维管理阶段，有助于实现BIM 的价值。使用BIM 系统管理单位作业，管理员能够直接在BIM 模型中检索需要查看的设备设施，通过点击即可阅览设备的相关属性，极大地提升了工作效率，减少了人力成本。检索到的设备及其设备信息如图2 所示。

图2 检索到的设备及其设备信息

通过检索可以快速地定位到建筑设备的具体位置，并以高亮的形式展示给管理人员。图2 为一个电梯设备，可以查看设备的构件类型、材质、类别等属性信息。

5 结论

传统图书馆的运维管理模式效率低、难度大，所以需要利用数字化技术提升管理效率，保证其安全可靠地运维。本次研究通过将图书馆数字化复原，并以BIM 三维可视化的方式展现，打造一个真实可靠的数字化图书馆。将BIM 技术应用到图书馆的运维管理中，改变了传统低效的管理方式，无论是管理人员的宏观管理和应急指挥能力，还是普通维修人员的日常维护保养等工作能力，都得到全面的提升，实现了科技赋能，有效地保障了图书馆的安全可靠运行。