基于2.5维电子地图的智慧楼宇综合办公管理平台研究

邓迪，马瑞，黄磊，徐海阳

摘  要： 结合新一代信息技术与2.5维图形化管理方式，研究2.5维电子地图在智慧楼宇综合办公管理平台的应用，以推进综合办公管控集中化及智能化。根据资产、空间资源、安防设备及人员的不同设定与要求，整合空间数据资源和图形信息，以2.5维电子地图为中心进行业务功能开发，并有机集成人脸识别闸机、门禁、消防及视频监控等系统。通过在长江勘测规划设计研究院进行的办公智能管理系统试点应用，有效解决了其空间分配混乱及管控分散的问题。

关键词： 2.5维电子地图; 智慧楼宇; 图形化管理; 系统集成

中图分类号：TP3          文献标识码：A     文章编号：1006-8228（2022）01-36-04

Research of intelligent building integrated office management platform

based on 2.5D electronic map

Deng Di1，2， Ma Rui1，2， Huang Lei1，2， Xu Haiyang1

（1. Changjiang Institute of Survey， Planning， Design and Research， WuHan， HuBei 430010， China;

2. Changjiang Space Information Technology Engineering Co.， Ltd. （Wuhan））

Abstract： Combined with the new generation of information technology and 2.5D graphical management mode， this paper studies the application of 2.5D electronic map in the intelligent building integrated office management platform， to promote the centralization and intelligence of integrated office management and control. According to the assets， spatial resources， security， equipment and personnel of different setting and requirements， spatial data resources and graphical information are integrated; taking 2.5D electronic map as the center， business functions are developed， and systems of face recognition gate， access control， fire control， and video monitoring， etc. are organically integrated with. The pilot application of office intelligent management system in Changjiang Survey， Planning， Design and Research Institute， the problems of chaotic space allocation and decentralized control have been effectively solved.

Key words： 2.5D electronic map; intelligent building; graphic management; system integration

0 引言

傳统智慧楼宇涉及的系统种类繁多，且各系统都是相对独立的，智能化系统分散，难以实现系统智能联动[1]。在管理方式上，数据上报周期长，过程费时费力，数据查询与统计不直观，未实现精细化的管理[2]，也没有建立长效直观的办公用房管理机制。在空间展示上，三维模型数据量大，网络传输速度慢[3]。现在我们通过2.5维电子地图来集成数字化技术、信息通信技术，开展建筑空间、智能设备、信息化软件和一体化设计及应用，实现楼宇智能信息集成、设备优化控制和空间综合管理[4]。以智慧型建筑及智能化管理推进办公用房集中统一管理，准确实时掌握房间使用情况，提高工作效率，提升科学管理水平[5]。

1 智慧办公区域管理平台总体设计

本文将以2.5维办公空间图为主，进行发散式的收集与研究：资源的采集与绑定、空间关系的梳理、结构图形化管理与维护、安全监控的布置与防护、安防设施的布置与维护、人力资源的分布与管理、资产设施的采集与管理、数据报表的分析与统计、工作效率的管理与安全、角色权限的分配与扩展、工作流程的安排与控制及软硬件的组合与控制。

平台的总体架构分为如图1五个层级：数据管理层、应用支撑层、核心业务层、展现层及用户层。数据管理层即底层的数据库表;应用支撑层即API服务模块，包括基础数据模块、权限管控模块、网络通讯模块、工作流模块、分析模块、任务模块等;核心业务层是指前端功能模块，主要有工位信息、基础数据、平台维护及统计分析;展现层是首页人工工作台;用户层是使用的用户范围，包括普通员工、企业管理员、二级单位管理员。

2 智慧办公区域管理平台研究

2.1 平台技术路线

平台设计采用B/S架构及前后端分离形式进行系统开发，提供独立、完整的Restful API方案来进行各项业务的数据服务，逐步为各级业务平台提供相应的技术支撑。

为满足图形化展示的各级需求，结合H5、D3、SVG技术，自主研发利用图元分层管理实现的2.5维图形化展示，将各部门、各单位办公空间信息、人员信息、工位分布、楼内固定资产使用信息、附属设施设备信息等直观地反映在2.5维办公平面图上，形成比较完备的办公用房信息管理系统。用户可以查看到的各楼层、人员工位及办公物品摆放等空间布局，并可以在视图上进行相应的查询、管理及统计分析，这样可以全面、准确掌握 办公用房的基础信息及使用情况，方便办公用房相关信息动态维护、调整、统计等管理工作，解决智慧楼宇中办公空间管理的问题。

2.2 关键技术方案

2.2.1 2.5维电子地图制作

将现有的CAD图转化为2.5维楼层平面图，模型包括办公家具及人员等内景展示，并增加办公楼宇的设施设备等展示，将系统与智慧图形管理软件集成起来。2.5维电子地图除了继承二维地图在数据分析和处理等方面的强大功能外，其直观和真实的空间表现能力弥补了二维GIS图形表现的局限性。

⑴ 空间数据收集整理

收集平面效果及外正面纹理数据和内部空间结构布局数据;对收集到的栅格数据（jpg、png为主）和矢量数据（dwg为主）进行复核与整理，形成带有空间位置信息和楼层结构信息的办公区域位置原始数据集合。

⑵ 实地资料查勘与复核更新

现场实地调查、勘测，对已有的各办公大楼及其各楼层的结构数据逐一复核与更新，主要内容包括建筑物结构、房间结构、功能区位置、实际工位情况、办公区域辅助设施情况（如水、电、风井、应急出口、楼道、茶水间、闸机、监控摄像头等），以及墙体位置等。对楼层平面设计图进行修正与更新，形成符合实际的空间数据资料。

⑶ 2.5维图元样式设计及方位标定

对智能管理系统平台中的综合界面进行设计，包含建筑物外观纹理采集与渲染、办公区域总体地图设计制作;对办公楼平面2.5维平面图的符号设计以及素材渲染制作，包含员工、墙体、工位、办公配套物品、楼梯、管道、洗漱间、茶水间、会议室等符号的2.5维设计、整体颜色与纹理的渲染以及不同方位视角的符号制作。

⑷ 2.5维楼层平面图制作

基于BIM信息技术对每个楼层的布局按图层及图元进行分层分类的属性管理，先将空间结构的图元信息录入到数据库的记录表中，前端再通过后台拼接的JSON树和对象的分类、坐标、倾斜度及名称，完成楼层2.5维平面图的动态加载。

2.2.2 可视化管理

⑴ 空间及设备可视化管理

① 地图构建可视化管理：将图形转换成前端可读文件格式，并提供地图可视化数据构建、调整、权限等管理。

② 空间元素图形符号化管理：按可视化场景要求，将所有空间元素进行统一图形符号化，对所有可接入的内容进行选择、切换、修改、定位等，提供资源挂接并进行地图可视化显示。并根据已定权限范围，提供数据调整与修改。

③ 地图数据导入导出：制定空间数据标准化方案，以备其他项目扩展。提供快速地图重构及相关数据的导入导出等。

④ 固定资产可视化管理：将办公桌椅、柜子及打印机等固定资产图元与可视化数据进行绑定。

⑤ 设施设备可视化管理：将空调、摄像头及门禁闸机等设施设备图元与可视化数据进行绑定。

⑥ 安防设施可视化管理：将烟雾报警器、水管线路及消防器具等安防设施与可视化数据进行绑定。

⑦ 视频监控可视化管理：提供摄像头实时视频流地址与可视化数据绑定。

⑵ 人员及工位可视化管理

人员及工位可视化：进行工位可视化属性数据的管理及人员与工位的可视化数据绑定。

信息查詢：在搜索处输入员工编号或多个信息条件限定进行查找搜索，显示人员所在的楼层平面图并将该工位标识高亮;在浏览查看楼层平面图时，根据某个人员可查看员工基本资料、门禁授权信息。

人员及工位管理：由管理员申请员工绑定到某个工位上，根据人员的变化去调整，审批通过更新视图。

2.2.3 设备系统集成

⑴ 门禁软（硬）件的数据接入、授权、可视化及管理

通过对接数据库结构记录及调试硬件下发程序，集成已有的门禁系统软件，完成信息查询及授权管理。

门禁权限查询：所有员工的基本资料及权限记录保存在数据库，可根据选择人员查看其所具有的门禁资料，也可根据选择办公用房的编号查看其授权人员。

门禁授权审批：办公用房管理人员根据办公用房及人员的调度，对门禁权限进行调整，工位调度审批通过后，门禁与卡的权限数，据重新绑定，如有新增的门禁权限另外界面管理。

⑵ 人脸识别系统信息集成及设备部署

以现有OA系统人员信息为基础，实时更新同步人员的照片及基础信息，来完成统一的人脸识别信息集成。

人脸识别通行闸机：安装部署通行的闸机，通过员工的人脸库比对进行通行控制，人员库与OA系统同步，员工人脸图像未识别出的可在系统中更新。

人脸识别打卡与访客：打造办公通行区域授权管理、员工通行管理、人脸围栏报警，并实现黑名单报警提示、非白名单报警提示等功能[6]。

食堂人脸识别刷卡：食堂刷卡机接入外设摄像头，其人脸库与人脸识别综合管理平台同步即可完成刷脸扣费服务。

⑶ 视频监控及消防安防预警集成

摄像头监控预警：在办公监控摄像头区域，安装人脸比对机/人脸抓拍机，通过网络接入内部局域网，搭配人脸识别服务器识别对比输出识别结果，接入到办公智能管理平台实现业务陌生人安防报警通知。

消防预警与应急：通过物联网接入火灾自动报警系统[7]，并在楼宇的每一层装上AP来对手机进行定位，在第一時间内将大楼的火灾情况发送到内部人员的手机上给予可视化的通知提示[8]，标注消防设备的放置地点，并提供最佳应急路线的展示。

3 智慧办公区域管理平台应用

3.1 应用背景介绍

随着长江勘测规划设计研究院的发展，组织机构的壮大，目前已具有各类专业技术人员3000余人，下设职能部门10余个、专业单位20余个。在进行分配办公用房、工位管理、家具管理、大楼维护管理及水电消防管理时，有大量数据统计和动态信息处理，动态管理的数据不能实时联动更新共享，使得工作效率低下，容易出现失误。

3.2 现阶段成果

平台以长江勘测设计院为试点，研究开发了智慧楼宇办公智能管理系统。软件其中主要功能如下：

如图2空间信息展示功能是以2.5维可视化图形展示办公区域空间的人员、工位、公共资产、设施设备等信息，并利用图元的结构树进行分级展示控制。

如图3门禁查询界面及视频管理功能是集成了办公区域的门禁、摄像头等三方设备管理系统，可实时查询房间的门禁出入记录及走廊视频监控信息。

如图4工位统计功能是按空间、单位、职级进行工位的统计与占用比分析，可以清晰的了解每个楼层及房间的工位使用情况。

4 结束语

在智慧城市、智慧街区的探索和建设背景下，楼宇智能化是建设和优化智慧城市必不可少的一环[9]。同时，依靠建筑智能化建立街区智能化的楼宇设备管理系统平台是也必然的[10]。智慧楼宇办公智能管理平台将建筑内的各个子系统集成到统一图形平台上，实现可视化与数字化综合管理过程的操作方式[11]。本研究采用的2.5 维电子地图集三维模型与矢量于一体，其传输速度快，显示效果好，更加丰富地表达了办公区域空间信息，进一步展示了智慧楼宇建设的亮点，推动了楼宇管理数据可视化、信息化、集成化管理的全新转变。

参考文献（References）：

[1] 吴忠名，梁康元，马广昭，等.基于BIM的智慧楼宇综合服务系统研究及设计[J].智能建筑，2019（12）：73-75

[2] 张赟.智慧园区解决方案研究[J].通讯世界，2020，27（2）：64-65

[3] 严林，刘建川，丁凯.2.5维电子地图研究[J].测绘，2015，38（5）：200-203

[4] 沙默泉，金程，郭中梅，等.基于5G+BIM的智慧楼宇运营管理平台设计与实现[J].信息通信技术，2021，15（1）：32-38

[5] 朱佳栋.初探智慧型建筑的智能化管理平台[J].中国信息界，2014（9）：68-71

[6] 薛力群.关于人脸识别技术在智慧楼宇中的应用研究[J].智能计算机与应用，2019，9（6）：318-321

[7] 王占亮.智能楼宇中的火灾自动报警系统分析[J].住宅与房地产，2021（6）：82-83

[8] 包寒.大型楼宇物联网与互联网融合的智慧消防系统[J].中国高新科技，2020，18：116-117

[9] 周仝.“智慧城市”时代下我国楼宇智能化的经济效应探究[J].中国市场，2021（2）：187，191

[10] 沈顺良.智慧街区楼宇设备管理系统架构与价值[J].城市住宅，2020，27（10）：212-213

[11] 高峻.基于BIM的智能楼宇管理系统设计与应用[J].科技创新与应用，2021（11）：112-114