基于BIM 技术的暖通设备运维管理研究

朱先超

（济宁经开城建开发集团有限公司，山东济宁 272499）

0 引言

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术越来越成熟，其应用场景也不断扩展，不仅与工程施工深度融合，还不断融入日常管理工作，基于BIM 技术的运维管理逐渐盛行，该技术为提高管理实效性奠定了坚实基础。在实践中，运维管理的技术性、科学性要求逐渐提高，BIM 技术的融入既是暖通设备运维管理发展的必然需求，也将成为进一步推动运维管理技术化、专业化发展的有效手段。

1 暖通设备运维管理的可视化分析

从现实角度来看，基于可视化技术开展暖通设备运维管理十分必要，借助于这种技术可以进一步提高设备运行参数信息价值的挖掘和利用质效。BIM 技术是一种具有可视化特质的先进技术，可实现抽象信息的具象化表达，能够利用线条绘制图像并基于三维立体实物图或模型为运维管理决策提供辅助。基于BIM 的暖通设备运维管理，可实现可视化管理，能有效弥补传统运维管理模式在系统观察直观性、精确性方面的缺陷，而且可保证数据信息的高度集成和统一利用[1]。在实际作业环节，基于BIM 的可视化暖通设备运维管理模式，可以为人机交互提供充足机会，将会让设备运维工作的所有参与主体和运维对象之间形成良性、全面且具针对性的互动（图1）。

在暖通设备的可视化运维管理之中，基于BIM 技术的有效融入将会使数据处理质效得到大幅提升。此时，数据、模型、可视化技术和相关理论知识之间可形成多元交互；实践过程中可基于数据挖掘构建数据模型起到参数优化的作用，而模型的可视化将会为用户交互提供辅助，数据之间的有效转化也能为自动化数据分析奠定基础。对于暖通设备运维管理人员而言，基于BIM 技术的可视化分析就是综合运用运维信息的过程。

2 暖通设备的BIM 模型建设

在基于BIM 技术的暖通设备运维管理之中，想要凸显BIM技术的可视化价值，高质高效地开展设备运维管理，就需要强调可视化与轻量化模型的有机结合。当然，在构建暖通设备BIM模型的过程中，相关工作人员也要做好数据信息的完善和更新。基于此，暖通设备BIM 运维管理阶段应该从以下两个方面着手，为建设和应用BIM 模型做好准备。

2.1 轻量化模型

建设轻量化BIM 模型是实现BIM 可视化与轻量化模型融合应用的重要方式，在此环节可应用的模型轻量化手段共有3种类型。

（1）Autodesk Navisworks 软件。Autodesk Navisworks 软件是一种十分常见且实用的3D 模型审阅软件，它在建筑工程和施工管理环节应用广泛，拥有出色的协调和施工模拟能力，可以为集成项目审阅提供信息分析支持。不仅如此，这一软件还有着优越的轻量级性能和高压缩率，可提供大量编程接口。作为一种桌面软件，Autodesk Naviswork 软件需要与计算机搭配使用，虽然在基于Web 的开发和应用程序之中也可见Autodesk Navisworks 软件的身影，但目前这种软件仍然只支持IE 浏览器。需要注意的是，利用Autodesk Navisworks 软件实现模型轻量化时，需要花费较为高昂的激活费用。

（2）DWF/DWFx-Design Review。DWF 是一种由Autodesk 开发的Web 图形格式，可实现信息数据的安全、快速和便捷分发，DWF 文件有着高压缩性能。通常来说，基于DWFx-Design Review可实现CAD 和DWF 图纸查看，还能直接浏览三维立体模型。目前，DWDWFx-Design Review 软件之中包含免费的Web 插件，可基于网页端运行和简单API 完成小规模定制集成模型。但需要注意的是，目前DWF 格式只能在IE 浏览器上运行，暂时无法在移动端使用，而且若加载的三维模型格式过大十分容易出现卡顿。

（3）HTML5/Web GL 技术。HTML5 技术是近年来较受关注的移动互联网技术，其曝光率急速增加。在实际应用方面，最受关注的HTML5 是Web GL 技术，它定义了一套基于OpenGL ES2.0的3D 图形编程接口。从现实角度来看，Web GL 地属于3D 绘图协议，可以为HTML5 提供硬件3D 加速渲染，基于显卡在浏览器中更流畅地展示3D 场景和模型，可提高数据视觉化功能[2]。目前，HTML5/Web GL 技术也被广泛应用在BIM 管理领域，它的融入为BIM 模型浏览提供了便利，使用者可在移动端和PC 端浏览器上查看BIM 模型，还能实现模型共享。此次研究基于BIM 技术的暖通设备运维管理就采用了HTML5/Web GL 技术作为模型轻量化手段。在实践中，将基于BIMface 引擎实现原始文件解析和生成数据包，并发挥转换引擎、储存引擎和显示引擎职责，实现数据储存查询与浏览展示，最终实现模型轻量化。

2.2 数据与参数

在基于BIM 技术的暖通设备运维管理环节，设备信息主要包括3 种类型：①由几何尺寸、参数信息和材料信息组成的几何信息；②由制造商信息、编码信息和备品备件信息组成的专属信息；③由基本属性信息、参数信息和材料信息组成的非几何信息。对于管理人员来说，只有强调数据信息的有效分类、参数信息的完整添加和采集才能强化运维管理。暖通设备运维管理需要基于运维数据和BIM 模型开展，而为管理实效性就必须强调二者的双向信息更新。基于数据库管理工具可在运维数据库中实现动态信息的输入更新，当数据库信息更新后可为BIM 模型提供数据支持（利用Revit DB Link 插件）；而BIM 模型信息可被导出形成OBBC（Open Database Connectivity，开放数据库互连）数据并被重新导入到运维数据库当中。

3 暖通设备BIM 运维管理实践要点

基于BIM 技术的暖通设备运维管理实践，必须强调BIM 可视化管理模块的功能优化，并保证该项工作获得充足的数据支持。因此，深化功能模块分析和数据库模型建设至关重要。不仅如此，相关工作人员还需要重点关注模块功能拓展。

3.1 功能模块分析

从现实角度来看，基于BIM 技术的暖通设备运维管理模块作为一种管理工具，必须发挥快速定位、高效处理和精准决策的价值，因此模块功能必须包括运维信息集成管理和运维可视化管理两种[3]。在运维信息集成管理方面，可分为设备综合信息管理和设备运维信息管理两种，二者的集成管理可保证设备基本信息、巡检信息、维护信息、维修信息和成本信息的综合管理。基于BIM 技术的暖通设备运维管理模块中，信息集成管理需要保证数据信息的有效采集、整合、储存、应用和分析，并提供查询功能支持；而且，模块同样要具备信息统计分析和报表管理功能，为切实提升信息管理质效提供保障。

基于BIM 技术的暖通设备运维管理模块的可视化功能，可使管理者直观地感受设备空间布局，利用BIM 模型切实掌握暖通设备的运行状态，做出科学的管理决策。为有效丰富轻量化BIM 模型，需要基于JavaScript 实现设备定位、着色和批注，以便实现设备状态信息的可视化表达。而且，模块的可视化功能还为二维信息图纸与三维模型联动、空间漫游提供了保障。

3.2 数据库模型建设

在建设数据库模型时，需要兼顾数据库概念模型建设和逻辑数据表建设。从现实角度来看，数据库必须涵盖设备的所有基本信息，开发者在数据库软件中完成数据实体建设，保证开发者、数据表之间的一对多映射关系。例如，按照图2 所示的映射关系建立数据库概念模型[4]。通常来说，建设数据库中的逻辑数据表时，需要强调主键选用。例如，以提高检索质效为目标，选定逻辑主键作为数据表主键。在此环节，需兼顾设备基本信息表、供应商信息表、保养计划表、巡检计划表、设备维修表建设。

图2 数据库概念模型

3.3 模块功能拓展

基于BIM 技术的暖通设备运维管理模块功能拓展，主要指轻量化模型功能拓展。在此环节，应该先做好HTML 格式BIM 模型文件构建，保证轻量化BIM 模型结构合理，然后再进行功能完善。其涉及到构件定位、构件着色、批注标签等多个环节，实现可交互的3D 模型与网页的相互嵌套，丰富轻量化BIM 模型的功能。在模块功能拓展方面，应该保证模块登录功能丰富，实现登录权限管理，建立管理模块人员信息表，并按照该表中的人员名单确定模块登录权限。为进一步强化登录管理，可通过权限管理保证各准入人员在用户名、ID 和密码方面的独立性和唯一性；在每一次登录模块时，只有同时通过用户名和密码验证才能允许登入主界面。

4 结论

基于BIM 的暖通设备运维管理必须实现BIM 技术与传统运维管理思路的有机融合，凸显BIM 技术的可视化与模拟性优势，强调暖通设备运维管理BIM 模型的有效建设和系统功能的合理开发。在暖通设备BIM 管理领域，必须重点关注模块功能分析、数据库模型建设和模块功能拓展，从根本上提高BIM 技术在暖通设备运维管理中的实用价值。