智能物業(yè)管理體系研究
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1基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑信息模型
1.1建筑信息模型
建筑信息模型(buildinginformationmodeling,BIM)是一個(gè)智能化的建筑物多維模型,它能夠連接建設(shè)項(xiàng)目全生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源,是對建筑工程對象的完整描述。它支持建設(shè)項(xiàng)目全生命期的信息管理,使得生命期的信息能夠得到有效的組織和追蹤,保證信息從一階段傳遞到另一階段時(shí)不會發(fā)生信息流失,減少信息歧義和不一致[2]。
1.2IFC標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)的建立是解決信息交換與共享問題的關(guān)鍵。國際協(xié)同工作聯(lián)盟(InternationalAllianceforInteroperability,IAI)的建筑業(yè)國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IFC[3],作為建筑行業(yè)的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),提供了建筑工程實(shí)施過程所處理的各種信息描述和定義的規(guī)范。這里的信息既可以描述一個(gè)真實(shí)的物體,如建筑物的構(gòu)件,也可以表示一個(gè)抽象的概念,如空間、組織、關(guān)系和過程等。IFC大綱是IFC標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容,給出了IFC標(biāo)準(zhǔn)中各種實(shí)體的具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。IFC大綱的整體由信息資源層、信息核心層、信息共享層和領(lǐng)域?qū)拥?個(gè)層次構(gòu)建[4]。在IFC大綱中,物業(yè)管理相關(guān)信息是IFC模型的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。IFC物業(yè)模型分別有IfcShared-FacilitiesElements、IfcProcessExtension、IfcShared-MgmtElements和IfcFacilitiesMgmtDomain4個(gè)子模型。這些子模型定義了物業(yè)管理相關(guān)的共享信息類,提供給應(yīng)用者使用。
1.3基于IFC的建筑物業(yè)信息模型的建立
本系統(tǒng)根據(jù)IFC2x2版本大綱定義的描述規(guī)則,使用C#語言在系統(tǒng)中定義物業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)類。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物業(yè)管理相關(guān)4個(gè)子模型中的實(shí)體類以及建筑三維模型的相關(guān)類。其中IfcShared-FacilitiesElements子模型定義了物業(yè)管理的基本元素,包括設(shè)備信息、設(shè)備分組、資產(chǎn)鑒定、對象數(shù)量等相關(guān)信息。IfcSharedMgmtElements定義了貫穿建筑生命期各個(gè)階段的共有基本信息。IfcFacilitiesMgmtDomain定義了物業(yè)管理的基本信息。IfcProcessExtension子模型則支持用戶自定義的各種擴(kuò)展信息和根據(jù)需求建立起相對應(yīng)的對象。本系統(tǒng)中的物業(yè)管理對象可以三維模型的方式描述,系統(tǒng)通過實(shí)現(xiàn)描述三維幾何信息的IfcProduct類,定義了物業(yè)管理對象的三維幾何模型。主要包括:建筑構(gòu)件實(shí)體,如梁(IfcBeam)、板(IfcSlab)、墻(IfcWall)和柱(IfcColumn)等;建筑設(shè)施實(shí)體,如設(shè)備(IfcAsset)、管道(IfcFlowTerminal)等。本系統(tǒng)按照IFC標(biāo)準(zhǔn)定義類的結(jié)構(gòu)和方法,使用C#語言建立物業(yè)管理信息和三維模型的相關(guān)IFC類,完成了相關(guān)物業(yè)數(shù)據(jù)對象的描述,從而建立起建筑物業(yè)信息模型。
2基于中間件技術(shù)的建筑設(shè)備集成
2.1樓宇自動化系統(tǒng)集成平臺
目前建筑領(lǐng)域里,廣泛應(yīng)用著多種樓宇自動化系統(tǒng)(buildingautomationsystem,BAS)。這些樓宇自動化系統(tǒng)包含了不同廠家的各種設(shè)備。由于各設(shè)備子系統(tǒng)所采用的協(xié)議可能不同或不能兼容,實(shí)現(xiàn)眾多設(shè)備的集成,成為本研究的一個(gè)重點(diǎn)。當(dāng)前的系統(tǒng)集成通常采用2種方法。一種是應(yīng)用硬件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成,即使用硬件網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)變。由于市場上使用的協(xié)議太多,硬件網(wǎng)關(guān)成本高,推廣不現(xiàn)實(shí)。另一種方法是使用開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來規(guī)范樓宇自動化系統(tǒng)的集成,然而由于商業(yè)利益,導(dǎo)致私有協(xié)議仍占據(jù)著當(dāng)前市場[5]。本研究應(yīng)用中間件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)樓宇自動化系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)集成,基于軟件層面上的系統(tǒng)集成探索了一個(gè)可行的方法。
2.2集成平臺的實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)采用COM/DCOM技術(shù)作為本集成系統(tǒng)的支撐平臺,以減少網(wǎng)絡(luò)通信方面的開發(fā)工作。OPC和WebServices具有不同的特性和應(yīng)用環(huán)境,都是用于系統(tǒng)集成和交互操作的新技術(shù)。OPC提供了靈活通用的接口,具備良好的通訊功能,可以方便地實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備集成。而WebServices可以實(shí)現(xiàn)基于Internet廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)服務(wù)[6]。選用OPC作為設(shè)備子系統(tǒng)端的接口標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)考慮到系統(tǒng)和設(shè)備子系統(tǒng)在Internet上連接的需求,則采用WebServices技術(shù)支持一些服務(wù)的公開調(diào)用,并實(shí)現(xiàn)Internet上的集成管理。本系統(tǒng)使用中間件技術(shù)將COM/DCOM和WebServices有機(jī)結(jié)合起來,充分發(fā)揮OPC在現(xiàn)場設(shè)備集成的優(yōu)勢和WebServices在Internet上提供服務(wù)的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)的集成以及基于Internet的數(shù)據(jù)服務(wù)。樓宇自動化各設(shè)備子系統(tǒng)通過OPC驅(qū)動接口接入到本集成平臺,由IBServer服務(wù)器負(fù)責(zé)處理從底層設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)。IBServer服務(wù)器通過COM/DCOM的方式提供了一系列服務(wù)接口。位于局域網(wǎng)的BMS工作站可以直接調(diào)用這些接口與各設(shè)備子系統(tǒng)通信,形成一個(gè)基于局域網(wǎng)的集成管理工作站,為物業(yè)管理功能模塊提供數(shù)據(jù)交換。同時(shí)WebServices服務(wù)器通過調(diào)用IBServer的COM/DCOM接口,并將之轉(zhuǎn)換成WebServices接口向外公布,為網(wǎng)絡(luò)用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。
3智能物業(yè)管理系統(tǒng)
3.1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
本研究開發(fā)的物業(yè)管理系統(tǒng)通過建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑物業(yè)信息模型、IFC解析器以及數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)、施工與物業(yè)管理信息的共享和交換。同時(shí)應(yīng)用中間件技術(shù)建立樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)集成平臺,實(shí)現(xiàn)了建筑設(shè)備的監(jiān)控和集成管理。
3.2系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換
本智能物業(yè)管理系統(tǒng)通過IFC數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)交換接口,實(shí)現(xiàn)基于IFC標(biāo)準(zhǔn)信息模型的數(shù)據(jù)共享和交換。IFC數(shù)據(jù)文件是專門格式的ASCII碼順序文件,采用WSN(WirthSyntaxNotation)形式化語法,易于計(jì)算機(jī)處理。IFC標(biāo)準(zhǔn)的對象實(shí)體則按照STEP(standardsforexchangeofproductdata)標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)文件中進(jìn)行記錄。本系統(tǒng)建立IFC解析器,可實(shí)現(xiàn)對IFC數(shù)據(jù)文件的讀取,并在系統(tǒng)中生成基于IFC標(biāo)準(zhǔn)信息模型的數(shù)據(jù)類實(shí)體。同時(shí)還可以將信息模型的數(shù)據(jù)類實(shí)體保存為IFC數(shù)據(jù)文件,其他系統(tǒng)通過讀取并識別該文件內(nèi)容,提取出相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,從而實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。
3.3系統(tǒng)功能
基于IFC標(biāo)準(zhǔn)和建筑設(shè)備集成的物業(yè)管理系統(tǒng),相比一般物業(yè)管理系統(tǒng)具備更多優(yōu)勢。系統(tǒng)除具有常規(guī)管理功能之外,還具備了智能化的設(shè)備管理功能。系統(tǒng)的常規(guī)物業(yè)管理功能包括系統(tǒng)管理、日常維護(hù)、服務(wù)管理和財(cái)務(wù)管理等。其中系統(tǒng)管理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的用戶管理和權(quán)限配置管理;日常維護(hù)包括房產(chǎn)資源管理、住戶管理、人員管理、供應(yīng)商管理、庫存管理等;服務(wù)管理包括信息服務(wù)、投訴管理、預(yù)定代辦等;財(cái)務(wù)管理包括各項(xiàng)收費(fèi)管理、租賃管理等。本系統(tǒng)基于建筑設(shè)備集成的智能化設(shè)備管理包括如下主要功能:設(shè)備管理及維護(hù)、設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、設(shè)備控制策略配置、設(shè)備任務(wù)管理、設(shè)備監(jiān)控報(bào)警、日志管理、歷史數(shù)據(jù)記錄、設(shè)備故障預(yù)警預(yù)報(bào)、專家知識庫。
4結(jié)論
本研究通過建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑物業(yè)信息模型和IFC數(shù)據(jù)交換接口,實(shí)現(xiàn)了建筑物業(yè)管理階段與設(shè)計(jì)、施工階段的信息交換和共享。本研究基于中間件技術(shù)建立了樓宇自動化系統(tǒng)集成平臺,通過此平臺可對建筑設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和集成管理。本研究將建筑設(shè)備的智能管理和物業(yè)管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了具有集成性、交互性和動態(tài)性的智能化物業(yè)管理。本系統(tǒng)應(yīng)用于香港國際商業(yè)中心(InternationalCommerceCenter)的“智能優(yōu)化控制、故障診斷及節(jié)能”項(xiàng)目,對該商業(yè)中心大廈的暖通、空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、優(yōu)化控制和管理,達(dá)到節(jié)能優(yōu)化控制的要求。本系統(tǒng)的其他智能物業(yè)管理功能也將在該項(xiàng)目中實(shí)施應(yīng)用。
