智能物業(yè)管理體系研究

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1基于IFC標準的建筑信息模型

1.1建筑信息模型

建筑信息模型(buildinginformationmodeling,BIM)是一個智能化的建筑物多維模型,它能夠連接建設項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。它支持建設項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不會發(fā)生信息流失,減少信息歧義和不一致[2]。

1.2IFC標準

標準的建立是解決信息交換與共享問題的關鍵。國際協(xié)同工作聯(lián)盟(InternationalAllianceforInteroperability,IAI)的建筑業(yè)國際工業(yè)標準IFC[3],作為建筑行業(yè)的數(shù)據(jù)交換標準,提供了建筑工程實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真實的物體,如建筑物的構件,也可以表示一個抽象的概念,如空間、組織、關系和過程等。IFC大綱是IFC標準的主要內容,給出了IFC標準中各種實體的具體數(shù)據(jù)結構定義。IFC大綱的整體由信息資源層、信息核心層、信息共享層和領域層等4個層次構建[4]。在IFC大綱中,物業(yè)管理相關信息是IFC模型的一個關鍵組成部分。IFC物業(yè)模型分別有IfcShared-FacilitiesElements、IfcProcessExtension、IfcShared-MgmtElements和IfcFacilitiesMgmtDomain4個子模型。這些子模型定義了物業(yè)管理相關的共享信息類,提供給應用者使用。

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)相關標準類。系統(tǒng)實現(xiàn)了物業(yè)管理相關4個子模型中的實體類以及建筑三維模型的相關類。其中IfcShared-FacilitiesElements子模型定義了物業(yè)管理的基本元素,包括設備信息、設備分組、資產鑒定、對象數(shù)量等相關信息。IfcSharedMgmtElements定義了貫穿建筑生命期各個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展信息和根據(jù)需求建立起相對應的對象。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:建筑構件實體,如梁(IfcBeam)、板(IfcSlab)、墻(IfcWall)和柱(IfcColumn)等;建筑設施實體,如設備(IfcAsset)、管道(IfcFlowTerminal)等。本系統(tǒng)按照IFC標準定義類的結構和方法,使用C#語言建立物業(yè)管理信息和三維模型的相關IFC類,完成了相關物業(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基于中間件技術的建筑設備集成

2.1樓宇自動化系統(tǒng)集成平臺

目前建筑領域里,廣泛應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備。由于各設備子系統(tǒng)所采用的協(xié)議可能不同或不能兼容,實現(xiàn)眾多設備的集成,成為本研究的一個重點。當前的系統(tǒng)集成通常采用2種方法。一種是應用硬件技術來實現(xiàn)系統(tǒng)的集成,即使用硬件網關來實現(xiàn)通信協(xié)議的轉變。由于市場上使用的協(xié)議太多,硬件網關成本高,推廣不現(xiàn)實。另一種方法是使用開放的標準協(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,導致私有協(xié)議仍占據(jù)著當前市場[5]。本研究應用中間件技術來實現(xiàn)樓宇自動化系統(tǒng)在網絡上的系統(tǒng)集成,基于軟件層面上的系統(tǒng)集成探索了一個可行的方法。

2.2集成平臺的實現(xiàn)

本系統(tǒng)采用COM/DCOM技術作為本集成系統(tǒng)的支撐平臺,以減少網絡通信方面的開發(fā)工作。OPC和WebServices具有不同的特性和應用環(huán)境,都是用于系統(tǒng)集成和交互操作的新技術。OPC提供了靈活通用的接口,具備良好的通訊功能,可以方便地實現(xiàn)局域網內的設備集成。而WebServices可以實現(xiàn)基于Internet廣域網的數(shù)據(jù)服務[6]。選用OPC作為設備子系統(tǒng)端的接口標準。同時考慮到系統(tǒng)和設備子系統(tǒng)在Internet上連接的需求,則采用WebServices技術支持一些服務的公開調用,并實現(xiàn)Internet上的集成管理。本系統(tǒng)使用中間件技術將COM/DCOM和WebServices有機結合起來,充分發(fā)揮OPC在現(xiàn)場設備集成的優(yōu)勢和WebServices在Internet上提供服務的特點,實現(xiàn)分布式系統(tǒng)的集成以及基于Internet的數(shù)據(jù)服務。樓宇自動化各設備子系統(tǒng)通過OPC驅動接口接入到本集成平臺,由IBServer服務器負責處理從底層設備獲取的數(shù)據(jù)。IBServer服務器通過COM/DCOM的方式提供了一系列服務接口。位于局域網的BMS工作站可以直接調用這些接口與各設備子系統(tǒng)通信,形成一個基于局域網的集成管理工作站,為物業(yè)管理功能模塊提供數(shù)據(jù)交換。同時WebServices服務器通過調用IBServer的COM/DCOM接口,并將之轉換成WebServices接口向外公布,為網絡用戶提供數(shù)據(jù)服務。

3智能物業(yè)管理系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)的總體結構

本研究開發(fā)的物業(yè)管理系統(tǒng)通過建立基于IFC標準的建筑物業(yè)信息模型、IFC解析器以及數(shù)據(jù)接口,實現(xiàn)了建筑設計、施工與物業(yè)管理信息的共享和交換。同時應用中間件技術建立樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)集成平臺,實現(xiàn)了建筑設備的監(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,實現(xiàn)基于IFC標準信息模型的數(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,易于計算機處理。IFC標準的對象實體則按照STEP(standardsforexchangeofproductdata)標準在數(shù)據(jù)文件中進行記錄。本系統(tǒng)建立IFC解析器,可實現(xiàn)對IFC數(shù)據(jù)文件的讀取,并在系統(tǒng)中生成基于IFC標準信息模型的數(shù)據(jù)類實體。同時還可以將信息模型的數(shù)據(jù)類實體保存為IFC數(shù)據(jù)文件,其他系統(tǒng)通過讀取并識別該文件內容,提取出相關的數(shù)據(jù)信息,從而實現(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標準和建筑設備集成的物業(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、服務管理和財務管理等。其中系統(tǒng)管理實現(xiàn)系統(tǒng)的用戶管理和權限配置管理;日常維護包括房產資源管理、住戶管理、人員管理、供應商管理、庫存管理等;服務管理包括信息服務、投訴管理、預定代辦等;財務管理包括各項收費管理、租賃管理等。本系統(tǒng)基于建筑設備集成的智能化設備管理包括如下主要功能:設備管理及維護、設備數(shù)據(jù)實時顯示、設備控制策略配置、設備任務管理、設備監(jiān)控報警、日志管理、歷史數(shù)據(jù)記錄、設備故障預警預報、專家知識庫。

4結論

本研究通過建立基于IFC標準的建筑物業(yè)信息模型和IFC數(shù)據(jù)交換接口,實現(xiàn)了建筑物業(yè)管理階段與設計、施工階段的信息交換和共享。本研究基于中間件技術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備進行監(jiān)控和集成管理。本研究將建筑設備的智能管理和物業(yè)管理系統(tǒng)有機結合,實現(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”項目,對該商業(yè)中心大廈的暖通、空調系統(tǒng)進行監(jiān)控、優(yōu)化控制和管理,達到節(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目中實施應用。