【智慧建造】国内首个以工业互联网平台实现全生命周期BIM应用的大型综合图书馆将于4月底开放

导读：作为“十三五”期间上海文化设施建设重大项目之一，上海图书馆东馆即将于4月底正式开放。上海建工的工程师们，将自主研发的公共建筑智慧建造与运维工业互联网平台应用于此。全生命周期BIM数字化设计、建造、运维，首次在国内单体建筑面积最大（11.5万平方米）的图书馆得到充分应用。

工业互联网平台，不仅大大减少了设计BIM模型向施工应用转化的时间，而且实现了基于建造BIM模型的多专业交叉施工协调管理，还完成了基于BIM的竣工模型验收。同时，竣工BIM模型快速向运维模型转化，运维人员借助运维BIM模型就可迅速发现问题、派发工单、排除故障，实现低碳安全高效运维。

以BIM、物联网、人工智能、大数据和工业互联网等为代表的数字化技术，正成为上海建工转型发展的核心驱动力。

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上海图书馆东馆占地面积3.95万平方米，新建总建筑面积114951平方米，于2017年9月开工建设。馆内空间包括地上7层、地下2层，开放后可提供座位近6000个，各功能区域可满足每年举办200余场讲座、上千场各类学术活动的需求，读者年接待量可达400万人次。

上海建工四建集团不仅实现了智慧建造，还在建造的基础上，基于自主研发的工业互联网平台，为上图东馆提供智慧运维，实现全生命周期的BIM应用。

设计BIM模型向施工应用转化，

时间减少80%

四建集团自主研发的工业互联网平台根据国家标准《建筑信息模型分类与编码标准》《建筑工程分部（子分部）工程、分项工程划分表》，自动提取BIM中设计信息，支持施工应用。

BIM模型审核

因此，使用工业互联网平台上部署的设计BIM模型自动转化算法，可自动完成设计模型解析、图纸与模型一致性审核、构建分类、数据匹配等工作，减少80%的设计模型向施工应用转化的时间。

 

基于BIM模型：

构件二维码身份牌 多专业协调建造

工业互联网平台基于BIM对幕墙、钢结构等部品化构件进行统一编码，并生成构件二维码身份牌，根据加工、出厂、运输、进场、安装等环节分别设置对应状态，实现现场与预制工厂协同化进度管理。

预制构件协同管理

 

图书馆东馆包含阅览区、藏书区、电子阅览室、借还书区、展览区以及复杂的变配电机房和热交换机房等。这些房间施工需要由土建、二结构、机电安装、装饰、展呈等多个专业协同施工，传统管理方法存在界面划分不清晰、质量把控困难等问题。工业互联平台提供多专业协调建造功能，支持在平台中查看各房间的三维布局、房间名称、墙顶地材料和做法、施工工序和质量要求等信息，并通过全景球模型帮助施工人员快速熟悉。本道工序完成后，录入照片和信息，由下一工序验收后继续推进施工，以此实现多专业协调建造管理。

基于房间的多专业协调建造管理

基于BIM模型，

1个月完成11.5万平米接管验收

竣工交付阶段，图书馆东馆项目使用工业互联网平台，在现场直观对照BIM模型和建筑实体进行三维可视化验收，完成了基于BIM的验收接管。过程中，如果发现建筑实体与模型存在差异，可以标记问题方便后续BIM模型修改，也可以在平台中补充房间、设备、管道、末端等元素的使用需求、维护要求和实际参数等。

工业互联平台中的验收接管系统模块

 

如果采用传统手段，接管验收上图东馆如此体量的公共建筑，最快也需要2个月的时间，但是基于工业互联网平台，最终在1个月内就完成了11.5万平方米的接管验收，也同步实现了竣工模型向运维模型的快速转化，为后续智慧运维奠定基础。

接管验收人员现场使用平台进行验收

形成数字孪生模型，

为智慧运维提供数据基础

工业互联网平台基于BIM模型，集成了楼宇自控系统、能源监测系统、视频安防系统、图书分拣系统、报修服务系统等智能化系统数据，形成了图书馆东馆的数字孪生模型，为智慧运维提供数据基础。

通过BIM与智能化系统连接，工业互联网平台可以在统一的三维视图中展示送排风、空调等的实时监测数据和运行情况，开展标准化监测和管理，自动分析设备设施运行状况，并进一步预测设备故障，避免突发故障。

空调系统运行监控

 

依托大量工程数据，图书馆东馆项目建立了文档智能分类与关联AI算法，实现资料与BIM的自动关联，方便用户基于BIM查阅工程资料。

文档关键词图谱

依托大数据和人工智能技术，

实现5大系统智慧运维

以数字孪生模型为基础，智慧运维涉及碳排放管理、建筑空间资产管理、机电设备运维管理、图书分拣系统运行管理和安防管理等5大系统，以大数据和人工智能技术为手段，实现低碳安全高效运维。

在机电设备运维管理中，融合楼宇自控系统实时监测数据，在模型中直观展示各个系统的运行状态。当设备发生故障时，自动定位到故障设备，并打开附近摄像头，辅助管理人员进行决策。

一旦发生故障，运维人员基于BIM查看故障设备的影响范围和上下游管线位置，方便制订维修策略，提高维修效率，平台第一时间自动推送故障工单、故障设备档案（包括设备编号、位置、运行状态以及所属系统等信息）给相应维修班组；维修班组维修完成后上传现场照片、故障描述、维修方案等信息，完成工单，报警取消。

机电设备运维管理

 

图书分拣系统运行管理可实现书本运输状态监测、自动流水线自动分拣、书篓满载自动通知管理员、实时监测小车报警情况等，将图书分拣系统设备静态和动态信息有机融合，极大提高管理效率。

轨道小车运行图

在碳排放计算与管理方面，基于建筑数字孪生模型，实时计算碳排放情况。如遇碳排放值异常报警，系统将挖掘碳排放异常区域和系统，帮助解决问题，落实减碳目标，助力“碳中和碳达峰”战略。

碳排放计算与管理

 

再以智能安防管理为例，智慧运维系统对接了图书馆车辆管理、客流统计等，支持在模型中查看1500个视频监控点位实时画面，支持实时监测各出入口客流和车流数据及变化趋势，为安全有序的图书馆管理提供可靠的数据支持，人员倒地、高空坠物、越过警戒线等高风险行为得以较为准确地识别。

智能安防管理

区域人员计数

公共建筑智慧建造与运维工业互联网平台

上海建工四建集团自主研发的公共建筑智慧建造与运维工业互联网平台，以统一的BIM模型集成分散的业务数据，构建基于云平台的海量数据采集、融合、分析服务体系，支撑建造和建筑设备、材料、人员的广泛连接，着力打造基于BIM和人工智能的建筑设计、建造、运维全过程工业互联网平台服务。

2021年底，该平台通过了上海市经信委的验收和CNAS软件测试认证，成为国内首批面向公共建筑智慧建造和运维的工业互联网平台，并成功入选住房和城乡建设部首批智能建造创新服务典型案例。

该平台已在上海建工在建或建成的上海大歌剧院、中共一大纪念馆、上海少儿图书馆、上海天文馆、三甲医院等600多个项目中得以应用，注册用户达1.3万名。值得注意的是，这些项目的工程数据最终也被汇集到工业互联网平台上，使这个平台具备了不断“自优化”的功能。

随着该平台的逐步推广与广泛应用，目前公共建筑从建造到运维跨阶段信息断层严重、数据融合困难、管理粗放、智能化水平低等问题将真正得以解决。

来源：建筑施工编辑部