大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)領域應用示范項目
孫鵬輝
河北雄安市民服務中心有限公司
2017年4月1日 ，中共中央、國務院決定設立國家級新區(qū)——雄安新區(qū)。設立河北雄安新區(qū)，是以習近平同志為核心的黨中央作出的一項重大的歷史性戰(zhàn)略選擇，是繼深圳經(jīng)濟特區(qū)和上海浦東新區(qū)之后又一具有全國意義的新區(qū)，是千年大計、國家大事。對于集中疏解北京非首都功能，探索人口經(jīng)濟密集地區(qū)優(yōu)化開發(fā)新模式，調(diào)整優(yōu)化京津冀城市布局和空間結構，培育創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展新引擎，具有重大現(xiàn)實意義和深遠歷史意義。雄安市民服務中心項目占地242,463.3平米，建筑面積104,287.58平米，可租面積100,703.19平米，其中雄安管委會占用面積42,295.54平米，雄安集團租賃面積13,641.74平米，企業(yè)辦公區(qū)租賃面積18,984.07平米，酒店、會議、商戶、OFFICEZIP等業(yè)態(tài)25,781.84平米，經(jīng)營主體為河北雄安市民服務中心有限公司為全業(yè)態(tài)集成經(jīng)營的首次嘗試。
項目于2017年12月7日開工建設，2018年3月28日完工交付，歷時112天，具備公建、住宅、酒店、會議、展覽、影院等多種業(yè)態(tài)。2019年12月10日正式獲得2018～2019年度第二批中國建設工程魯班獎（國家優(yōu)質(zhì)工程）。也是雄安新區(qū)成立后第一個魯班獎工程，意義重大。 大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺基于達實BIM模型和項目運維的實時運行數(shù)據(jù)相互集成（如儀表、傳感器或者其他運維管理系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)），實現(xiàn)項目全生命周期的BIM、圖檔、業(yè)務數(shù)據(jù)的智慧管理。智慧運營管理平臺面向園區(qū)消控中心大屏，整合園區(qū)現(xiàn)有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，憑借先進的人機交互方式，實現(xiàn)園區(qū)安防、環(huán)境、能源、管廊、物業(yè)等可視化管理，三維空間實時動態(tài)監(jiān)控管理，運營數(shù)據(jù)分析駕駛艙，可視化應急指揮調(diào)度等功能，用以提升園景區(qū)管理者的指揮決策效率，實現(xiàn)園區(qū)的智慧化管理和運營。
同時，當設備出現(xiàn)故障報警時，會自動檢測到故障點，通知運維人員故障信息。通過BIM自動切換到報警設備的最佳查看視角，同時打開報警設備的參數(shù)窗口。維護人員可通過系統(tǒng)快速查看設備的歷史記錄。這樣運維人員可以在第一時間對故障設備進行診斷、維護，為雄安市民服務中心提供更好的智慧運維管理方案。
雄安市民服務中心地下綜合管廊項目全長3.3公里，形成“五橫五縱”網(wǎng)絡結構，包含復雜節(jié)點120多個，對運營管理系統(tǒng)構建提出很高要求。該管廊項目的智慧運營管理平臺由中建地下空間有限公司負責建設，建立了管廊運維BIM模型建模標準和管廊構件標準化族庫，整體建模深度達到LOD300，附屬設施設備部分建模深度達到LOD400。
平臺基于BIM和GIS技術完美整合了視頻監(jiān)控、門禁消防、風機、照明、排水控制、溫濕度、氧氣、甲烷等多種IOT設備，實現(xiàn)管廊運行狀態(tài)的三維可視化監(jiān)控，并且開發(fā)了日常巡檢、維護、三維圖紙管理、管線管理等功能，有效滿足日常運營管理工作。廊內(nèi)還引入了智能巡檢機器人系統(tǒng)，可代替管理人員完成管廊內(nèi)部24小時不間斷巡查和危險報警。
IBMS綜合管理通過集成園區(qū)內(nèi)21個智能化子系統(tǒng)、以及多達25000個實時監(jiān)測控制點位，實現(xiàn)對全園區(qū)、全專業(yè)、全時態(tài)的深度覆蓋，從而達到自動化監(jiān)管與控制的目的。同時，通過IBMS系統(tǒng)和智慧云平臺對接，實現(xiàn)基于雄安云的智慧應用。主要內(nèi)容：通信系統(tǒng)（綜合布線，計算機網(wǎng)絡、電話交換系統(tǒng)、手機網(wǎng)絡信號覆蓋、有線電視、無線對講系統(tǒng)）、綜合安防系統(tǒng)（視頻監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、停車場管理、防盜報警、訪客管理、巡更系統(tǒng)）、建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)（空調(diào)樓控、能耗監(jiān)測、智能照明、冷熱源系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測）、多媒體系統(tǒng)（公共廣播、信息發(fā)布、多媒體會議、會議預約）、機房工程等，通過一個平臺二十一個系統(tǒng)全接入，提高設備管控效率。大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺的框架結構分為用戶層、終端平臺層、應用層、數(shù)據(jù)及服務支撐層、計算與存儲層、網(wǎng)絡通信層、物聯(lián)感知層、執(zhí)行層、事物層，以及標準規(guī)范體系、安全保障體系、運營管理體系。
大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺能通過網(wǎng)絡實時的連接大數(shù)據(jù)中心，同時使用預置規(guī)則和智能算法，讀取其中將要使用的資源數(shù)據(jù)，再經(jīng)過一系列計算之后，將結果數(shù)據(jù)，以動態(tài)數(shù)字、動態(tài)圖表、實時監(jiān)控聲畫、動態(tài)三維圖型、動態(tài)圖標、動態(tài)光效等相結合的形式，同時展現(xiàn)在特定的大屏上，各級管理員可以根據(jù)實時大數(shù)據(jù)分析了解各模塊數(shù)據(jù)態(tài)勢及各個方面的運行情況。每時每刻都會有海量數(shù)據(jù)匯聚在大數(shù)據(jù)中心，大數(shù)據(jù)動態(tài)分析與大屏的結合，將成為運營指揮控制中心的“大腦”，將虛擬與現(xiàn)實相互映射，通過形象而又專業(yè)的可視化展現(xiàn)，讓運維管理人員能夠“秒懂”正在發(fā)生的任何事件，形式趨勢一目了然，且能夠做到大事小事不遺漏，發(fā)現(xiàn)問題分級及時告警。大數(shù)據(jù)動態(tài)分析能展現(xiàn)園區(qū)級、區(qū)縣級、城市級、國家級、世界級，甚至更廣級別的數(shù)據(jù)。達實 IBMS系統(tǒng)集成，IBMS是建立在5A（主要指通訊自動化（CA），樓宇自動化（BA），辦公自動化（OA），消防自動化（FA）和保安自動化（SA），簡稱5A）集成和物聯(lián)網(wǎng)技術之上的建筑集成管理系統(tǒng)，由Web集成化監(jiān)視平臺、監(jiān)控服務器和協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關三部分組成。IBMS能將各種子系統(tǒng)集成為一個“有機”的統(tǒng)一系統(tǒng)，并將其接口和協(xié)議標準化、規(guī)范化，完成各子系統(tǒng)的信息采集、交換和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)五個方面的功能集成：所有子系統(tǒng)信息的集成和綜合管理，對所有子系統(tǒng)的集中監(jiān)視和控制，全局事件的管理，流程自動化管理。最終實現(xiàn)集中監(jiān)視控制與綜合管理的功能。
保安與消防管理是大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺的重要組成部分之一，智能化保安系統(tǒng)具有較高的自動化技術水平及完善的功能，安全性、可靠性高。每個樓宇房間的防盜、防災報警裝置通過網(wǎng)絡系統(tǒng)與園區(qū)控制中心的監(jiān)控計算機連接起來，實現(xiàn)不間斷監(jiān)控。安防報警包括：門禁系統(tǒng)、紅外門磁報警、火災報警、煤氣泄漏報警、緊急求助、閉路電視監(jiān)控、周邊防越報警、對講防盜門系統(tǒng)等。
通過人臉識別、車牌識別、人群密度分析、語音識別，及公安數(shù)據(jù)對比分析等技術，80%以上的安全工作能夠交由人工智能處理；通過煙感、熱感、水壓、水溫、氣溫、有害氣體等傳感器，及大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，80%以上的消防工作能夠交由人工智能處理。
氣象與環(huán)境監(jiān)測服務基于小型氣象站及官方發(fā)布的氣象數(shù)據(jù)，可以實時監(jiān)測溫度、濕度、風速、風向、雨量、氣壓、光合輻射、蒸發(fā)、土壤溫度、土壤濕度等多種氣象參數(shù)。大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺可以實時讀取這些氣象與環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，并以可視化的形式展現(xiàn)。其中的數(shù)據(jù)可以發(fā)布到園區(qū)中的特定顯示屏上顯示，以供公眾參考。氣象與環(huán)境數(shù)據(jù)能夠為建筑和道路保養(yǎng)、園林灌溉、運動健身、交通出行等提供建議，例如氧氣含量、負離子數(shù)量、紫外線輻射度、PM2.5和PM10濃度、運動指數(shù)、穿衣指數(shù)、感冒指數(shù)、紫外線指數(shù)等，這些信息可以在園區(qū)內(nèi)的任意屏幕上顯示。能源管理與能耗監(jiān)測系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)體系結構，對建筑的電力、燃氣、水等各分類能耗數(shù)據(jù)進行采集、處理，并分析建筑能耗狀況，實現(xiàn)建筑節(jié)能應用等。大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺通過能源計劃，能源監(jiān)控，能源統(tǒng)計，能源消費分析，重點能耗設備管理，能源計量設備管理等多種手段，使管理者對園區(qū)的能源成本比重，發(fā)展趨勢有準確的掌握，并指導制定將來的能源消費計劃。
可以根據(jù)每個房間的溫濕度，智能調(diào)整空調(diào)、暖氣的供給量，實現(xiàn)利用最少的能耗達到合適溫濕度的目的；可以通過傳感器得知房間內(nèi)是否有人，同時智能關閉燈光或其它電器；可以通過水、電、油、氣等能源，在一段時間內(nèi)的使用頻率和用量，分析出最佳供給策略。綜合管廊監(jiān)控
基于大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺的可視化綜合集成平臺，是園區(qū)綜合管廊核心應用系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)能夠及時對管廊內(nèi)環(huán)境及各種主管線運行的數(shù)據(jù)進行顯示、分析、更新、維護、統(tǒng)計，為地下綜合管廊內(nèi)環(huán)境情況、各種主管線的運行情況提供準確的運維信息，為管廊的動態(tài)管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。通過傳感器和控制，能夠?qū)崿F(xiàn)管線滴漏，管廊積水等事件的及時提醒；通過巡邏機器人替代人工巡邏，減輕勞動強度，同時，利用機器人的傳感器和圖像智能分析功能，發(fā)現(xiàn)肉眼難以察覺的安全隱患；利用消防機器人替代人工，進入有毒有害區(qū)域，及時有效的控制險情。設備運行自檢與設備管理
設備運行自檢與設備管理系統(tǒng)是大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)綜合管控云服務平臺。平臺可適配于各種物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，實時監(jiān)控管理接入設備的狀態(tài)與運行情況，并對設備進行遠程操作，通過云平臺對接物聯(lián)網(wǎng)設備，做到精確感知、精準操作、精細管理，提供穩(wěn)定、可靠、低成本維護的一站式云端數(shù)據(jù)庫。大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺對園區(qū)的給排水、配電系統(tǒng)以及電梯等設備的工作狀況進行實時檢測和控制，實現(xiàn)公共設備的最優(yōu)化管理，降低系統(tǒng)故障率。通過軟件控制設備，使設備運行于最經(jīng)濟合理模式中。當設備發(fā)生故障時，管理中心發(fā)出聲光報警并由值班人員通知維修人員處理現(xiàn)場事故。物業(yè)維修與保養(yǎng)管理
大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺對物業(yè)單位的各項報修信息進行管理，具有手工管理所無法比擬的優(yōu)點。例如：檢索迅速、查找方便、可靠性高、存儲量大、保密性好、壽命長、成本低等。這些優(yōu)點能夠極大地提高工作的效率，也是物業(yè)報修管理的科學化、正規(guī)化管理與世界接軌的重要條件。系統(tǒng)實現(xiàn)對報修信息的管理和查詢的功能，對報修后維修情況的管理和查詢的功能，維修人員信息管理功能。
所有物資都能得到妥善安置和保養(yǎng)，在保養(yǎng)期內(nèi)，運維人員會接到系統(tǒng)自動發(fā)送的物資保養(yǎng)任務；當發(fā)現(xiàn)有物資損壞時，無論是巡邏人員、業(yè)主還是顧客，都能通過手機或附近的終端機上報情況，系統(tǒng)會合理安排維修人員，發(fā)送維修任務；所有維修保養(yǎng)任務，都能通過BIM進行定位和記錄信息；所有物資的保養(yǎng)、維修任務都有詳細的過程記錄。物料與資產(chǎn)管理
物料與資產(chǎn)管理系統(tǒng)可以管理每一件原有或新購入的物料和資產(chǎn)，計算機能根據(jù)其相關數(shù)據(jù)生成條碼或二維碼，通過掃描張貼在物料或資產(chǎn)上的條碼或二維碼，即可進行識別、查驗、盤點等工作，能有效提高工作效率，降低出錯率。
所有物資都有電子檔案，大到建筑物，小到螺絲釘；所有物資都能通過BIM進行定位和查詢信息；所有物資的購置、領用、清理、盤點、借用、歸還、保養(yǎng)、維修、報廢等行為都有詳細記錄。
巡檢與巡更管理
巡檢與巡更管理系統(tǒng)，是基于在小區(qū)適當位置設置巡更站，規(guī)定保安人員巡更路線和巡更時間，當保安人員到達某巡更站時插入鑰匙并扭動，就會得到保安人員當時的位置和時間信息。采用電子巡更管理技術，可以杜絕保安人員漏崗、失職等現(xiàn)象，是保證園區(qū)安全的重要措施。安防系統(tǒng)與人工巡更緊密配合，實現(xiàn)雙保險。巡更人員可以根據(jù)安防系統(tǒng)提供的信息，更有針對性的排查可疑區(qū)域。當發(fā)現(xiàn)危險時，巡更人員可以隱蔽的報警，并根據(jù)系統(tǒng)提示，進行自我保護。
BIM展現(xiàn)透明雄安市民服務中心
雄安市民服務中心采用三維可視化的BIM（建筑信息模型）展現(xiàn)園區(qū)的空間位置、相關屬性、數(shù)據(jù)信息、運營狀態(tài)等信息。BIM通過平臺和大數(shù)據(jù)中心，間接的連接了園區(qū)內(nèi)部署的2萬多個物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設備，使得園區(qū)內(nèi)所有的人、物件、事件、建筑、道路、設施等，在數(shù)字世界都有虛擬映像，讓信息可見、軌跡可循、狀態(tài)可查，實現(xiàn)物理園區(qū)與虛擬園區(qū)的同生共長，形成雄安新區(qū)“數(shù)字孿生城市”的微縮雛形。
BIM數(shù)據(jù)可視化物業(yè)運維管理
當設備出現(xiàn)故障報警時，會自動檢測到故障點，通知運維人員故障信息。同時通過BIM自動切換到報警設備的最佳查看視角，同時打開報警設備的參數(shù)窗口。維護人員可通過系統(tǒng)快速查看設備的歷史記錄。這樣運維人員可以在第一時間對故障設備進行診斷、維護，為雄安市民服務中心的可靠運營提供智能保障。
BIM數(shù)據(jù)可視化安全管理
1200路高清攝像機實現(xiàn)了全園區(qū)的無死角監(jiān)控。視頻、門禁等全部實現(xiàn)自動聯(lián)動報警。會自動檢測到攝像機和門禁點，同時將點位信息標注在BIM中。安保人員可以通過BIM點位和圖表狀態(tài)，快速識別異常情況，同時系統(tǒng)也在根據(jù)預設條件智能辨別異常情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就會立即進行告警，安保人員能在最短的時間內(nèi)進行處置，最大程度地消除了園區(qū)的安防隱患。
基于BIM的運維管理是最佳方案
采用三維可視化的BIM展現(xiàn)新區(qū)的空間位置、相關屬性、數(shù)據(jù)信息、運營狀態(tài)等信息，是其他技術無法比擬的。BIM可以展現(xiàn)新區(qū)內(nèi)所有事物的虛擬映像，結合數(shù)據(jù)可視化圖表，能以最快的速度正確掌握幾乎所有正在發(fā)生的事件，運維人員能以最快的速度進行響應，有效提高工作效能，減少信息遺漏、誤判，避免錯過最佳處置時機。
可復制的模塊化設計方案
雖然大數(shù)據(jù)智慧運營管理平臺中的系統(tǒng)復雜，但其中的每個系統(tǒng)和功能模塊都是相對獨立的，可拆分組合或獨立運行的應用程序。在新區(qū)中應用，能根據(jù)不同的運營需求，進行定制化的組合搭配。如果需要新增功能，也可以定制化開發(fā)，并像U盤一樣方便的接入大系統(tǒng)中。本項目全程貫穿和突出“綠色、現(xiàn)代、智慧”理念。在現(xiàn)代、智慧方面，全生命周期的BIM輔助設計原則，基于雄安云的大數(shù)據(jù)引領，通過SOP-BIM運維管理平臺的技術支撐，真正實現(xiàn)了從設計、施工到運營管理及數(shù)據(jù)分析的全過程同期智能建筑模型，做到“數(shù)字孿生”的建筑鏡像；結合IBMS智慧管理平臺，實現(xiàn)園區(qū)二十一大智能化子系統(tǒng)信息集成，通過數(shù)據(jù)共享、信息融合等，整體呈現(xiàn)智慧園區(qū)和智慧生活體驗。綜合管廊運營管理平臺結合BIM應用和GIS技術等，更是進一步引領從實體建筑走向虛擬空間，虛實結合，實現(xiàn)基于雄安云、大數(shù)據(jù)等，將未來雄安打造成城市管理的虛實結合的城市。