基于BIM和物联网的大型酒店运维管理研究

  在经历了前期的规划、设计、施工后，每一个项目都将不可避免地进入到下一个阶段，即建筑的运行和维护阶段。在庞大的市场规模下，大量工程项目建成投产，我国工程界的重点也将由以工程建设为主慢慢转变为以工程运行管理为主。复杂建筑及设施设备需要更科学的管理运作方式，这使得建筑工程的运维管理需求不断增大、要求也越来越高。运维管理在建筑工程的全寿命周期中占据重要地位。建筑工程全寿命周期一般可分为前期策划、设计、施工、运维与报废拆除几个阶段，其中运行与维护阶段占据了绝大部分时间。如图 1-2 所示，从成本角度来看，运行维护阶段也占有很大比重。有研究表明，建筑全生命周期中，80%的成本发生在运维阶段，而运维阶段很大一部分损失是效率低下造成的。当建筑使用年限超过 50 年时，其造价与使用阶段的维护费用比例可高达 1：9。所以，建筑工程运行维护阶段是其寿命期中时间跨度最长，成本比例最大的一个阶段，运维管理的重要性不言而喻。运维管理水平的改善能够带来显著效益。不同于设计、施工等阶段具有一次性特征的工作活动，建筑工程运维阶段的工作多为日常性与反复性的，加之时间跨度较长、成本花费分散，常年以来受到人们的极大忽视，造成严重的资源浪费。但也正是由于运维管理的这些特点，其水平的改善才能带来更大的效益。当运维管理水平得到改进时，通过日常性工作的反复施行与积累，通常能够起到事半功倍的效果。同时，运维阶段也是建筑从规划设计到施工后，各种工程资料最丰富的时期，如果能够将承载了丰富信息的图文资料有效利用起来，将为建筑的持续使用和维护提供极大的支持与帮助，为业主带来显著效益。运维管理对于以大型酒店为代表的复杂公共建筑的重要性更加凸显。与单体体量较小、建造标准化程度较高的住宅建筑相比，此类建筑结构复杂，功能多样，各类系统设施繁多，运维管理难度很大。在建筑运维管理概念出现前，业主一般委托物业公司管理楼宇中各项系统和功能，传统的以物业管理为主的运维方式，管理内容和手段比较单一。随着人们消费水平的提高和市场需求的不断升级，顾客对于服务体验的要求越来越高。

  1.2  研究目的及意义

  针对目前大型复杂建筑运维管理所面临的难度大、效率低、成本高的挑战，本文以兼具餐饮、客房、会议会展等多功能的大型综合酒店为切入点，从运维管理方的角度出发，借助 BIM 技术与物联网技术的特点、优势和应用价值，在运维管理、酒店管理等相关理基础上，探讨如何建立基于 BIM 与物联网的大型酒店运维管理体系，以期从设施运维管理、安全管理、空间管理、能耗管理、信息管理几个方面提升酒店运维管理水平，并为其它大型复杂建筑的运维问题提供解决思路。具体来说，包含以下几个方面：研究如何通过适当更改、完善 BIM 模型使其适用于运维管理的需要，确保项目数据完整交付至运维阶段，为运维管理方提供充足的前期资料；结合物联网领域的RFID传感网等关键技术，对建筑空间内各类物体的信息进行监测、采集并传递至计算机终端，实现大型酒店运维数据的及时有效获取。以 BIM 模型为核心，物联网技术为手段，通过结合计算机技术、通信工程等相关理论，整合分散的运维管理系统，研究基于 BIM 和物联网的运维管理体系数据标准、技术架构和应用流程，从而实现设施运维管理、空间管理、安全管理、能耗管理等各方面运维问题的集中优化，提高运维管理的集成化水平。研究运维管理信息数据库及机器学习框架的构建，旨在将各类监测、处理及决策等信息按预定的合理方式进行存储、分析和自动调用，为进一步推动智能化运维的实现与发展建立基础。首先，本文将 BIM 技术和物联网技术应用于建筑工程领域的运维管理方面，拓展了其应用范围，推动了 BIM 与物联网技术的进一步发展。其次，通过研究，为解决目前运维阶段存在的问题与挑战提供了比较先进的方法和思路。既充分利用了项目前期数据，减少浪费、降低成本、提高运维效率；也通过对运维管理信息需求的充分研究，反向推动了设计和施工的合理性，从而加强了建筑工程的全寿命周期管理。最后，BIM 与物联网技术的结合应用，实现了运维管理的“分散监测”与“集中优化”，加强了信息模型与实体建筑之间的互联互动，两种技术在运维阶段的应用能显著提高信息处理与应用的效率，降低运维成本和时间，从而提高酒店运维管理的水平和管理效益。由以上过程积累而存储的海量运维数据及创新的运维管理模式，也为大数据和人工智能等其它新兴技术在建筑领域的应用提供了基础，从而进一步推动“智慧建筑”乃至“智慧城市”的建设。

  对研究对象的概念界定及理论分析是研究顺利开展的基础。前文通过对酒店运维管理背景和问题的分析及相关研究现状的述评，明确了利用 BIM 与物联网新兴技术优化传统酒店运维管理的必要性和可行性。本章通过对 BIM 技术、物联网技术及大型酒店运维管理的相关内容进行概念界定和理论基础分析，首先明确研究对象的特点及范畴，突出大型酒店运维管理的特色，从而准确把握酒店运维管理的重点和难点，并通过阐述 BIM 与物联网的特点，分析其在酒店运维管理中的应用价值，为后续研究奠定理论基础。

  2.2  运维管理相关理论

  建筑工程是指通过对房屋建筑及其附属设施设备的建造和安装活动所形成的工程实体。其寿命周期通常分为规划设计、工程施工、运行维护和报废退役阶段。运行阶段是工程从建设阶段结束，投入使用到报废拆除的过程。建筑工程运行维护是指为保持良好的工作状态而实行的经常性检查、维护和必要的维修，其目的是保持和提高工程运行效率，保证工程正常发挥功能作用，实现或增加工程的全寿命期价值。建设项目最终都要进入运营使用阶段，在进行了大量建设投资之后，业主的目标和期望是在运营阶段得以实现的。运维管理是运营维护管理的简称，是由对房屋修缮和改造的物业管理演变而来，国际上多称之为设施管理，指在建筑运营阶段对人、财、物、技等多因素的综合管理。近十几年来，随着我国经济快速发展，建筑工程规模越来越大，复杂建筑数量日益增多，运维管理已经发展成为整合地点、人员、空间、资产、流程等因素的系统工程实际上，“运维管理”的内容很广泛，我国运维管理领域相关内容较多依靠发达国家的引进。运维管理定义比较混乱，即使在建筑领域内也存在一些争议。区分物业管理和运营管理，对于 BIM 和物联网在其中的应用非常重要——简单的物业管理模式对于 BIM 的需要可能很少，而运营管理对 BIM 与物联网技术的需求却非常大。对于大型酒店这类商业性公共建筑来说，运维管理侧重于作为其业务开展和建筑设施专业之间的桥梁，旨在将酒店业务发展需求转化为建筑设施的具体需求，是BIM 模型在运维阶段发挥价值的关键，这里的 Facility 是广义上的包括建筑物、附属设备乃至装饰和家具在内的所有硬件及其产生的服务，即综合利用多学科知识，集成人员、技术和流程等要素，确保建筑设施系统功能实现的过程。就酒店管理而言，是通过对酒店人力、物力、财力的计划、组织、协调、控制运作，达到酒店盈利目标的过程。而大型酒店的运维管理即指集成人员、场地、流程和技术等因素，来确保大型酒店建筑及其附属设施良好运行的活动。它不同于酒店入住登记、餐饮服务、客房卫生等经营性业务管理，也区别于传统的物业管理，面向的是工程维护管理的有机体。运维管理源于古老的管家服务，在 20 世纪中期，随着企业机构的需求提高和科学技术的进步而迅猛发展，至 1980 年 IFMA（国际设施管理协会）创立而正式成为一门学科体系。在过去 30 多年里，运维管理已经获得深厚的市场基础，欧美主流的企业机构都设置了运维管理的职能，市场上也有大量的专业外包服务供应商。运维管理本质上是建筑设施的持有者自身的管理职能，尤其是在企业机构持有的不动产管理领域，在欧美的部门设置中通常称为 CRE（Corporate Real Estate，企业不动产管理）。运维管理是企业机构对于建筑设施的管理职能，它负责将企业的业务规划转换成设施战略规划，并加以实施，从而弥补了企业机构的业务需求与建筑专业之间的鸿沟。因此，运维管理就成为了企业管理有机体的一部分。运维管理在国外已经发展的较为成熟，积累了较为丰富的管理经验。以美国为代表的发达国家，尤其是世界五百强企业中，大部分早已开始现代运营管理（尤其是指 FM 体系），有的先进企业已经进入“整合工作空间环境管理体系”的阶段。新加坡设有建筑控制署（BCD），通过其中的建筑管理处（BAB）来保证现有建筑物得到良好的管理和维护。

  5.2  网络传输层

  5.3  信息存储与应用层
  5.4  信息复用层

  5.5  本章小结

  6.1  项目概况 

  6.2  BIM 模型构建和处理

  6.3  物联网设备部署及组网

  6.4  运维数据库的构建

  6.5  平台功能开发与应用

  6.6  本章小结