BIM技术在上海市第一人民医院南部运营维护中的应用

来源丨《中国高新科技.BIM专刊》

发布丨 EaBIM_工号07

科学技术部主管、中国建筑信息模型科技创新联盟承办的《中国高新科技.BIM专刊》在第四届科创杯BIM大赛颁奖现场首发500册,住建部前总工程师姚兵作贺词、16位院士为学术顾问、16位联盟专家为编委。发行后面向国内外公开发行,系中国知网、万方数据库、维普资讯网等国内主要数据库的全文收录期刊。

1、引言

上海市第一人民医院南部地处上海市松江新城核心区块,是松江及青浦两区内最大的综合性三甲医院。医院自2006年建成以来,一直高强度承接着上海市西南片区的医疗任务,其中后勤保障至今花费已远超当初建设费用,传统后勤运营模式与现代医疗系统信息化发展趋势之间的矛盾日益突显。

建筑信息模型(Building Information Modelling,BIM)作为建筑行业发展的趋势,其三维可视化及信息化的特点正在对全建筑周期产生深远影响。运维作为全建筑周期历时最长、消耗最大的阶段,BIM技术在该阶段的应用价值远大于设计和施工两阶段。虽然目前国内外缺乏足够的BIM运维落地案例,但BIM技术在模型及平台建设两部分的技术壁垒均已打破,具备建设BIM运维落地项目的条件。

因此,本项目通过搭建BIM运维管理平台,对现有运维功能模块分阶段进行集成化整合,最终实现院方后勤管理信息化、精细化和数字化的改革需求。

2、成果展示

2.1 项目历时

项目自2017年1月17日国内公开招标中标开始,至2017年10月31日通过第三方专家验收结束,项目历时九个半月,各阶段历时总结如图1所示。

图1项目历时表

由图1可知,项目建设共分为模型搭建和平台建设两部分,项目建设可分为3个阶段:

第一阶段从1月17日中标到7月31日模型通过三方验收结束,为模型建设阶段。本阶段主要工作是基于院方提供的竣工图纸进行模型初步搭建和基于现场情况对模型进行实景细化。同时,鉴于本项目是已建成项目的BIM运维平台搭建,为保障项目高效推进,因此在BIM模型建设的同时同步展开已建平台的协调工作。

第二阶段至8月31日初始BIM运维平台上线结束,为BIM平台模块建设阶段。本阶段主要工作是在第一阶段平台协调基础上,明确将现有视频监控、能耗检测、设备检测、门禁系统及工单系统接入BIM运维管理平台,并在此基础上,基于院方后勤管理需求最终搭建全景监控、三维浏览、设备台账、空间管理、安防管理、维护维修、能耗分析、资料管理、数据管理以及平台管理共计10大功能模块。与此同时,基于BIM平台需求对BIM模型进行持续性微调,保障最终BIM平台三维真实化、精细化的效果。

第三阶段至10月31号第三方专家验收通过结束,为项目调试阶段。本阶段主要工作为平台交付院方试用后,基于试用期产生的实际平台问题进行调试,保障BIM运维平台最终的顺利交付。

至此,本项目建设基本结束。鉴于院方为第一次采用BIM运维技术进行后勤管理整合,因此院方也在本建设过程中逐步提出了更加具体及落地的工作流层面需求。因此在项目验收通过之后,本项目18年二期建设的需求也将逐步展开。

2.2 精细化建模

本项目BIM模型精度要求需达到LOD500精度,几何信息需满足对医院现场1:1还原,为保障模型精度达标,本项目制定了如下5点制度:

(1)统一模型标准。本项目建筑面积12万m2,共有14栋单体,主要涉及专业包含建筑、结构、给排水、暖通、电气和精装6大专业,因此模型端工作量需团队共同协作完成。为此本项目特定制定了模型标准,在保障模型精度的同时,对参数属性信息也制定了统一命名模板,便于后期运维平台对模型数据的采集。

(2)定制族搭建。本项目为已建成项目,项目现场众多场景非标准化及常规化尺寸构件,为此项目模型组进行了大量定制化族建设,从而确保模型对现场的1:1还原。

(3)非几何信息参数添加。本项目医院已投产运营12年,至今积累了海量的资产、设备等静态非几何数据。团队在权衡模型和平台端工作量及添加难度之后,决定在模型端添加相关的参数信息,保障后期平台信息数据展现的全面性。

(4)VR技术协助复核模型成果。院方后勤领导通过VR技术对导入Fuzor环境下的三维模型进行逐栋、逐层复核,在基于院方多年现场后勤管理经验的基础上,确保模型对现场的1:1还原。

(5)三方验收制度。为推进项目高效前进,本项目建立了医院后保处、医院物业公司和承建方三方参与的模型验收制度。通过项目各相关方的共同验收,最大限度保障模型工作的清晰界限,有利于后续平台建设的顺利搭接,最小化效果过程中扯皮现象对项目的影响。

综上所述,在上述五中措施的保驾护航下,确保项目模型精度能达到LOD500级,并最大限度保障模型对现场的1:1还原。

图2连廊钢琴角

2.3 平台建设

模型建设为BIM运维平台搭建了一个三维可视化载体,在此基础上,为满足医院后期管理需求、减少医院设施设备管理工作消耗时间,项目在平台建设阶段搭建了一个5D(3D+时间+信息)数据库储存整个医院的后保信息,并逐步将现有的传统后保系统集成到BIM运维平台进行整合管控。本项目BIM运维平台建设中完成了以下11方面功能。

2.3.1 驾驶舱界面搭建

图3驾驶舱图

由图3的驾驶舱可见,本次平台建设有11个模块,依次为全景监控、三维浏览、设备台账、空间管理、资产管理、安防管理、维护维修、能耗分析、档案管理、数据维护以及平台管理。

与此同时,基于后保处工作需求,在驾驶舱界面放置信息总览、当月完成率、设备台账、当月维修类别、当月科室申请量、供应商信息以及核心指标等相关院方后勤管理过程中重点关注实时信息,且各数据指标伴随选择楼栋不同而实时变化。在此基础上,根据后保处需求对当月维修类别、当月科室申请量、供应商信息三处信息采取TOP10模式放置,便于后保处在实际工作中有针对的去开展后保工作。

2.3.2 BIM三维模型浏览

基于3DGIS+BIM的运维管理系统能够进行城区级别的三维全景展示,同时支持建筑、结构、给排水、暖通、电气、精装、幕墙全专业高精度BIM模型无损导入,实现从室外到室内、从地上到地下的全景立体浏览。

2.3.3 空间管理

医院地处松江新城黄金地段,土地及空间资源紧张。空间规划与管理能够保证医院建筑空间(包含地下空间)得到最大化利用。基于空间管理功能,用户可以通过三维可视化直观地查询和显示建筑的各类信息,如空间位置、建筑面积等。通过三维化的对现有空间进行规划分析和优化使用,可以为用户对空间管理的各方面决策及管理需求提供直观化的建议,减少决策周期,提升空间管理质量。空间管理的内容包括空间检索、空间分配以及空间统计。

图4建筑空间规划

2.3.4 工单管理

系统可对建筑重要设备资产(如新风系统和机房)及日常设备的运维管理功能进行整合,提供了包括设备台账、备件管理、维护维修、工单处理、日常巡检、巡检计划、抢修预案和流程配置等各种功能。

图5工单处理

2.3.5 BAS系统管理

(1)变配电管理。系统接入建筑设备监控系统(BAS)的数据,对变配电系统的监测控制点进行空间定位或建模,实现三维可视化的监测配电房内的变配电系统—高压进线、低压进线柜、变压器,按照建筑分层及单体对电压、电流、功率等参数进行监测,显示建筑内详细配电情况,便于控制室实时了解变配电的状况并及时发现、处理故障问题。针对配电支路有过流、过压和欠压等用电事故,可以通过声音或光的形式进行报警。

系统通过BAS接入变配电系统,监测以下数据:

1)高压进线柜:三相电压、三相电流、功率因数、进线柜的开关状态、故障报警。

2)低压进线柜:三相电压、三相电流、功率因数、进线柜的开关状态、故障报警。

3)变压器:超温报警、变压器状态、故障报警。

能够在三维可视化场景中,直观显示各个检测点的系统状态。在系统遇到故障时,获得BAS提供的报警信息,将报警信息在系统平台中直观显示。

图6变配电管理

(2)水流量监控。本系统通过BAS接入给排水系统,监测以下数据:

1)集水井:超高液位报警信息。

2)排水泵:运行、故障状态。

3)生活水箱:溢出水位、低位报警水位。

4)生活水泵:运行、故障状态。

能够在三维可视化场景中直观显示各个检测点的系统状态。在系统遇到故障时,获得BAS提供的报警信息,将报警信息在系统平台中直观显示。

图7水泵流量监测

2.3.6 安全管理

(1)设备故障监测。对不同的监测设备,可接收其主动推送的报警信息,或可设定报警阈值,根据实时信息实现分级报警。在报警事件发生后,系统将自动定位到报警设备所在位置,相关设备高亮显示,单击后显示报警设备的基本信息,历史维护维修信息、处置预案信息等,方便工作人员高效的进行事故的处理。

图8手术室故障联动流程

(2)视频监控管理系统。运维管理系统将所有的视频监控系统整合到一个平台,展示建筑范围内包括室内、室外所有摄像头的所在位置,并能够通过与视频监控系统或网络摄像头对接,获取现场实时画面。使用户在总控室可同时管理建筑的整个区域,实现无死角、无遮拦,实现目标追踪。

图9视频图像系统集成

(3)门禁管理。系统通过接入门禁系统数据,可以实现远程对大门的关闭开启进行控制,并可调用最近的摄像探头对现场情况进行观察。通过门禁管理,可以实现以下功能:

1)获取当前门禁的实时状态信息并以不同图例样式显示。

2)远程开关门禁。

3)对门禁进行三维建模。

4)获取所有的门禁实时运行信息。

5)调用最近的摄像探头对现场情况进行观察。

图10门禁监控系统管理

(4)火灾应急预案演练。平台通过预案管理辅助应急指挥,有助于指挥者规划最佳逃生路线,指导楼宇内部人员进行疏散,保证人员生命安全。同时,系统用户可以在日常通过模拟应急疏散,规划最佳逃生路线,做好防护工作。

图11火灾应急预案模拟演练

2.3.7 资产管理

平台提供资产管理功能,通过导出-填写-导入这一步骤,可以将建筑中的资产信息与具体模型相关联,可以查看具体的资产台账,也可以根据实际情况处置资产,以及针对资产、空间和状态等关系进行查询统计。

图12资产台账

2.3.8 系统管理

系统管理是为满足基于3DGIS+BIM的运维管理系统的日常管理和维护所开发的,主要包含以下几个子模块:用户管理、角色和权限管理和日志管理。

系统管理的结构图如图13所示。

图13系统管理

3、结语

综上,在本项目BIM运维摸索建设中,以下几方面是制约BIM运维建设落地的主要技术因素:

(1)模型与平台之间的工作界面划分,静态非几何信息数据的搭建优先在模型端开展。

(2)模型搭建颗粒度控制在合理范围之内,整体控制在LOD400精度,局部设备及重要资产模型可精细至LOD500级。

(3)BIM运维平台对其它平台数据的接入应分批次、按类型接入,从项目可操作性角度考虑,优先接入静态数据。

(4)数据接入的类型与频次是决定BIM运维建设深度的核心因素。

参考文献

[1]何清华.BIM技术在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报,2012,(2).

[2]胡振中.基于BIM的运维管理研究与应用综述[J].图学学报,2015,(10).

收稿日期:2018-08-06

作者简介:杜宾(1989-),男,安徽宣城人,供职于上海益埃毕建筑科技有限公司,硕士,研究方向:智慧建造、项目管理。

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