基于物联网的设施管理与智慧运营系统研究

基于物联网的设施管理与智慧运营系统研究

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摘要:中国城市化发展进程中建设了大量公共、工业和商业不动产及配套设施,而传统重建不重管的思想为其运行维护带来了极大压力,成为经济转型亟待解决的重要问题。在此背景下,对于建筑设施管理的关注重点逐渐从只关注前期的设计施工到建筑全寿命周期监管的转变。加强建筑使用过程中的实时监管,提前预知并处理异常,避免事故的发生,将影响降低到最小已成为人们关注研究的重点。因此,针对不同类型建筑,尤其是老化建筑,进行建筑使用过程的设施管理与智慧运营变得非常必要。为了实现建筑设施管理与智慧运营需求,本文将研究基于物联网的设施管理与智慧运营系统,以供参考。

关键词:物联网;设施管理;智慧运营;管理系统

引言

随着社会经济的持续不断发展,我国经济结构转型和体制改革的深化,在“新型城镇化”、“智慧城市”、“互联网+”、“一带一路”等政策引领下,我国基础设施、公共建筑、智慧城市、新兴产业园区等运营领域面临着资产整合、人力资源优化、技术变革、成本削减、业务外包、社会责任、可持续发展、应急响应等一系列新常态下的机遇和挑战,市场对设施管理高端服务和专业人才的需求不断扩大。中国城市化发展进程中建设了大量公共、工业和商业不动产及配套设施,而传统重建不重管的思想为其运行维护带来了极大压力,成为经济转型亟待解决的重要问题。此外,因设施运行维护不到位甚至缺失所导致的安全事故频发,对城市发展造成了极大的影响。例如由于人为原因,不安操作规程、违规运行、私自操作等。所有这些不合理的使用问题都会给建筑的安全带来严重的危险与隐患,需要及时进行安全排查与异常的维修处理,以消除安全隐患。在这样的现状下,如果能将物联网技术应用在建筑设施管理与智慧运营过程中,实时获取并及时处理建筑潜在的安全状况,就能克服设施管理中传统检测方式存在的不足。因此,积极研究基于物联网的设施管理与智慧运营系统,具有重要的现实意义。

1物联网概述

1.1物联网

物联网(InternetofThings),按照字面意思来理解,就是指通过网络技术以及因特网等信息技术把单体设备、传感器、控制器、各类机器、物体和人员相连,形成一个物物相连的整体网络,从而实现远程管理与控制及整个系统的信息化和智能化。

1.2建筑物联网

建筑物联网是指以互联网技术为基础,通过智能终端的安装以及管理平台的使用,将用户端延伸到建筑内外部物体和物体之间、建筑和建筑之间,从而进行信息交换和及时通信,帮助人们更加及时堆确地对建筑进行能源精细管理、能耗计量分析、设备运行托管和建筑安全分析等工作。和传统的物联网模型相同,建筑物联网模型主要包括六个层次,从下到上依次为:感知层、连接层、传输层、雾计算层、应用层和交互层,具体如图1所示。

图一:建筑物联网架构图

2基于物联网的设施管理与智慧运营系统的重要性

当前,我国随着基于“互联网+”的新型城镇化、智慧城市建设高潮的到来,当前建筑产业面临着向绿色、健康、智慧转变的现实挑战和机遇,每年都有一大批的重大工程项目开工建设,每个城市也都在开展一系列的新建、扩建及改建项目。据可靠数据统计,我国毎年固定资产投资的百分之六十要通过建筑项目来转化为社会财富。目前,在城市建设中的许多重要建筑设施,如高层建筑、大型桥梁等,它们的正常使用是民众正常生活的基本保障。但是目前国内对建筑运营认识还非常有限,缺乏战略性的全局观念,不关注设施的全生命周期费用,不注重以人为本。中国尚未有完备的设施管理标准体系。因此,随着设施管理及资源浪费事故的频发,对于建筑设施管理与智慧运营越来越多的受到人们的重视。。

3基于物联网的设施管理与智慧运营系统的设计

3.1管理流程设计

从功能流程上来看,设施管理与智慧运营系统主要有以下功能:建筑设施状态实时监测、建筑能耗评估和建筑异常预警决策。

3.1.1建筑设施状态实时监测

我们认为建筑也是具有生命特征的,同样拥有神经中枢和感知能力。建筑设施状态实时监测是对建筑实施全面感知,感知网络监测到的建筑设施状态数据是建筑最原始的数据。首先,在建筑的各个信息系统的前端设置各种各样的感知设备,(如:温湿度传感器、PM2.5传感器、VOC传感器、光照传感器、图像传感器、声音传感器、报警传感器、水温传感器等),建筑设施人员可以根据各信息系统需求设定数据获取周期,即向数据库发送请求获取实时数据的周期,各种不同协议传输的数据需经由智慧网关的处理,形成统一的数据格式,以让系统能够正确获取。周期内数据获取完成后,系统根据监测周期进行实时数据读取,为了避免异常数据对结果的影响,需要进行边缘雾计算处理,然后对所得数据进行数据分析和应用。

3.1.2建筑能耗评估

建筑能耗评估是对实时监测能耗数据的分析结果。通过计算机动态模拟仿真计算的方法,根据施工图纸对能耗及热性能做出预测,再根据某种标准将预测结果转化为大众便于理解的能耗和热舒适指标(例如1至10,1级为能耗量大,10级最省能)。目前包括空气流动状况,热岛现象,建筑物内的自然通风,外墙面日照状况及内部采光情况,建筑内温度逐时变化情况及动态热负荷等都已能较为可靠的评估。

3.1.3建筑异常预警决策

建筑监测预警决策是对不同等级事故的对应处理过程。建筑设施管理人员需要设定异常预警方式、异常处理方式及对预警通讯录进行管理。当建筑设施存在异常时,根据等级及异常预警方式启动对应的异常预警,自动或手动下发工单,后续对应的维保人员根据对应的异常处理方式进行处理,并将处理结果及时反馈。异常处理完成后,继续实时监测。

3.2数据库模型设计

3.2.1建筑基础信息模块数据

指与建筑相关的建筑信息表、建筑结构信息表、指标信息表和传感器信息表。将建筑基础信息模块数据表与实时监测信息相对应的表进行管理,能够分析出实时数据的监测来源,方便异常发生后及时追踪到异常结构部位和异常指标类型。

3.2.2建筑实时采集模块数据

指传感器实时采集数据的相关表,包括实时数据采集表、实时采集数据过滤表。实时数据采集表存放的是传感器采集的原始数据,实时采集数据过滤表是对原始数据经过异常值剔除后得到的正常数据。

3.2.3建筑设施实时监测分析模块数据

指系统实时监测功能模块相关数据表,包括建筑指标实时数据表、安全等级设置表及建筑设施评估结果表和建筑综合评估结果表。建筑指标实时数据表是实时监测数据的存储表,安全等级设置表用来设置安全评级方式及标准,得到的结果按照结果类型分别存储在建筑准则安全评估结果表和建筑综合评估表中。

3.2.4预警管理模块数据

指对不同类型异常进行处理并追踪管理过程的数据表,包括预警决策信息表预警通讯录及建筑质量异常信息表。预警决策信息表和实时数据表关联,可以得到实时异常对应的决策方式,和系统用户信息表关联,可以得到异常处理的维保人员信息;和预警通讯录关联,可以得到毎种异常的预警接收对象。

4基于物联网的设施管理与智慧运营系统的配置管理

4.1信息知识库维护

系统管理员需要在建筑监测需求提出前完善知识库模型,从而为建筑设施管理人员进行监测过程配置提供指导。知识库维护的内容包括建筑特征管理、环境特征管理、指标传感器特征管理和问题解决方案标准管理四部分。以建筑特征管理为例,系统管理员可根据建筑特征类型具体内容进行查询,同时支持信息的手动新增输入及上传维护方式。

4.2建筑与人员信息配置管理

系统管理员完成知识库的维护工作后,需要根据用户需求进行建筑与人员配置管理。包括建筑项目的管理与用户的管理,建筑项目管理方式包括地图和列表查看两种方式。通过地图查看方式,系统管理员可看到系统所有的监测建筑分布,并且支持按照建筑地址和建筑名称进行查询功能。同时,点击监测建筑的图标,可显示监测建筑的详细信息,包括建筑名称、建筑地址及目前的运行状态。

4.3建筑监测过程配置管理

在系统管理员完成建筑与人员配置后,对应监测建筑的建筑质量管理员登录系统,完善建筑详细信息,并进行监测指标、传感器、安全评估方式及预警方式的配置。

结束语

随着社会的不断发展与进步,人们在逐渐满足生存发展需求进而实现幸福的同时,也在不断追求更高程度的智能生活体验。常言道“安居乐业”,只有实现安居才能更好地追求乐业。现如今,人们对居住、工作、生活及休闲娱乐等方面的场所的智慧的要求也越来越高。因此,要将这个问题重视起来,要积极进行创新,利用最先进的科学技术来进行改革。在这样的大背景下,要研究基于物联网的设施管理与智慧运营系统,推动建筑设施管理与智慧运营的进一步发展。

参考文献

[1]金智献.建筑安全监测平台的研究与开发[D].浙江大学,2017.

[2]徐飞翔.基于物联网的消防监测及决策系统的研究[D].华东理工大学,2017.

[3]马飞.基于BIM的水利工程安全监测管理系统研究[D].河北工程大学,2017.

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