基于BIM的城市綜合管廓設施信息管理研究

發布時間：2022-12-25 11:20

摘要 I

Abstract II

目錄 IV

1 緒論 1

1.1研究背景 1

1.2國內外研究現狀 3

1.2.1綜合管廊在國內外的建設概況 3

1.2.2城市綜合管廊國內外研究現狀 5

1.2.3BIM技術國內外研究現狀 7

1.2.4國內外研究評述 9

1.3研究目的及意義 10

1.3.1研究目的 10

1.3.2研究意義 10

1.4研究內容 11

1.5研究方法和技術路線 12

1.5. 1研究方法 12

1.5. 2技術路線 12

2綜合管廊設施管理概述 14

2.1 設施管理的定義和內容 14

2.1. 1 設施管理的定義 14

2.1.2 設施管理的內容 15

2.2綜合管廊設施管理的定義和特點 16

2.2.1 綜合管廊的特性 16

2.2.2綜合管廊設施管理的定義 16

2.2. 3綜合管廊設施信息管理的特點 17

2.3綜合管廊設施信息管理現狀 18

2.4 本章小結 20

3基于BIM的綜合管廊設施信息管理優勢分析 21

3.1 BIM 概述 21

3.1. 1 BIM 內涵 21

3.1. 2 BIM 特點 22

3.1.3BIM信息集成與存儲 23

3.2基于BIM的綜合管廊設施信息管理的優勢 25

3.2. 1 基于FLM 理論分析 25

3.2.2基于價值管理理論分析 26

3.3 本章小結 28

4基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統設計 29

4.1 系統需求分析 29

4.1. 1 功能需求分析 29

4.1. 2 數據需求分析 30

4.2系統結構設計 33

4.2. 1 系統設計思路 33

4.2.2系統技術架構 35

4.2.3系統物理架構 36

4.2.4系統邏輯結構 37

4. 2. 5 系統工作流 38

4.3. 系統功能設計 39

4.4系統數據庫構建和設計 42

4.4.1系統數據庫構建 42

4.4.2數據庫邏輯設計 43

4.5系統技術支持 47

4. 5. 1 Spring MVC 框架 47

4.5. 2. ODBC 數據接口 49

4.6 本章小結 50

5基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統實現 51

5.1 工程概況 51

5.2基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統數據庫的構建 52

5.2.1 BIM數據庫的構建 52

5.2. 2 SQL Server數據庫的構建 56

5.3基于BIM的綜合管廊設施管理系統功能實現 59

5.3. 1綜合管廊設施信息系統登錄 59

5.3.2入廊管線信息管理 60

5.3. 3 設備信息管理 63

5.3.4空間信息管理 68

5.3.5日常運維信息管理 71

5.3.6 管理方信息管理 74

5.4本章小結 77

6 結論與展望 79

6.1 結論 79

6.2 展望 80

參考文獻 81

附錄 84

致謝 98

1緒論

綜合管廊是將多種地下管線（排水、電力、通信、天燃氣等管線）集于一體的市政設施⑴。在城市基礎設施領域引入綜合管廊可以有效提高城市地下空間利用率，解決空中“蜘蛛網”、“馬路拉鏈”、“城市內澇”等城市問題。作為現代化智慧城市的重要組成部分及新型城市市政基礎設施現代化的重要標志，我國已經將綜合管廊作為未來重點建設的領域。2013年以來，我國綜合管廊的建設逐漸提上日程。國務院、財政部、住建部等多個部門接連發布多項政策文件，以規范和引導綜合管廊的建設，具體政策文件匯總如表1.1所示⑵。在我國政策推動和城市轉型升級的雙重驅動下，城市綜合管廊的建設如火如荼。

表1.1綜合管廊相關政策匯總

管廊試點城市的通知》

部門年份文件/會議主要內容

2014 《關于開展中央財政支持地下綜合中央財政對滿足要求的城市綜合管廊

管廊試點工作的通知》試點城市給予專項資金補助。

與 2016 《住房城鄉建設事業“十三五”規爭取于2020年建成一批具有國際先進

住劃綱要》水平的地下綜合管廊，實現城市地面景

建觀的明顯好轉。

部 2018 關于征求行業標準《綜合管廊運行對有關綜合管廊運行維護及安全技術

維護及安全技術標準（征求意見標準的意見和建議進行征集。

稿）》

隨著綜合管廊建設經驗的逐漸積累，綜合管廊專業方面上的技術難題都已經得到了很好的解決，而對建成后的綜合管廊設施如何進行高效、全面的管理還未引起高度重視。目前各專業市政管線入廊并投入運營的時間還比較短，但全國各地均已出現因綜合管廊內部環境過于潮濕導致的金屬支架生銹甚至附屬設備損壞的現象，有些地區出現更為嚴重的其他情況。據業內相關統計，每年因市政管線事故造成的直接經濟損失就數以十億，從2009年至2013期間，媒體報道的市政管線安全事故就有75例，造成這些安全事故的主要原因包括：① 材料質量達不到國家標準；②施工過程中操作不當；③管廊內部管線連接處產生的腐蝕、徐變和開裂等；④未對故障設備進行及時的維修處理⑶。從造成安全事故的原因可以看出，有效的綜合管廊設施管理對其安全運行也起著至關重要的作用。綜合管廊是一種狹長的地下隱蔽工程，其自身的特殊構造及作用使得設施管理具有復雜性。對于已建成的綜合管廊，單單依靠人工巡檢管理模式已經無法滿足設施管理的要求，這種維護為主的被動管理模式也嚴重制約了綜合管廊的設施管理效率。

近年來，BIM技術被廣泛應用于社會的眾多行業領域中，該技術的深度應用實現了建企項目的精細化、集約化管理。關于BIM技術相關政策文件也是相繼推出，住建部于2016年8月頒發了《2016?2020年建筑業信息化發展綱要》，并明確提出應將BIM、GIS等信息技術應用到綜合管廊建設過程中，并借助這些信息技術建立綜合管廊集成管理系統，形成具有智能化、高效運營服務能力的市政基礎設施；2017年10月25日住建部在《建筑10項新技術》推廣應用的

通知中，又將BIM技術列入其中。可以說，BIM技術與城市綜合管廊信息化建設己經密不可分。本文的重點是將BIM技術應用于綜合管廊設施管理，建立基于BIM的城市綜合管廊設施信息管理系統，以改變綜合管廊傳統設施管理模式, 實現綜合管廊設施信息的高度集成、提高設施管理效率，減少安全事故的發生。

1.2國內外研究現狀

1.2.1綜合管廊在國內外的建設概況

十九世紀30年代，法國巴黎政府決定在城市道路下進行大規模的建設地下管網以解決排水不暢而導致的城市衛生問題，在進行大規模的地下管網規劃建設時，工程師們考慮到排水管的橫截面積都比較大，創造性的將其他的市政管線也納入到地下規劃中，這種創造性的舉措使得他們建設的地下管網成為了世界上最早意義上的綜合管廊。在意識到綜合管廊能給城市帶來很多益處之后，歐美各發達國家也紛紛開始興建綜合管廊⑷。1861年，英國在倫敦建設了第一條屬于自己的綜合管廊,德國于1890年修建了一條長達455米的地下綜合管廊。 20世紀以后，美國、日本等國家掀起了綜合管廊建設的熱潮。國土雖然遼闊但城市卻高度集中的美國和加拿大也非常重視綜合管廊的建設，如美國的紐約將大型的供水系統完全布置在了管廊內，實現供水系統的綜合管理⑸。而日本更是重視地下空間的開發利用，主要是因其國土面積狹小、人口密度大進而導致的城市用地緊張。日本最早的綜合管廊是在1926年開始建設的，當時為了方便推廣將綜合管廊改稱為“共同溝”，于1963年頒發了《綜合管廊實施法》，明確規定了綜合管廊是城市道路附屬設施，成為世界上第一個在該領域立法的國家 ⑹。值得一提的是東京臨海地下綜合管廊，該項目容納了 9種專業市政管線，并將這些管線科學、合理地分布在廊內，對地下空間進行了有效利用，是目前世界上規模最大的管廊項目之一⑺。國外部分著名綜合管廊容納管線類型以及斷面形式如表1.2所示。

表1.2國外部分綜合管廊建設概況

時間管廊名稱入廊管線類別截面形式及標準斷面尺寸

1861 英國倫敦市蓋特威給水、燃氣、電力、通信半圓拱形，寬2.7m,高

克綜合管廊 2.3m

1923 日本東京后火車站至昭通信、電力、給水矩形，寬4.0m,高2.6m

和街綜合管廊

1940 瑞典斯德哥爾摩市綜合電力、電信、上水、下水、圓形，直徑8m

管廊中水、暖氣

1956 日本東京市福岡千代綜給水、電力、通信、下水矩形，寬6.45m,高4.95m

合管廊

1997 日本東京市青山地下綜給水、排水、電力、通信、圓形，外徑5.07m,內徑

合管廊供暖、蒸汽 4.77m

2004 新加坡濱海灣綜合管廊垃圾回收、通信、給水矩形，寬18m,高7m

與國外綜合管廊建設情況相比，我國城市綜合管廊建設起步較晚，最開始只是在大型公共空間設置一些管線走廊或者電纜溝，天安門廣場敷設的綜合管廊是我國開展最早的一條，長達1076米。此后，也有部分城市開始興建綜合管廊，但這些都是比較早期的綜合管廊，其結構比較簡單，算是綜合管廊的雛形⑹。而1994年，上海浦東新區綜合管廊的建設成為國內第一條規模較大、距離較長、設備較完備的管廊，并配套了較為齊全的安全設施和中央計算機管理系統⑼。近幾年，隨著綜合管廊政策的相繼發布，各地區掀起了綜合管廊建設的熱潮。從2015年的包頭、沈陽、哈爾濱等10個第一批綜合管廊試點城市的入選到2016 年的鄭州、廣州、石家莊等15個第二批試點城市的入選，可以看岀，綜合管廊的建設在政策層面的推進和支持下全面展開，其中第一批各試點城市綜合管廊規劃長度如圖1.1所示。在成都舉行的2017國際隧道及地下工程高峰論壇中，英國皇家工程院院士馬汀•奈茨談到綜合管廊在中國的應用時說：“中國雖然還處于初步發展階段，但已經有全方位的規劃，十年之后，中國可能成為地下管廊大國，屆時，它將向世界介紹自己的經驗。國家正積極展開管廊的探索建設工作，以期帶動城市發展，煥發城市新活力。所以，對于綜合管廊的相關研究也應重視起來。

1.2.2城市綜合管廊國內外研究現狀

(1)國外研究現狀

國外學者對于綜合管廊的研究主要體現在規劃設計、可持續發展及監控系統設計等方面，主要成果如下：

Hunt (2014)等人的研究得出了從全生命周期的角度來看，相比傳統市政管道，在城市規劃過程中采用城市地下綜合管廊是更加經濟、更加持續的選擇,

該研究將運維成本納入經濟評價體系中，將兩種方式的經濟性進行對比，最后了該觀點Z。

Canto-Perello等人(2016)主要分析了影響綜合管廊規劃的內外部影響因素, 并采用SWOT分析法和AHP分析法對這些影響因素進行綜合對比分析，并計算出各影響因素在規劃決策階段所占的比重［12］。

Kang Jin A (2011)等人提岀通過安裝監控設備和處理閉路電視(Closed Circuit Television, CCTV)圖像，對綜合管廊進行實時監控，以應對綜合管廊管理過程中的突發狀況［⑶。

AliS (2015)主要研究了將物聯網技術(IOT)應用到綜合管廊，采用現場溫度、濕度等現場傳感器對綜合管廊內的環境以及入廊管線數據進行采集和獲取，在一定程度上實現了綜合管廊設施信息化的管理Ml。

Nakano (2011)等人主要是對綜合管廊的監控系統進行了研究，并結合光纖傳感器自身的優點(測量距離長，不需要額外的電力支持等)，適合用于城市綜合管廊的遠距離監控，提出了在綜合管廊中應該使用光纖傳感器和監視攝像頭構成的結構化監控系統2】。

(2)國內研究現狀

通過查閱國內大量有關綜合管廊的文獻，并對這些資料進行深入研究，發現目前國內學者對于綜合管廊的研究主要體現在兩方面：一方面是針對綜合管廊規劃設計階段的研究；另一方面是綜合管廊的推廣策略和后期運維模式的研究。

劉云龍(2017)等人在綜述了國內外綜合管廊的發展現狀的基礎上，分析了綜合管廊的特點，并提出了綜合管廊在設計及規劃上的要點，同時針對附屬設施設計也做了深入研究［⑹。

張女青，張欣慧(2017)研究了從政府管理決策視角下，綜合分析了影響綜合選線的因素，總結出了四個因素，分別是：計劃性、利用率、管廊成本、管廊效益，并在這四個影響因素的基礎上建立了層次結構模型，確定了相關因素的權重，同時也對各因素指標進行了評估"I。

王蕾、李銳(2017)通過分析影響綜合管廊路徑規劃的主要因素，基于脆弱性視角提出了地質脆弱性與脆弱路段的概念，闡述二者與綜合管廊建設之間的密切聯系。并基于脆弱性視角分別建立多約束單目標規劃模型和多約束多目標規劃模型,采用不同算法求解，形成多種具體的路徑方案［國。

李長飛、李順龍(2017)根據濟南市工業北路綜合管廊建設工程實例，參考國家頒發的一系列綜合管廊標準、規范，進行了較為系統的設計計算"I。

蒲貴兵(2016)等人對重慶市的新區綜合管廊設計、施工及運營等各個階段進行了分析，針對該市的情況，總結了綜合管廊存在的問題，并從宏觀層面提出了相關建議，如國家應出臺相關政策以加強和規范綜合管廊的建設，同時應該岀臺相關配套政策以確保綜合管廊的后期運營，并應合理制定入廊管線種類相關規定㈤］。

于笑飛(2013)針對己建青島高新區綜合管廊存在的維護和運營管理等問題，從綜合管廊的建設及投融資，維護管理工作體制機制等多個角度進行分析, 并總結了該區存在實際管理經驗不足、缺乏專業人才等問題，同時也提岀了相應的對策0］。

和曉丹(2017)構建了我國城市綜合管廊PPP項目運維管理的評價指標體系，該體系一級指標主要包括五個方面，包括：管理組織、管理制度、運營收費及法律環境，并采用了層次分析法(AHP)識別了綜合管廊運維管理的關鍵指標，并對這些關鍵指標深入分析©I。

錢誠、付光輝(2016)從綜合管廊的可持續發展的角度出發，剖析了我國岀臺的關于綜合管廊相關的政策文件及技術的應用情況，總結了影響國內推廣綜合管廊的制約因素，并通過建立模型詳細對這些影響因素之間的關系進行分析，并找出關鍵因素，提出相應的建設性意見，該研究為我國綜合管廊的推廣推廣提供了新思路［羽。

此外，近幾年國家層面也出臺了許多有關綜合管廊的政策、規范等文件，從法律層面上確保城市綜合管廊建設工作的有序進行。其中2015年《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838—2015)的發布對綜合管廊建設的規劃，主體結構、各專業入廊管線的設計及后期設施維護等方面進行了詳細的規定，再次對我國城市綜合管廊的全面發展起到促進作用。

1.2.3 BIM技術國內外研究現狀

結合本文主題，該部分著重闡述BIM技術在設施管理中的研究現狀。

(1)國外研究現狀

Becerik-Gerber (2012)等人先是通過網絡調查和面對面訪談這兩種方式評估了 BIM應用到設施管理的可能領域及應用地位，然后，對基于BIM的設施管理系統的數據需求進行分析并將這些數據分類，該研究為后續的進一步研究打下了良好的基礎a】。

Akcamete (2010)等人通過研究發現，設施運營階段產生的費用遠遠大于設計、施工等階段，且設施運維階段產生的費用占其生命周期總成本的60%以上，他們認為BIM技術在設施管理的作用并不局限于設計、施工階段的集成，更重要的是要將集成信息作為設施管理的基礎數據源，并根據BIM自身的特點對設備的可視化管理和空間關系進行分析，該研究論證了 BIM技術在設備管理方面應用的潛力©1。

Bourdeau (2012)等人利用BIM技術，為新建和既有建筑開發了一種創新的能源管理系統。該系統能夠預測能源需求，同時能夠通過用戶行為的改善來降低能源的使用量，從而提高能源的使用效率［26】。

Deng(2016)等人基于實例的方法生成了 IFC和City GML之間的映射關系，實現了 BIM和GIS這兩個領域之間不同細節層次(Level of Detail)之間的信息轉換，這兩種技術之間的信息轉換進一步促進了信息的集成和綜合利用0］。

Liu和Issa (2012)開發了一種BIM軟件的附加工具，這個工具可以在項目設計階段就能預測設施運營維護階段可能出現的問題。另外，他們為了更方便檢查和定位建筑管線信息，將BIM和GIS (地理信息系統)進行集成，實現了建筑管線設施管理過程的可視化％］。

(2)國內研究現狀

胡振中(2013)等人將BIM技術與二維碼技術進行結合，開發了設備管理系統，該系統實現了設備的維護維修、設備識別和應急管理的功能［29】。

王廷魁和張睿奕(2013)將BIM技術應用到建筑設備管理，認為BIM模型作為設備可視化的工具，能夠對更復雜管線信息的全面有效的管理，實現設備管理的信息化程度，提高管理效率卩°】。

過俊和張穎(2013)研究了將BIM技術應用到建筑設施管理的日常管理模塊，并開發了基于BIM的建筑設備運維管理系統，實現了設備基本信息查詢及保修維護等的日常管理功能，該研究初步探索了 BIM技術在建筑設備運維階段的應用卩1］。

張建平、郭杰(2008)等人在IFC標準的基礎上，開發了建筑設備集成的智能物業管理系統，該系統綜合運用了 IFC標準與BIM標準，實現了建筑物業管理階段對設計、施工階段信息的集成與繼承，在一定程度上實現了項目信息的交換和共享［辺。

余文婷和李希勝(2016)綜合應用了 BIM技術和數據庫管理技術，開發了基于BIM的建筑設施管理系統，實現了 BIM信息數據向數據庫管理系統的流轉, 該研究在一定程度上提高了了建筑設施管理效率⑴】。

BIM技術應用于城市綜合管廊的主要研究成果：

鄭思龍(2017)研究了 BIM技術應用到綜合管廊工程設計的必要性及可行性，并根據BIM技術的特點及技術落地的客觀要求，構建了 BIM協同設計模式框架體系厲］。

李飛(2017)通過理論分析應用BIM技術能夠解決綜合管廊建設過程中的存在的工程質量、進度、成本中一些難以使用傳統方式進行有效控制的難題，并通過實際案例證實了 BIM技術確實能夠解決綜合管廊建設過程存在的一些問題，在一些常規手段難以解決的地方大放異彩3】。

陳萌(2017)探討了 BIM和GIS這兩種信息技術融合應用的具體情況，并闡述了這兩者深入應用到綜合管廊的難點，為以后同類研究提供參考卩叭

鄭立寧(2016)提出了將云技術應用到綜合管廊信息管理的思路，構建了基于云計算技術的綜合管廊運營管理系統框架，并對系統需求及系統實現進行了理論上的分析卩I

曹茂春、張東霞(2016)提出了智慧綜合管廊信息化的兩種建設方案…工業控制和基于管道信息化，并在這兩種思路的基礎上，提出綜合管廊信息化建設的目標，構建了綜合管廊信息化的總體架構，闡述了智慧化管廊建設包括的主要內容，同時也分析了 BIM和GIS技術相結合在綜合管廊的應用前景與］。

1.2.4國內外研究評述

國外學者對城市綜合管廊的研究側重綜合管廊的整體規劃及綜合管廊的建設對環境社會的影響，可持續性是他們關注的重點；國內學者對綜合管廊的研究則主要體現在設計和施工階段。

BIM技術在設施管理的應用方面，國外學者的研究內容比較廣泛，既有基于BIM平臺的設施管理信息化的研究，也有關于BIM技術與其他系統之間集成的研究；基于BIM的綜合管廊的應用方面，國內學者的研究主要集中在設計、施工階段，也有少數學者提岀了綜合管廊智能信息化建設的理論框架。

從上述分析可以看出，綜合管廊是城市市政基礎設施未來發展的重要方向，學界對它的研究大多還停留在規劃、設計及建設環節，而成本消耗最大，持續時間最長的綜合管廊運營維護階段的研究則相對較少。綜合管廊設施管理正是處于全生命周期最長的階段…維護階段，更需要利用信息化技術進行高效管理。同時BIM的研究也是以房建中的應用為主，在市政工程尤其是綜合管廊的應用研究也只是停留在在規劃、設計和施工階段。經過對上述相關研究的深入分析可以發現，BIM應用于綜合管廊設施管理的研究相對缺乏，需要做進一步研究。

1.3研究目的及意義

1.3.1研究目的

本研究的目的并不是為了設計和開發一個完善的、供業主或綜合管廊運營管理方直接使用的商業運行維護管理軟件，而是提出了一個基于BIM技術的綜合管廊設施信息管理集成的思路。目前綜合管廊設施信息管理主要以維護為主的被動式管理模式，這種管理方式存在滯后性，無法實現綜合管廊設施維護的及時性和完好性，影響設施設備維護保養質量。綜合管廊的構造具有隱蔽性，致使綜合管廊設施管理過程中具有復雜性及發生災害時的連鎖性等特點，同時也增加了綜合管廊設施管理的難度。綜合管廊是服務于整個城市運行的“生命線”，在設施管理過程中，一旦處理不當，都有可能導致嚴重甚至是災難性的后果。因此，及時采集綜合管廊內溫度、濕度等環境相關參數信息，實時掌握綜合廊內設施的運行狀態也是保證綜合管廊正常運行的關鍵。本文旨在綜合應用BIM技術和數據庫技術，整合分析綜合管廊設施信息，開發基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統，實現入廊管線信息管理、附屬設施信息管理、空間信息管理、日常運維信息管理和管理方信息管理五個功能模塊，為綜合管廊設施信息有效管理提供借鑒和指導。

1.3.2研究意義

1.3.2.1 理論意義

(1)提出一種可行的綜合管廊設施信息管理的思路，從理論上實現了綜合管廊設施全過程的信息集成與共享，為提高綜合管廊設施信息管理水平和管理效率的研究提供參考。

(2)分析BIM應用于綜合管廊設施信息管理的優勢，擴大了 BIM理念。將BIM技術擴展到城市綜合管廊的設施管理領域，進一步發揮了 BIM技術的應用價值。

(3)BIM技術與數據庫管理系統的集成研究，可為以后BIM技術與其他多種系統的進一步集成研究做鋪墊。

1.3.2. 2 實踐意義

(1)相較于房屋建筑項目，綜合管廊項目地下隱蔽工程較多，涉及的設備和管線也更加復雜，通過BIM提供的可視化操作及展示平臺，可以快速定位故障設備，分析故障設備相關參數，并做出有針對性的維修方案，大大節省了設施管理人員查找信息的時間。

（2）本系統通過WEB的方式提供人機交互的界面，便于用戶在局域網內隨時通過網絡登錄系統平臺訪問數據庫，實現了系統信息的查詢、更新、刪除等功能操作，在一定程度上提高了綜合管廊設施信息管理效率。

1.4研究內容

本文共分為六章，各章的主要研究內容如下：

第1章：緒論。首先分析了綜合管廊國內外建設概況、綜合管廊國內外研究現狀及BIM技術在相關領域的應用情況，在此基礎上，引出本文的研究思路和研究意義，并對文章的研究方法和技術路線進行梳理。

第2章：綜合管廊設施管理概述。本章主要依據設施管理的內涵，并結合綜合管廊自身的特性，確定了綜合管廊設施管理的定義及其信息管理的特點，在此基礎上詳細分析了綜合管廊設施信息管理的現狀。

第3章:基于BIM的綜合管廊設施信息管理優勢分析。本章首先闡述了 BIM 的內涵和特點，提出了實現基于BIM的綜合管廊設施信息集成和數據存儲平臺的關鍵要素；其次，從FLM理論和價值管理理論的角度，對BIM應用于綜合管廊設施管理進行優勢分析。

第4章：基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統設計。本章首先對系統功能需求進行分析，在確定系統要實現的功能之后，倒推出系統所需要的數據，并對需求的數據和獲取方式分別進行分類和分析；其次，以需求分析的成果作為目標對系統進行了結構設計、功能設計及數據庫設計。其中功能模塊主要包括入廊管線信息管理、設備信息管理、空間信息管理、日常運維信息管理和管理方信息管理。此外，詳細介紹了實現系統功能的SpringMVC及ODBC接口的技術原理。

第5章：基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統實現。在IntelliJ IDEA平臺下，開發建立基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統，對系統功能實現過程采用Java語言編程，使用戶能夠以WEB的方式在局域網內隨時通過網絡登錄系統平臺訪問數據庫，并結合實際案例，對系統進行測試，驗證了該系統的可行性。

第6章：結論與展望。總結全文的主要結論，并根據本文的不足對后續研究進行展望。

1.5研究方法和技術路線

1.5.1研究方法

本文主要采用的研究方法歸納如下：

(1)文獻研究法

搜集國內外綜合管廊和BIM技術的相關文獻進行深入研究并加以總結，以理清論文思路并確定論文的理論框架和具體研究內容。

(2)定性分析法

根據目前綜合管廊設施信息管理存在的問題，從FLM理論和價值管理理論的角度出發，定性分析BIM技術應用于綜合管廊設施信息管理的優勢，進一步證明了 BIM技術應用于綜合管廊設施信息管理這一思路合理性。

(3)案例研究法

通過實際案例的模擬，驗證基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統的可行性。

1.5.2技術路線

本研究的技術路線如圖1.2所示：

圖1.2技術路線圖

2綜合管廊設施管理概述

2.1設施管理的定義和內容

2.1.1設施管理的定義

設施管理（Facility Management,簡稱FM）是一門交叉學科，它綜合了建筑科學、管理科學、行為科學和工程技術的基本原理。自上世紀八十年代以來, 各個國家漸漸認識到了設施管理對組織的重要性，紛紛建立起了專業的設施管理機構，如美國的IFMA,英國的BIFM等。目前設施管理正在全球快速發展，但對于它的術語和解釋，不同機構和個人都有不同的認識，至今對這個概念還沒有形成統一的定論。下面總結幾個主流協會對設施管理的認識，詳見表2.1。

表2.1設施管理定義

協會定義

國際設施管理協會（IFMA） [39】

英國設施管理協會（BIFM） [40]

澳大利亞設施管理協會（FMAA）

[41]

德國設施管理協會（GEFMA） [42】

香港設施管理學會（HKIFM） [43] 設施管理是一門包含多種學科的專業，它通過人員、空間、過程和技術的集成來確保建成的建筑環境功能的實現。

設施管理是對組織中約定的服務進行維護和發展的過程的集成，能夠促進組織的基本活動的效益。設施管理是一種商業實踐，它通過優化人、資產和工作環境來實現企業的商業目標。

設施管理是利用設施來滿足人們工作的基本需求、支持核心組織流程、并提高資本回報率的管理學科。

設施管理是一個機構，將其人力、運作及資產整合以達到預期戰略性目標的過程從而提升企業的競爭能力。

根據上表可以看出，雖然不同的主流協會站在不同的角度給設施管理做出了不同的解釋，但體現的思路都是一致的。設施管理的核心即以設備及其組成的整個系統作為研究對象，運用各種技術、經濟和組織措施，對整個設備的全

壽命期進行全面、全過程的高效管理，它的目的在于充分發揮設備功能的同時, 實現最佳的設備投資效果屮］。

2.1.2設施管理的內容

雖然設施管理的發展至今已有幾十年，但因其涉及的內容非常廣泛，目前各個國家對于設施管理內容的劃分尚未統一。

國際設施管理協會（IFMA）提出設施管理的內容主要包括八個方面：不動產、規劃、預算、空間管理、室內規劃、建筑工程服務與建筑物的維護和運作。威爾遜將這八方面的內容減少了三個方面，他將設施管理內容劃分為從不動產、長期規劃、建筑項目、建筑物管理和辦公室維護五個方面。其他學者也從不同的角度對設施管理的內容進行劃分。其中比較典型的是Quah提出的設施管理內

圖2.1 Quah界定的設施管理內容

2.2綜合管廊設施管理的定義和特點

2.2. 1綜合管廊的特性

相較于房屋建筑項目，綜合管廊屬于狹長的地下構筑物，地下隱蔽工程較多，涉及的設備和管線也更加復雜，具有自身的特性QI。

（1）隱蔽性。綜合管廊通常布置在城市主干道路下方，屬于隱蔽工程。在城市規劃過程中，可能會將電力、通信及燃氣等多種管線統一容納到綜合管廊內，而這些管線置于廊內具有一定的危險性，且綜合管廊一般埋深都比較淺，一旦發生燃氣泄漏、爆炸等事故，將對周圍居民和地上建筑物造成嚴重的傷害。

（2）復雜性。綜合管廊容納的管線多則能達十幾種，涉及的專業也非常復雜，如自來水、電力、熱力、天然氣等專業管線，且每一類專業管線在施工和管理方面都有自身的特點和管理方式。配套附屬設施（如通風、排水、消防及監控等）的敷設更是增加了綜合管廊的復雜性。綜合管廊容納管線及附屬設施的多樣性也決定了其建設和維護管理過程的復雜性。

（3）連鎖性。綜合管廊內敷設的管線是服務于城市運行的“生命線”，它的運行狀態關系著城市供水、供電、燃氣、熱力、通信等生活必需品的供給狀況，一旦運維管理過程中處理不當，都可能會發生嚴重甚至是災難性的后果，而且發生災害的危險源通常是不確定的。如管廊內電力管線的引起的火災，會造成其他管線的損壞，甚者會引起燃氣爆炸，進而影響城市居民的正常生活；綜合管廊內的環境（溫度、濕度、含氧量等）參數不達標也會直接或間接地對綜合管廊入廊管線及設施造成損害。這種災害的連鎖性也會給事故之后的救援和處理帶來非常大的困難。

綜合管廊自身的這些特性，大大增加了設施管理的難度。因此，在進行綜合管廊設施管理過程中，不能將其完全等同于建筑設施管理，而應根據這些特性對綜合管廊進行針對性的管理。

2.2.2綜合管廊設施管理的定義

綜合管廊是集多種市政管線于一體的地下構筑物，其設施主要包括主體結構、各專業入廊管線及附屬設施。其中主體結構主要包括：構成綜合管廊的梁、板、柱等；各專業入廊管線包括：給水管線、熱力管線、電力管線、通信管線及中水管線等；附屬設施主要是指為保證綜合管廊的正常運行設置的專業配套設施，如通風系統、排水系統、監控系統、消防系統及監控系統等。

對于綜合管廊設施管理的定義目前還沒有明確的解釋，在此本文依據設施管理的內涵，并結合綜合管廊自身的特性為綜合管廊設施管理做如下解釋：綜合管廊運營單位及入廊管線單位依據設施管理需求，通過人員、空間、過程和技術的集成實現管廊環境功能的實現，在發揮設備功能的同時，達到設備的最佳投資效果。從設施全生命周期的角度來看，綜合管廊設施管理應該在其規劃、設計階段就將未來設施管理的多方面需求考慮在內，實現全過程、全方位的管理。

2.2. 3綜合管廊設施信息管理的特點

綜合管廊自身的特性也決定了其管理過程中信息的復雜性。綜合管廊設施信息除了涵蓋本階段的產生的信息，還包含項目全壽命周期其他各階段的信息，如施工階段設備安裝信息、合同管理信息，竣工階段的驗收資料等。結合綜合管廊建設項目自身的特點，可總結綜合管廊設施管理過程中設施信息主要以下四個特點跑:

(1)信息數量龐大

綜合管廊設施管理涉及的信息包括本階段產生的信息及項目全生命周期其他各階段產生的信息，信息量相當龐大。據相關統計，隨著項目的不斷開展，建設項目的信息是急劇增加的，一個大型建設項目在實施過程中，產生的文檔如果用紙張表現的話，可達幾十噸。龐大的數據信息也導致信息類型、存儲格式的不一致等問題，難以實現信息集成與共享。

(2)信息類型復雜，不利存儲和獲取

綜合管廊設施信息按照不同的方式可以劃分不同的類型。按照建設階段劃分，設施信息主要包括決策階段設施信息、設計階段設施信息、施工階段設施信息、運維階設施段信息，且由于各參與都是將信息儲存到自身的管理系統中，系統之間往往是不兼容的，信息格式也不同；若按照存儲形式劃分，設施信息主要包括兩類：一類是結構化信息，能夠用數據或統一的結構加以表示，主要是存儲在數據庫中便于進行管理，如構件尺寸、投資、進度、質量等規則數據; 另一類是非結構化信息，主要是指工程上的文檔、圖片、各種合同、施工錄像等，而通常情況下，綜合管廊項目建設過程中大部分信息屬于非結構化的，結構化的信息是占少數的。

（3）信息源多，存儲分散

綜合管廊項目建設過程中，施工單位及各專業管線單位等都會參與其中，信息來源很多，且各參與方都會將參與過程中產生的信息儲存到各自的信息系統中，進而使得信息存儲極度分散。同時由于各參與方存儲信息時使用的軟件不同，致使信息之間不能進行有效傳遞，無法實現信息的共享。

（4）信息的動態性

從項目全生命周期的角度來看，運維階段所持續的時間是整個生命周期中最長的，而綜合管廊設施管理也主要集中在該階段。綜合管廊設施信息管理主要是針對設備或與設備相關的設施進行維修、預防性維護，期間會產生很多與設施相關的信息，且設施在不同的時間點，產生的信息也不同。設施信息的這種動態性，有助于分析設施的運行狀態，進而做出決策。信息的動態性對有效的設施管理非常關鍵，正是這種動態性大大增加了綜合管廊設施管理的難度。

2.3綜合管廊設施信息管理現狀

目前綜合管廊設施信息管理主要有兩種方式：人工信息管理模式和利用軟件管理系統的信息管理模式Hl人工信息管理模式是一種通用的管理模式，主要依靠人工對綜合管廊信息進行輸入、修改、添加、更新等操作來實現管廊設施信息的管理；軟件管理系統的設施信息管理是人工信息管理模式的上升，如目前的綜合管廊監控報警系統。該系統主要監測管廊內有害氣體、空氣含氧量、溫度、濕度等環境參數，并能夠在緊急情況對各系統進行控制，但是此種管理仍然是以維護為主的被動管理模式，工作效率較低。尤其是當綜合管廊內發生設備故障時，仍然需要查找分析圖紙、翻閱設備參數信息，并要綜合考慮上下游相關設備的聯系，最后要結合相關經驗才能在現場嘗試解決設備故障問題。這種依賴專業管理軟件的管理模式，只能實現管廊運維這一階段的信息管理，不能集成綜合管廊規劃、設計、施工等其他階段的前期信息，而這些前期信息又是實現綜合管廊設施信息全面管理的基礎和前提。目前國內綜合管廊設施信息管理過程中存在的問題主要體現在以下三個方面:

（1）信息缺失嚴重

傳統的綜合管廊設施信息仍通過紙質文檔進行信息存儲，這些信息大多由綜合管廊設計方、施工方等各參與方提供，且各階段之間是分離的，信息也處于分散狀態，當上一階段的信息傳遞到下一階段時，由于各種原因會導致信息在傳遞過程中發生信息丟失或錯誤。例如，綜合管廊項目實施過程中，圖紙設計經過多次修改和調整后形成的最終設計藍圖遞交給施工單位，施工階段產生的信息文件也一并交給運維管理人員，最后管廊運維管理人員將設計、施工階段產生的大量信息手工輸入至專業的管廊運維管理軟件中，期間信息傳遞和溝通的環節較多，會不可避免的產生信息遺漏和缺失。

雖然現階段電子文檔或計算機應用軟件的出現可以解決部分紙質文件信息存儲帶來的缺陷，但由于不同軟件的數據儲存格式不一致，管廊信息在各個階段進行傳遞時因信息兼容性問題，也會產生大量信息的缺失。而綜合管廊設施信息管理主要處于項目運維階段，是項目的最后環節，信息缺失最為嚴重，這也給綜合管廊設施信息的有效管理帶來了巨大困難。

(2)信息不能有效共享

綜合管廊建設是多專業參與的綜合性工程活動，項目實施過程中各階段參與方較多，且各參與方在進行項目管理過程中都服務于本階段的管理目標。項目管理過程中各參與方采用的應用軟件來自不同的軟件商，不同的軟件在開發時遵循不同的模型數據標準，給數據儲存與管理帶來一定的障礙，致使管廊各階段信息無法進行共享和交互，造成“信息孤島”的局面。綜合管廊設施信息管理過程中不僅需要設計圖紙信息，還需要各種變更信息、現場簽證、竣工圖紙信息，也需要生產商提供入廊管線、附屬設施等相關信息。由于各個階段的管廊項目管理目標不同，各參與方信息所需的類型也不相同，所以很難對信息進行整合，而“信息孤島”導致管廊信息無法在運維階段繼承，從而增加大了管廊設施信息管理難度。

(3)信息管理成本高

綜合管廊項目實施過程中各參與方使用的應用軟件數據存儲格式不一致、信息傳遞環節較多造成的信息傳遞不流暢、信息丟失等問題導致信息集成度低，進而增加了管廊設施信息管理成本。理論上，管廊設施運維人員應在項目前期就參與其中，設計、施工等階段均應服務于管廊設施管理，各階段產生的信息也應該滿足管廊設施運維的需求。而在實際操作中，管廊項目各參與方都服務于本階段的項目管理目標，缺乏有效溝通，無法保證設施信息的完備性，致使設施管理人員在對綜合管廊進行維護時無法及時得到所需要的數據，影響設施信息管理效率，信息管理成本也大幅度增加。

通過上述綜合管廊設施信息管理現狀可以看出，目前我國綜合管廊設施管理沒有統一的信息集成平臺，信息化程度較低。綜合管廊管理理念仍停留在面向對象的傳統物業管理方式上，設施管理人員主要依靠大量的表單或表格，進行維護管理，維修的信息通常只是作為結果擱置，這種以維護為主的“被動” 式管理模式己經無法滿足綜合管廊設施管理的要求。而BIM技術作為實現項目信息化管理不可或缺的信息技術支撐，其深度應用呈現的集成化、多階段化、協同化等特點，為項目各參與方提供了一個信息共享平臺。基于BIM的綜合設施管理可以充分利用項目各階段的數據和資料，并對設施相關信息進行整合，能夠避免傳統設施管理模式存在的信息流失、“信息孤島”和信息無法集成等問題，實現建筑項目全生命周期內的信息共享、協同工作的目標，加快設施管理信息化的進程。

2.4 本章小結

本章首先對設施管理的定義和內容進行了闡述；其次，對綜合管廊的特性進行分析，主要包括隱蔽性、復雜性及連鎖性。在此基礎上結合設施管理內涵, 明確了綜合管廊設施管理的定義及信息管理的特點；最后，對目前綜合管廊設施信息管理的現狀進行分析，發現其中存在信息缺失嚴重、信息無法集成及信息管理成本高等問題，并提出將BIM技術應用于綜合管廊設施信息管理的思路。本章問題及觀點的提出為下文基于BIM技術的綜合管廊設施信息管理的優勢分析做鋪墊。

3基于BIM的綜合管廊設施信息管理優勢分析

3.1 BIM概述

3.1. 1 BIM 內涵

BIM (Buiding Information Modeling)是建筑信息化的統稱。作為一種先進的理念，它集成了建設項目前期規劃、設計、施工等全壽命周期的信息，為建筑信息提供了基本承載框架。BIM高度集成的信息模型能夠為項目各參與方提供各種3D視圖及精確的數字信息，有利于整個建設項目的運營流程。

BIM的最初構想是由喬治亞理工大學的查克伊士曼博士(Chuck Eastman, Ph.D)提岀的。他在研究“建筑描述系統”這個課題時提出了 “基于計算機的建筑描述”的理念，以實現建設工程的可視化和量化分析，提高建設效率o Chuck Eastman, Ph.D也因此被稱為“BIM之父” [48]O

雖然BIM技術被廣泛應用于各行各業，但是對于它的概念至今并沒有一個統一的定義，下面給出目前比較認可的兩種定義。美國國家BIM標準(The National Building Information Modeling Standards Committee)對 BIM 的定義如下：

BIM是一種信息模型，集成了項目的全生命周期的信息，實現了設施(建設項目)和功能屬性的數字化表達，支持各參與方在BIM平臺進行信息的插入、提取及更新等操作以支持和反應出項目各參與方的職責[49]。

國際標準組織設施信息委員會(Facilities Information Council)對BIM的定義為：BIM是在開放的工業標準下，對項目的物理特性和功能特性以及項目全壽命周期中的各種信息的集成表現，為決策提供依據，從而更好地實現項目的價值叫

從上述定義中，可以看岀BIM是一種貫穿項目全生命周期的思想，這正是 BIM的價值點所在，也注定了 BIM是一種過程管理。BIM作為過程，目前在項目各個階段的應用如表3.1所示。

表3.1 BIM技術在項目各階段的應用

規劃階段設計階段施工階段運營階段

現狀建模

成本預算

階段規劃規劃文本編制場地分析設計方案論證

設計建模

能耗分析

結構分析

LEED分析

規范驗證 3D協調

數字化加工施工系統設計三維控制和規劃空間管理

資產管理

災害管理

維護管理

建筑系統分析

3.1.2 BIM 特點

BIM主要有以下幾個特征：可視化、協同性、一致性和關聯性。

(1)可視化

可視化是BIM的一個重要特征。可視化能夠使得BIM模型中的構件之間形成互動性和反饋性的可視。在建設項目設計階段，可視化實現了 BIM模型以三維立體的形式描述建筑物，同時能夠在可視化的狀態下查詢、定義項目中的構件及設備；在施工階段，可視化能夠實現項目各參與方在同一個可視化平臺下對項目建設管理過程中出現的問題進行及時的溝通、討論和決策；在運維階段, 運維管理人員可以根據竣工三維模型的可視化快速定位故障設備，提高設施管理效率。BIM的可視化在項目的全生命周期管理過程起到了很關鍵的作用。

(2)協調性

協調也是項目建設過程中的重要內容。項目的順利實施需要業主、設計單位、施工單位等眾多參與方之間的協調配合，而BIM恰能為建設項目提供可視化的協調平臺。各參建單位通過BIM平臺對項目實施過程出現的問題(如管道與結構沖突，未留預留口等)進行協調會避免不合理變更方案的產生。

(3)模型信息的完備性

基于BIM平臺的三維模型不僅描述了項目的3D幾何信息和拓撲關系，而且集成了項目各階段信息，實現了項目全生命周期信息的存儲。模型信息的完備性除了能在設計、施工階段為管理人員提供決策信息，還能使得設施管理人員在建設項目運維階段快速查詢相關設施信息，提高設施管理效率和管理水平。

(4)一致性和關聯性

一致性和關聯性是當BIM模型的某一個參數或對象發生變動時，構件屬性

（幾何尺寸、空間位置等）也會發生相應的變動，即一處變動處處變動。該特性使得建設項目信息在各個階段都是統一的，各參建單位不需要重復建模，只需要根據經過鎖定的信息在同一模型上進行簡單的擴展和修改，統一了三維信息模型，也保證了模型數據的準確性和完整性。

3.1.3 BIM信息集成與存儲

BIM技術能夠支持建筑項目全生命周期的信息管理，使種類復雜、格式各異的信息得到有效的組織和追蹤，有效避免建設項目從上游階段向下游階段傳遞過程中信息流失的現象。而要實現這一目標，需要建立一個完善的BIM信息集成和數據儲存共享機制。

其中，在建立BIM共享機制時，BIM數據格式及類型是需要考慮的關鍵點，有必要對BIM的數據進行分析。由建設項目自身具有規模龐大、施工工藝復雜、建設周期長等特點可知，BIM數據產生的種類和類型也是非常復雜。從項目建設順序的角度，BIM數據可劃分為設計階段的BIM數據、施工階段的BIM數據及運營維護階段的BIM數據，如圖3.1所示。僅就設計階段而言，BIM數據又可按照專業劃分為建筑、結構及機電等專業BIM數據。

圖3.1 BIM數據按工程階段進行分類

從文件格式或數據標準的角度又可將BIM數據劃分為結構化和非結構化數據（如圖3.2所示）。結構化數據通常是指能夠通過模型數據庫進行存儲的數據, 該類型也是BIM數據的核心內容。非結構化數據通常是指CAD圖紙、合同文檔、會議紀要、現場照片或者視頻等不能用二維表結構來邏輯表達的文檔信息。而實際建設項目的全生命周期內非結構化信息也占有很大比例，它們通常是以

文檔的形式存儲和交換的，對業主或運營管理公司的設施等資產運營、維護及管理具有重要的指導意義卩習。因此，如何對數據類型復雜、格式各異的BIM數

要建立BIM信息集成平臺及BIM數據存儲機制，實現建設項目全生命周期

的工程信息共享這一目標［刃，需要從以下幾個技術要素解決，如圖3.3所示。

3. 2基于BIM的綜合管廊設施信息管理的優勢

3.2.1基于FLM理論分析

設施全生命周期信息管理（FLM, Facility Lifecycle Management）理論是在產品生命周期信息管理（PLM）理論與建筑工程全壽命信息管理（BLM）理論的基礎上提出的。FLM理論體系是由設施全生命周期管理、設施相關方全方位管理和設施管理要素三部分組成的集成化信息系統［52JFLM的核心是信息管理, 利用科學的技術對設施全生命周期中產生的所有數據信息進行采集、傳輸、存儲和共享，從根本上來優化項目實施過程中產生的信息流，解決傳統設施管理信息存儲、共享和管理方式等方面的問題，其中，BIM技術和IOT （物聯網信息技術）被認為是實現FLM最主要的兩種信息手段，這兩種技術能夠對設施管理過程中設施信息的采集、傳遞和交互共享起到很大的支撐作用。BIM技術和 IOT技術在設施管理過程中發揮著不同的作用。其中，IOT技術在綜合管廊設施信息管理過程的主要作用是實現設施設備的采集、傳輸和接收，以形成FLM系統中的端口 ; BIM技術主要是通過信息的交互共享形成FLM系統的中心數據庫o BIM技術以數字化、集成化的特征呈現，達到信息的共享，能夠使傳統管廊項目信息管理由單一的點對點式轉變為集中管理和共享式（如圖3.4所示），這種管理方式集成了綜合管廊項目在各個階段產生的信息，并在同一平臺下進行協調，由各參與方根據自己對信息的需求進行管理，避免了 “信息孤島”現象及信息在傳遞過程中的丟失和遺漏，同時綜合管廊設施管理人員在進行設施管理過程中，可以將繼承的管廊信息作為設施管理的重要基礎數據，如設施管理人員查詢管廊中某管線的基本信息時，可以通過BIM管廊模型進行快速定位，這樣大大提高了管廊設施信息管理的效率。BIM的深度應用能夠快速實現設施全生命周期的信息管理。

圖3.4 BIM改變傳統綜合管廊項目信息管理方式

3.2.2基于價值管理理論分析

“價值”體現了項目功能與成本之間的關系，價值的最大化即是以最低的成本來滿足功能性需求或者是以固定成本實現項目功能最高水平。從設施信息管理的角度來看，價值管理是在滿足建設項目需求的基礎上，考慮業主或者用戶的滿意度，對人員、技術、設備等資源進行整合，提供最優解決方案，以最佳成本實現設施資源價值的最大化，并使其價值不斷增加的過程。設施的價值管理過程如圖3.2所示，其中先進的科學技術在設施價值管理過程中起著非常重要的作用［利。傳統的綜合管廊設施信息管理過程中，項目設計、施工階段的相關信息需要由設施管理人員手動并重復輸入到設施管理軟件中，這些信息與綜合管廊運維階段的信息類型往往并不一致，導致后期運維管廊過程中成本增加且不能滿足管理要求，而運用BIM理念可以改變這一現狀。在綜合管廊項目實施過程中，通過BIM建模軟件輸入相關數據信息，可以繼承設計、施工等階段的所有信息，再根據綜合管廊設施信息管理要求，并將模型信息與運維管理信息進行整合，既能滿足管廊設施信息管理的可視化，又能提高管理效率，實現資源使用的最優化。從價值管理角度分析，基于BIM的綜合管廊設施信息管理的優勢有以下幾點：

（1）降低成本。在綜合管廊項目實施過程中，運用BIM技術可以將綜合管廊相關信息整合到一個平臺，并逐步完善模型信息，項目各參與方可以根據自身對數據信息管理的需求對模型信息進行查詢和調取，提高了項目信息對稱度, 從而減少了因獲取信息所需要額外花費的成本；將綜合管廊BIM平臺與RIFD （無線射頻技術）、電子監控等先進信息技術融合，管理人員無需現場巡邏便可掌握管廊內設備實時運行狀態，并對運行狀態迅速做出相關決策，同時能實時檢測管廊內有害氣體、空氣含氧量、溫度、濕度等環境參數，并對檢測設備進行控制，這樣減少了管廊巡檢人員數量，進而降低了勞務成本。

（2）提高管理效率。基于BIM平臺的綜合管廊設施信息管理，設施管理人員可以根據可視化模型對綜合管廊內任意構件精確定位，查看該構件的相關屬性，提高設施管理效率。如當管廊內發生設備故障時，設施管理人員不需要像傳統方式那樣查找分析圖紙、翻閱設備參數信息，綜合考慮上下游相關設備的聯系，還要結合相關經驗才能在現場嘗試解決設備故障問題，而是直接利用集成的信息BIM可視化模型，先快速定位故障構件或設備并切換至三維視圖進行分析決策。基于BIM平臺的設施信息管理改變了傳統綜合管廊設施管理方式，大大提高了管理效率。

（3）實現了管廊設施管理過程中信息資產的積累。綜合管廊設施管理資產的積累最重要的就是信息集成、整合，也即是信息資產的積累。傳統綜合管廊設施信息管理很難做到這一點，而BIM技術可以實現綜合管廊規劃、設計、施工、運營等全過程中信息的集成，并對集成的信息進行分析、整合，最終存儲到數據庫中，實現了信息資產積累。信息資產的積累便于設施管理者查找和掌握管廊構件信息，為設施管理人員提供管理依據，提高管理效率。

基于BIM技術的綜合管廊設施信息管理，符合FLM理念，提高了信息對稱度，減少了因獲取設施信息所需要額外花費的成本，實現了綜合管廊設施管理過程中信息資產的積累。可見，將BIM技術應用于綜合管廊設施信息管理在技術、經濟上都是合理、可行的。

3.3本章小結

本章首先對BIM的內涵進行深入分析，并總結BIM具有可視化、協調下、模型信息的完備性、信息的一致性及關聯性等特點。在此基礎上，提出了建立基于BIM的設施管理信息集成與存儲平臺的關鍵要素；其次，從FLM理論和價值管理理論的角度出發，闡述了 BIM應用于綜合管廊設施信息管理的優勢。BIM 技術應用于綜合管廊設施信息管理，提高了信息對稱度，減少了設施管理人員因獲取設施信息所額外花費的成本，實現了綜合管廊設施管理過程中信息資產的積累。本章的研究為下文基于BIM的綜合管廊信息管理系統設計的可行性提供理論依據。

4基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統設計

4.1系統需求分析

4.1. 1功能需求分析

綜合管廊中敷設的管線是服務于城市運行的“生命線”，它的運行狀態關系著城市供水、供電、燃氣、熱力、通信等生活必需品的供給狀況，一旦運維管理過程中處理不當，都可能會發生嚴重甚至是災難性的后果。因此，在規劃、設計、施工階段綜合管廊設施信息集成的完備性是其后期運維有效管理的依據和基礎；及時采集綜合管廊內溫度、濕度等環境相關參數信息，實時掌握綜合廊內設施的運行狀態是保證綜合管廊正常運行的關鍵［刑。傳統的以人工巡檢和監控系統相結合的綜合管廊設施管理模式，存在信息缺失、信息集成度低及信息管理成本高等問題，無法保證綜合管廊安全、高效的運行。綜合管廊運維管理主要通過現場不同監控系統的傳感器采集管廊內主體結構、設備、環境參數等信息，而這些監控系統之間是相互獨立的，系統之間無法很好的集成，這種管理模式在很大程度上制約了綜合管廊設施信息管理水平和管理效率的提升。應用BIM技術能夠將監控系統集成到BIM模型中，實現監控系統監測的信息與綜合管廊設施信息的一一對應，實現可視化的設施管理。

基于上述分析，并結合綜合管廊設施自身的特點，總結基于BIM技術的綜合管廊設施管理功能需求如下：

（1）有效的信息集成與共享。這里的信息集成和共享體現在兩方面。一方面是能夠集成、存儲綜合管廊規劃、設計、施工階段產生的信息，并將集成的三維模型作為項目各參與方信息共享的平臺，同時也為后期綜合管廊運維過程中設施管理提供基礎信息。另一方面是能夠集成和共享綜合管廊運營單位對管廊設施信息管理過程產生的信息。目前大多數城市綜合管廊的運維通常由各專業入廊管線單位（電力公司、通信公司等）和綜合管廊運營公司共同承擔。各專業管線公司負責本專業的管線和設備的維護，綜合管廊運營公司負責管廊公共空間和管廊附屬設備（通風、排水、照明、供電系統等）的維護，而各部門在進行設施管理過程中信息存在交叉，既存在屬于本單位的專業信息，也存在需要共享的公共設施信息，不能因為公共環境或者某個專業管線而影響綜合管廊的正常運行。因此，基于BIM平臺要能夠實現對各部門之間的信息集成與合理共享。

（2）可視化的信息管理。能夠將入廊管線、附屬設施等構件信息進行可視化的表達，不僅要求展示出設施三維空間位置，還要實現構件基本信息的快速查詢，并要可視化的展示管廊內管線、設備的運行狀態、合同糾紛狀態、成本控制狀態等信息；能夠將監控信息與BIM三維模型信息是一一對應的關系，方便設施管理人員清晰地了解管廊內各構件、設備的運行狀態。

（3）綜合管廊信息的實時采集。綜合管廊運維過程中設施信息采集主要有人工巡檢和監控系統兩種方式。巡檢人員、維修人員、成本管理人員及時上傳相關信息供設施管理人員參考。監控系統及時采集綜合管廊結構內部、入廊管線和各專業設備的信息，保證綜合管廊設施正常的運行狀態，同時也要確保BIM 模型信息也隨著管廊的維修、維護及時更新。

（4）安全監測和報警。綜合管廊是一種封閉狹長的地下構筑物，廊內敷設了多種市政管線，內部發生異常情況不易察覺，一旦運維管理過程中處理不當，不僅會影響綜合管廊設施的正常運行，甚至對整個城市生活造成嚴重后果，如管廊內發生火災時，會產生高溫煙霧及有害氣體，這些有害物質積聚于廊內，對設施管理人員和設施設備都會造成危害。此外管廊內的溫度、濕度等環境參數也都會影響管廊設施的正常運行。基于BIM平臺的管廊設施管理要能夠依靠環境監控系統的探測器實時采集管廊內溫、濕度等環境參數，依靠設備監控系統及時采集設備運行參數，并對這些參數進行監測，一旦參數超出閾值，能夠及時報警并提供給設施管理人員，設施管理人員再通過設施管理平臺及時掌握故障設備信息（故障設備位置、災害程度、設備信息、對應的維修人員和維護單位），以制定相應的應急對策。

4.1.2數據需求分析

在建筑設備管理領域，設施管理通常按照設施管理的內容進行劃分，比較典型的是Quah給出的設施管理內容，包括空間管理、財務管理、運營管理和行為管理四大類[48]o城市綜合管廊設施信息管理主要是針對管廊的內部環境及入廊管線/附屬設備的管理，本文借鑒建筑設施管理內容，并考慮到綜合管廊自身的特殊構造及其設施具有的隱蔽性、復雜性和發生災害時的連鎖性等特點，提出基于BIM的綜合管廊設施信息管理的主要內容包括以下幾個方面：入廊管線管理、附屬設施管理、空間管理、應急管理、設施成本管理、日常運維信息管理、管理方信息管理。

針對以上系統的功能需求分析及綜合管廊設施管理內容的分類，每部分設施管理內容都需要的相應數據支持，基于BIM技術的綜合管廊設施管理數據需求主要包括BIM管理平臺信息和監控系統采集的信息少］。

4.1.2. 1 BIM管理平臺數據

BIM管理平臺信息包括三維模型數據、入廊管線數據、各專業設備數據和管理方信息，如表4.1所示

表4.1綜合管廊BIM管理平臺信息數據

BIM平臺信息數據分類具體信息

建筑部分長、寬、高等空間尺寸；人員出入口、投料口、進風口、排風口等安裝位置信息

結構部分基礎、梁、板、柱幾何尺寸信息

機電部分照明、通風、排水、標識、消防、監控系統等

入廊管線/設備設備編號(ID)、設備名稱、材質、供應商、安裝位置和性能等

其他設備信息維護狀態、維護歷史等運行維護信息

設備供應商和保修期、入廊管線所屬單位等合同信息

購置成本、安裝成本、維護成本和折舊額成本信息

管理方信息管理平臺各參與方的管理人員信息，包括管理人員編號、姓名、簡歷、照片、所屬單位

理想狀態下，以上數據是伴隨著綜合管廊建設的過程中逐漸積累的，由各參與方在同一個平臺下進行設施相關信息的輸入，為后續運維階段設施信息管理提供基礎數據。

4.1.2.2綜合管廊監控數據

綜合管廊監控系統主要由火災監控系統、視頻監控系統、設備監控系統、環境監控系統及安全防范系統五大系統構成。每個子系統會根據自身的功能采集管廊設施運行的現場數據，各個系統數據采集總結如下：

(1)火災監控系統主要通過終端的感煙探測器對現場數據信息進行采集，

根據《城市綜合管廊工程技術規范GB 50838-2015》的規定，每200m設置一個防火分區，每個防火分區間隔14m要布置一個感煙探測器。通常情況下，管廊內還會設置手動火災報警按鈕，便于巡檢人員在發現火災時第一時間報警。火災監控系統信息如表4.2所示。

表4.2火災監控系統數據收集表

攝像頭編號位置(m) 是否報警(0/1)

1 0

2 14

3 28

(2)視頻監控系統主要作用是收集管廊內視頻信息，為控制中心管理員提供管廊設備運行、安全等方面的視覺信息，同時管理人員也可以根據自己的需求自由切換監控中心呈現的界面，實時關注管廊設施運行狀況。表4.3呈現了視頻監控系統數據收集表。

表4.3視頻監控系統數據收集表

攝像頭編號位置(m) 是否切換(0/1)

1 0

2 14

3 28

(3)環境監控系統主要采集管廊內的溫度、濕度、含氧量等環境指標信息, 以保證管線/各專業設備的正常運行及巡檢人員的安全。探測器將探測的環境信息一方面傳至控制中心，一方面傳至PLC控制器，由PLC控制器判斷是否需要啟動通風裝置。另外，每個防火分區會安裝液位開關，來監測水位信號，當水位超過設定值時，進行報警并開啟排水泵進行排水，環境監控數據收集表如表 4.4所示。

表4.4 環境監控數據收集表

探測器編號位置溫度(°C) 濕度(%)含氧量(％) 液位(cm)是否切

換(0/1)

3 a

（4）安全防范系統主要目的是防止外來人員進入綜合管廊，安防裝置通常設置在每個投料口和通風口位置。如有外來人員進入時，探測器會向監控中心發出報警信號。安防系統數據收集表如表4.5所示。

表4.5安全防范系統數據收集表

（5）設備監控系統主要是對管廊內的用電設備開關柜、照明系統控制柜等的開關以及運行狀況進行監控。表4.6是設備監控系統數據收集表。

表4.6設備監控系統數據收集表

4.2系統結構設計

4. 2. 1系統設計思路

要實現基于BIM的綜合管廊設施的有效管理，信息是管理的依據和基礎，綜合管廊設施信息涵蓋了前期的規劃、設計、施工及后期運維的整個生命周期的。綜合管廊在建設過程中需要業主、設計單位、施工單位、安裝單位等多方參與，期間會產生大量與設施相關的信息、且信息來源多、類型復雜、易造成 “信息斷流”、信息丟失等問題。本文首先通過構建綜合管廊BIM模型來集成規劃、設計、施工等階段信息，并將模型存儲的基礎信息通過開源數據庫接口（ODBC）傳遞到MMS SQL Server數據庫中，形成管廊設施信息管理的基礎數據庫，然后添加運維階段設施日常運維信息及管理方信息到SQL Server數據庫中，并根據綜合管廊設施信息管理功能需求，對兩部分的信息進行整合，最終實現綜合管廊設施信息管理的功能目標［他。具體從以下四個方面來闡述設計思路:

(1)信息的儲存、提取

綜合管廊設施信息的儲存主要包括兩階段：模型建立階段及管廊運維階段。管廊模型建立是將綜合管廊建設過程中所涉及的設施等相關信息進行集成，也是設施信息逐步完善的過程。綜合管廊運維過程同樣會產生大量的運維信息。綜合管廊設施信息的提取主要分兩個步驟來完成：綜合管廊模型信息的提取主要通過開源數據接口(ODBC)來實現；運維階段信息的提取主要是參照系統功能需求添加至系統數據庫。

(2)數據庫的構建

本系統的后臺數據庫采用MMS SQL Server,綜合管廊設施信息存儲至該數據庫。從模型提取出來的數據信息格式跟運維過程產生的信息格式往往并不一致，不能直接作為系統的數據源，因此要在這些信息的基礎上進行整合，形成管廊設施管理系統數據庫，以滿足綜合管廊設施系統管理對數據信息的要求。

(3)功能目標的實現

將BIM技術應用到綜合管廊設施信息管理中的最終目的就是實現管廊設施信息管理功能目標。本文基于綜合管廊設施數據庫的開發主要實現以下五個功能模塊：入廊管線信息管理、附屬設施信息管理、空間管理、日常運維信息管理、管理方信息管理。每個管理模塊下還有詳細的子模塊，以滿足綜合管廊設施信息系統管理的具體要求。

(4)權限管理

目前，綜合管廊運維階段的設施信息管理主要由各專業入廊管線公司和管廊運營公司共同負責。其中各專業入廊管線公司負責本專業的管線和設備的維護，管廊運營公司負責管廊公共空間和管廊附屬設備(通風、照明、排水、供電系統等)的維護，而且在對綜合管廊設施信息進行管理的過程中，涉及到設施信息的增加、添加、刪除等操作。因此，確保設施信息的安全和保密是十分必要的。系統管理人員應根據各專業單位維護的范圍限定用戶所允許訪問的數據內容，有的用戶只能進行對信息進行瀏覽，只有“只讀”的權限；有的用戶具有編輯信息的權限。例如，通信公司的管理人員根據權限管理設置的賬號密碼登錄該設施管理系統時只能獲得通信管線和相關設備的管理信息，而對于其他單位的管線信息或者公共區域的設施信息則無權訪問。所以對綜合管廊管理方信息進行權限劃分，也是本系統設計的重要部分。

4.2.2系統技術架構

目前在數據庫管理信息系統中，主要有兩種架構模式：一種是Client/Server

（客戶/服務器），一種是Browser/Server （瀏覽器/服務器）。C/S模式屬于兩層結構，由客戶應用程序、服務管理程序和中間件這三個部件構成，而B/S模式是一種網絡結構模式，是繼Web技術之后興起的，這種模式中，瀏覽器作為最主要的系統客戶端，統一了客戶端，并將系統功能實現的核心部分集中到服務器，簡化了系統的開發和維護，C/S與B/S模式架構對比如表4.7所示。按照業務邏輯功能進行劃分，B/S模式通常劃分為表示層、邏輯層和數據層。其中表示層客戶機就是用戶與系統的接口，只需在客戶機上安裝一個通用的瀏覽器

（Brower）,女0 Internet Explore> Google Chrome等，就能實現滿足用戶的功能操作，其結構如圖4.1所示。這種模式下的客戶端在操作時不用參與數據的運算，只起到展示結果的作用，所以客戶端的開發不需要考慮各種算法，只要根據業務的需求靈活變動即可，這就減少了開發時間，同時降低開發成本冊。基于B/S模式的維護簡單、成本低等優點，本文在對綜合管廊設施信息管理系統

進行開發時，選擇了這種模式。

表4.7 C/S架構和B/S架構特征對比

性能 C/S架構 B/S架構

系統將任務分配到客戶端和服務系統將功能實現的核心部分集中在

資源分配器端共同完成，減輕服務器負擔。服務器端，客戶端只需安裝瀏覽器。

安全性連接方式為點對點連接，能夠對權連接方式為單點對多點和多點對多

限進行多層次校驗,安全性容易保點，需要花費巨大的設計成本來保

證。證系統安全。

用戶接口建立在window平臺上，擁有有限建立在瀏覽器上，擁有豐富的表現

的表現方式。方式。

事件處理具備較強的事務處理能力，能夠實功能弱化，很難實現傳統模式下的

現復雜的業務流程。一些特殊功能要求。

維護成本系統維護成本較高，軟件升級時，系統維護成本較低，便于局部更換

需要改變客戶端程序。編程構件，實現無縫升級系統。

4.2.3系統物理架構

根據上述系統的設計思路，建立了基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統物理架構，如圖4.2所示。

4. 2. 4系統邏輯結構

本系統的邏輯結構體系共分為五層，包括模型層、信息層、數據庫層、系統應用層和用戶層，如圖4.3所示。

模型層是綜合管廊在規劃、設計、施工過程中將各類信息進行集成形成的數據庫，是綜合管廊設施信息管理的前提和基礎；信息層是管廊信息進行整合的一個過程，由于管廊設施信息不僅包括規劃、設計、施工等信息，還包括后期運維過程中產生的大量信息，所以為實現綜合管廊設施信息的統一管理，需要將模型信息和運維相關信息進行整合、集成，形成滿足系統功能目標的信息;

數據庫層包括初始數據庫和整合數據庫，是將滿足系統功能目標的信息按照一定的數據架構存儲的過程，本文選擇的是MMSQL Server默認的dbo架構。數據層的確定為綜合管廊設施信息管理系統提供了數據源和數據支持；系統應用層在綜合管廊設施信息管理需求的基礎上，對數據庫進行開發，進而實現管廊信息管理的功能，系統應用層也是綜合管廊設施信息管理系統開發的最終目的。本文對綜合管廊設施信息管理系統進行開發主要實現以下功能：入廊管線信息管理、設備信息管理、空間信息管理、日常運維信息管理、管理方信息管理；用戶層是系統整體框架的最上層，為不同權限的用戶或管理人員提供信息管理平臺。

理人員

4.2.5系統工作流

系統工作流的整體思路：首先建立綜合管廊BIM三維模型，集成綜合管廊規劃、設計、施工階段產生的信息，然后根據綜合管廊設施信息管理目標檢查竣工BIM模型信息是否符合要求，如果符合，將模型利用ODBC開放式數據接口導入到MMSql Server2008數據庫，形成初始數據庫，如果不符合，則返回前面繼續對模型信息進一步挖掘。接著將綜合管廊運維過程的信息通過格式轉化、整理，鏈接到MMSQL Server數據庫中，此時，結合綜合管廊設施信息管理需求，對導入到數據庫中的模型信息及運維信息進行數據整合和存儲，形成符合設施信息管理要求的數據庫，再次對比綜合管廊設施管理系統要求，檢查數據庫中的信息是否滿足，若信息內容已經完備，則進行最后一步建立綜合管廊設施管理系統，實現功能目標；若信息內容不夠完備，返回上步，繼續對運維信息進行整合和完善，直至符合管理目標的要求。該系統設計的具體工作流程如圖4.4所示。

4. 3.系統功能設計

目前，綜合管廊運維階段的設施信息管理主要由各專業入廊管線公司和綜合管廊運營公司兩部分組成。綜合管廊運營管理公司通常是由政府、入廊管線單位、社會投資公司等的一方或多方岀資組建。各專業管線公司負責本專業的管線和設備的維護，綜合管廊運營公司負責管廊公共空間和管廊附屬設備（通風、照明、排水、供電系統等）的維護。本系統功能設計以系統需求分析為基礎，并結合目前綜合管廊設施管理的情況，對五個功能模塊進行設計包括：入廊管線信息管理、設備信息管理、空間管理、日常運維信息管理及管理方信息管理。并對各功能模塊進行詳細闡述信息如表4.8所示。

表4.8綜合管廊設施管理功能設計

綜合管廊設施功能管理模塊功能描述

功能管理總模塊子模塊

入廊管線信息管理實現入廊管線信息及管線控制設備信息的添加、刪除、添加、查詢、打印等操作

設備信息管理設備基本信息實現附屬設施信息的添加、刪除、修改、查詢、打印等操作

供應商信息

設備合同信息

安裝單位信息

日常運維信息管理維護保養信息實現綜合管廊日常運維信息的添加、刪除、修改、查詢、打印等操作

設備運行狀態信息

維修資料信息

空間管理設施定位信息與RFID、IOT等信息技術相結合，對綜合管廊設施進行精確定位，便于查找隱蔽設施

管理方信息員工信息實現管廊運營單位員工及部門信息的添加、修改、刪除、查詢、打印等操作

部門信息

（1）入廊管線管理功能模塊

專業入廊管線單位在系統授權的情況下，管線單位人員能夠通過系統Web 端，實現對綜合管廊管線信息的查詢、添加、編輯和刪除等功能操作，這些操作能夠反饋到后臺數據庫中。同時，也可基于BIM可視化平臺，根據管線的唯一編號及廊區的坐標編號，快速定位所要查詢的管線，并且能查詢到管線的材質信息、幾何信息、安裝單位等信息，為入廊管線的日常維護提供基本信息。

（2）設備信息管理功能模塊

設備信息管理包括設備基本信息、供應商信息、設備合同信息、安裝單位信息。設施管理人員輸入賬號以及密碼，經系統授權之后進入系統界面，進行登錄。登錄成功后，即可按照需求進行操作，如通過設備合同編號，查詢設備合同信息，并可實現合同文件的在線瀏覽和下載。

（3）日常運維管理功能模塊

巡檢人員及維修人員將日常維護信息上傳至系統平臺，由設施管理人員對運維信息進行統計。日常運維信息主要包括日常運行信息和日常維護信息。基于BIM平臺的綜合管廊日常運行信息主要通過巡檢和監控系統兩種方式獲取。巡檢人員和監控中心管理人員通過BIM平臺的可視化和設施故障的初級信息，對出現故障的設施進行分析，使得對設備維修時更有目的性和方向性。基于BIM 的綜合管廊設施維護管理通常是管廊運維管理人員通過巡檢和檢測的結果來確定管廊設施運行狀態，使用狀況、故障規律，進而制定一個合理的綜合管廊設施維護策略，從而降低維護成本、提高綜合管廊設施運行效率。

（4）空間信息管理功能模塊

該系統可以實現設備的快速定位，并可以在三維可視化的情況下，查詢設備的屬性信息，為設備管理提供依據。基于BIM平臺的空間信息管理主要應用于照明、消防系統和設備空間的定位。如消防報警時，在BIM模型上能快速定位其所在位置。空間信息管理功能縮短了管理工作流程，提高了設施管理效率，為設施管理提供了良好的環境。

（5）管理方信息功能模塊

綜合管廊管理方信息主要包括各專業入廊管線單位管理方信息和管廊專業運營公司管理方信息，而對應的管理方信息管理由管理人員登錄和管理單位員工信息兩部分構成。基于BIM的綜合管廊設施管理，管理人員負責劃分管理單位員工訪問數據平臺的權限，同時還可以管理不同單位內部工作人員信息，方便管理者對工作人員的調配和工作安排。

基于上述的系統功能設計，本文提出了該系統功能實現的過程模型，如圖 4. 5所示。

4. 4系統數據庫構建和設計

4. 4. 1系統數據庫構建

數據庫的構建是數據庫信息管理系統的核心和基礎，是實現設施管理功能模塊的前提條件。數據庫中的內容就是綜合管廊設施信息管理系統所需要信息的集合，綜合管廊設施信息來源包括兩方面：一是BIM模型信息；二是添加的運維信息。因此，綜合管廊設施信息數據庫的構建也包括兩方面的內容：BIM 數據庫的構建和SQL Server數據庫的構建。

（1）數據庫的選擇

SQL Server 2008是目前發展較為成熟，應用最廣泛的關系型數據庫管理系統，且是當前微軟公司開發最強大，最全面的Microsoft SQL Server版本，由于其易操作性及友好的界面，贏得很多用戶的青睞，并且支持ODBC （Open Data Base Connectivity,開放式數據庫互聯），能夠與BIM模型數據庫實現互聯，實現信息的高效傳遞。該數據庫管理系統能夠實現結構化、半結構化、非結構化等不同的數據類型的存儲，且采用SQL （Structured Query Language,結構化查詢語言）語句能夠實現對綜合管廊中入廊管線、設備、供應商、安裝單位、部門、員工等信息的更新、刪除、添加等操作。同時，該數據庫管理系統可以控制存儲在數據中心服務器、桌面計算機、移動設備等各種設備的數據。基于上

述SQL Server 2008的特點及優點，本文認為該數據庫適合本研究的開發。

(2)BIM數據庫的構建

BIM數據庫的構建是綜合管廊設施信息管理系統進行數據添加、篩選、交互和應用的基礎。BIM數據庫的構建隨著管廊建設項目的實施逐步完善，最終形成竣工模型。竣工模型中包含著海量信息，需要依據綜合管廊設施管理需求對BIM數據庫中的信息進行初步篩選，最終將模型中的信息輸出。

(3)SQL Server數據庫構建

SQL Server數據庫是綜合管廊設施信息管理系統的信息集，SQL Server數據庫的構成包括兩部分：一是BIM模型輸出的信息，形成的管廊設施管理的初始數據庫；二是綜合管廊設施運維過程中產生信息。最后，依據系統功能模塊的功能設計，對這兩部分信息進行整合，形成綜合管廊設施信息管理的數據源，并作為系統開發的數據庫。

4. 4.2數據庫邏輯設計

在完成數據庫需求分析和功能模塊設計之后，需要利用MSSQL Server2008 完成數據庫結構設計。本文使用該數據庫默認的dbo表架構，綜合管廊設施信息數據庫中的表不僅包括基于BIM平臺導出的各種數據庫表，還包括綜合管廊運維過程中產生的各種類型的數據信息表。例如，為實現入廊管線及附屬設施信息管理功能所添加的信息表：入廊管線基本信息表、設備基本信息表、設備合同信息表、供應商信息表、安裝信息表；為實現管廊設施日常運維管理功能所添加的信息表：維護保養信息表、維修資料表、設備月度運行狀態表；為實現管廊空間管理所添加表：空間信息表；為實現員工管理所添加表：員工信息表、部門信息表。以下是管廊設施管理信息表的邏輯結構：

(1)入廊管線基本信息表

入廊管線基本信息表"tb_gallery"字段設計如下表4.9所示：表4.9入廊管線基本信息表tb_gallery

-字段名 ±1 允許空數據類型 ~

(2)設備基本信息表

設備基本信息表“tb_device”字段設計如下表4.10所示:

表4.10設備基本信息表tb gallery

字段名 ±1 允許空數據類型注釋

devicename

devicetype

devicemaker

install address

是否否否否

否是是是是

int

varchar(50)

varchar(max)

編號

設備名稱

設備型號

生產廠商

安裝位置

(3)設備合同信息表

設備合同信息表"tb_contract"字段設計如下表4.11所示：

表4.11 設備合同信息表tb contract

字段名 ~ 允許空數據類型注釋

(4)安裝單位信息表

安裝單位信息表"tb_ install"字段設計如下表4.12所示：

表4.12 安裝單位信息表“tb_ install”

-字段名 ~ 允許空數據類型注釋

(5)供應商信息表

供應商信息表"tbprovider"字段設計如下表4.13所示:

表4.13 供應商信息表“tb_provider”

(6)空間信息表

空間信息表“tb_space”字段設計如下表4.14所示:

表4.14空間信息表“tb_space”

字段名主鍵允許空數據類型注釋

ID 是否 int 編號

name 否是 varchar(50) 名稱

partitionarea 否是 varchar(max) 防火分區面積

partitionvolume 否是 varchar(max) 防火分區容積

fire extinghuisher 否是 int 滅火器(具)

sol fire extinguisher 否是 int S型氣溶膠滅火裝置

(7)設備月度運行狀態表

設備月度運行狀態表"tb_running"字段設計如下表4.15所示:

表4.15設備月度運行狀態表“tb_ running"

字段名主鍵允許空數據類型注釋

(8)維護保養信息表

維護保養信息表“tb maintenance"字段設計如下表4.16所示:

(9)維修資料表

維修資料表"tb_ repair"字段設計如下表4.17所示：

表4.17 維護保養表“tb_ repair"

¥11 ~ 杰在數據類型— 注釋

(10)員工信息表

員工信息表"tb employee"字段設計如下表4.18所示:

表4.18 員工信息表“tb_employee”

(11)部門信息表

部門信息表"tb_dept"字段設計如下表4.19所示:

表 4.19 部門信息表 “tb_dept”

字段名主鍵允許空數據類型注釋

ID 否 int 編號

deptname 是 varchar(50) 部門名稱

depttel 是 varchar(max) 部門電話

deptmanager 是 varchar(max) 部門負責人

同時為避免數據存儲冗余現象，可以建立表間的E?R關系圖，如圖4.6所示。

思設備編號設備名稱設備型號生產廠商

4. 5系統技術支持

4.5. 1 Spring MVC 框架

MVC是一種設計理念，已被廣泛應用于web系統開發。MVC是Model、

View、Controller三個英文字母的縮寫，與之對應的是MVC分層理念中三個核心的組件即模型、視圖、控制器，它們一方面獨立負責對應層級數據處理，另一方面彼此之間又相互協作與數據交互。MVC模式能夠實現前端顯示、后臺業務邏輯以及持久層的數據操作的分層，在提高程序可擴展性、可維護性、可移植性的同時，也大大降低了軟件代碼的開發難度3］。

MVC數據處理的主要流程見圖4.7,首先控制器接受用戶請求并根據用戶輸入的指令和數據傳遞給模型層，模型層再根據業務邏輯判斷，進行相應的數據處理，同時根據將處理結果返回至視圖層，最后控制器調用相應的視圖來格式化模型返回的結果，并通過視圖的形式呈現給用戶冬1。

MVC設計模式實現的技術框架有多種，如Stmts、Spring. ZF （Zend Framework）和.NET等。其中Spring MVC框架是一種基于Java語言實現了 Web MVC設計模式的請求驅動類型的輕量級Web框架。SpringMVC主要是通過 DispatcherServlet這個前端控制器（也叫中央調度器），來調用MVC的三大組件件:Controller^ Models View。這樣就保證 MVC 的每一個組件只與 DispatcherServlet 耦合，而彼此之間獨立運行，大大降低了程序的耦合性網。本系統擬采用Spring MVC設計框架，前端用戶進行訪問時首先會通過接口進入Controller,此處的接口即是URI中的地址，Controller將訪問需求交由模型層（Model）也就是代碼中的Service層,這一層主要就是對業務邏輯進行處理，并調取數據庫中的數據, 并將結果返回至視圖層（View） , SpringMVC I作處理的具體流程如圖4.8所 zK o

圖4.8 Spring MVC處理流程

通過上述Spring MVC框架業務處理流程可以看出，采用該設計模式能夠很好的實現前端用戶對后臺數據庫的訪問，滿足綜合管廊設施管理人員的各種操作需求，是系統開發實現的關鍵技術部分。

4.5.2.ODBC 數據接口

ODBC (Open Data Connectivity,開放式數據庫互聯)是為多種數據庫管理系統(DBMS)設計的一種統一數據庫應用接口(API)，該接口能夠實現對多個數據庫的連接。ODBC體系結構主要由四個組件組成，分別是應用程序 (Application)>驅動程序管理器(Driver Manager)>驅動程序(Driver)和數據源(Data Source)o其中數據源是由用戶要訪問的數據及相關的操作系統、DBMS和用于訪問DBMS的網絡平臺組成；應用程序通過驅動程序管理器裝入的驅動程序與相應的數據源交互,即是在建立數據源時，應用程序將數據源名稱提供給ODBC, 從而建立起與相應數據庫的連接［創。ODBC具有開放性和標準化等優點，己是廣為接受的標準。目前常見的如SQLServer、Sybase > Oracle > Access等數據庫管理系統都提供了相應的ODBC驅動程序。

BIM信息模型本身也是一種承載了豐富信息的數據庫，ODBC這種開放式

數據應用接口，為BIM軟件與數據庫管理系統的數據互聯提供了技術支撐。

4.6 本章小結

本章的主要工作是BIM綜合管廊設施信息管理系統的詳細設計。首先進行系統功能需求分析，在確定系統要實現的功能之后，倒推出系統所需要的數據, 并對需求的數據進行分類；其次，以需求分析的成果為目標對系統系統進行了結構設計、功能設計、數據庫設計及數據庫構建，其中系統結構采用了 B/S架構。功能設計總要包括入廊管線信息管理、附屬設施信息管理、空間信息管理及日常運維管理。數據庫設計主要針對功能信息的字段進行設計，并明確了表間關系建立E?R模型圖。數據庫構建主要對BIM數據庫和SQL Server數據庫進行了詳細闡述。此外，詳細分析了 Spring MVC和ODBC兩個關鍵技術原理。本章系統的詳細設計為下文系統實現奠定了基礎。

5基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統實現

本文選用SQL Server 2008平臺作為基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統的數據庫平臺，用于存儲和及時更新綜合管廊設施信息數據，并選取IntelliJ IDEA作為系統開發設計平臺。本節選取的案例從建模開始到系統運行實現的基本原理與本文基于BIM的綜合管廊設施信息管理的思想是一致的。

5.1工程概況

本案例選取的是某地區綜合管廊工程項目，該管廊主體結構類型為地下鋼筋混凝土矩形管道，工程防火等級為二級，管廊全長1.3km。該管廊主干線分別位于寶山路（道路樁號：BS-K0+225.35?BS-K0+332.23）及學府北街（道路樁號: XF-K0+33.04?XF-K1+174.48）。寶山路綜合管廊標準橫斷面尺寸為Bx H=7.0x3.5 （如圖5.1所示），學府街綜合管廊標準橫斷面尺寸為（如圖5.2所）BxH=5.8x3.0。該綜合管廊由電力艙和管道艙兩艙室構成，共容納五種管線。電力艙容納的入廊管線包括電力管線和通信管線；管道艙容納的入廊管線包括給水管線、中水管線和熱力管線。在Revit2016中建模后整體效果如圖5.3所示。

圖5.3綜合管廊BIM模型效果圖

5.2基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統數據庫的構建

5.2.1 BIM數據庫的構建

該綜合管廊BIM數據庫構建首先需要對模型實例屬性和類型屬性進行定義，然后按照管廊圖紙信息逐步完成綜合管廊設施信息的賦值，如將熱力管線、給水管線等五種管線的幾何尺寸、安裝位置等屬性進行賦值，同時也可以將設備合同信息、供應商等信息添加到模型中。添加信息的過程中可以通過共享參數的形式定義數據，然后應用到項目參數中，如圖5.4、5.5所示。當以共享參數的形式定義數據，應用到項目參數之后，在Revit軟件中模型中，點選綜合管廊內某一設備即可查看該設備的相關屬性信息，如圖5.6所示，該綜合管廊工程項目部分設施信息如表5.1所示。

圖5.4共享參數定義

扁短共享參數

共享蜃數文件E):

C： \UEers\Admini Etrator\DeEktop\遼，| 測覽 g). 埜數組⑥：

|供應商信息 “

埜數E)：

| 確定 ][ 取消 ][幫助?

圖5.6入廊管線實例信息查詢

表5.1部分綜合管廊設施信息

設施類型名稱型號（規格）材質

中水管 DN300 鋼管

熱力管 DN800 鋼管

排氣三通 DN200*100 鋼管

手動蝶閥 DN100 鋼

D941X-10電動蝶閥 DN600 鋼

SZ45-X閘閥 DN200 /

續表5.1部分綜合管廊設施信息

設備類型設備名稱型號（規格）材質

280攝氏度防火排煙閥 DN500 /

圓形風管 DN700 鍍鋅鋼板

圓形風管 DN500 鍍鋅鋼板

液位計 DJVPVP?4*2*1.5 /

附消防用雙速軸流風機 Q=13400/6800m3/h

P=1300/325Pa W=8/2KW /

風控閥 DN400 /

屬排風口一 B*H=200*200 /

排風口二 B*H=160*160 /

合流三通 DN500 /

設溫度檢測儀 DJVPVP?2*2*1.5 /

排風排煙機控制箱 W*H*D=500*700*250 不銹鋼箱體

施排水泵控制箱 W*H*D=560*600*250 不銹鋼箱體

濕度檢測儀 DJVPVP?2*2*1.5 /

熱力管道控制箱 W*H*D=550*600*250 不銹鋼箱體

遠程I/O控制箱 W*H*D=550*600*250 不銹鋼箱體

含氧檢測儀 DJVPVP?2*2*1.5 /

給水管道控制箱 W*H*D=500*700*250 不銹鋼箱體

5.2. 2 SQL Server數據庫的構建

SQL Server數據庫構建的過程就是對綜合管廊設施內容進行整合和更新的過層，具體分為以下步驟：

(1)ODBC數據源的建立。要實現Revit模型中的信息向SQL Server數據庫的傳遞，首先，需要通過TCP/IP的方式將兩者對應起來；其次，在Windows 的ODBC中對數據源進行配置，并建立數據源，如圖5.7所示

詞ODBC數肴諄匪器

用戶II站系DSN文件ii站驅動程序跟蹤連接池關于

系統數據源:

名稱嶇動程序

BIM-database SQL Server

Sample Model SQL Server Native Cli ent 10. 0

[ 確定][取消應用幫助

圖5.7 ODBC數據源的建立

(2)整合綜合管廊模型信息。這里模型信息整合是將Revit2016建立的該綜合管廊工程的三維模型包含的所有信息通過ODBC接口導入到SQL Server數據庫中，此外若BIM模型中信息如果有所更改時，也可直接更新到SQL數據庫中，其中Revit軟件自身提供的ODBC接口如圖5.8所示，數據源連接界面如圖 5.9所示，數據源返回結果如圖5.10所示。導入到SQL數據庫中的信息是按照族類型進行劃分的，以多個子表的形式存在。同時為便于直觀顯示這些子表界面及對這些子表中的信息高效管理，本文通過Navicat數據庫管理工具連接SQL Server 2008,對綜合管廊信息進行整合，如圖5.11所示。當然，這些子表中所

包含的信息內容并不是管廊設施管理全部需要的，可以根據綜合管廊設施信息管理系統的需求，對于不需要的信息可以刪除；對于沒有任何內容的字段進行數據信息補充，最終形成綜合管廊設施信息管理的初始數據庫。

創建題文件井設晝選項’

,DWF/DWFx

匸創建DWF或DWFx文件”

建筑揚地

導出AD5K交換丈件°

另存為

圖5.9 ODBC數據源連接界面

ODBC消息

豐鑼酸聲隰霰:

[01000] [Microsoft] [ODBC SQL Server Driver] [SQL Server]已將數據巫庫上下文更改為 J Utility tuimel- database" o (J5701) _

[01000] [Microsoft] [ODBC SQL Server Driver] [SQL Server]已將語言設置更改為簡體中文。(5703)

圖5.10 ODBC數據源結果返回

BIM數據庫傳遞到SQL Server數據庫的初始數據集

(3)添加運維信息。由于BIM模型包含的信息主要集成了綜合管廊規劃、設計、施工這三個階段的信息，所以BIM數據庫幾乎不涉及運維信息，但運維信息是設施管理人員對綜合管廊高效、全面管理的重要依據，更是綜合管廊運維管理的關鍵依據。因此，管廊運維信息的添加也是SQL Server數據庫構建的重要環節。綜合管廊運維信息主要依靠監控系統及人工巡檢（機器人巡檢）的方式獲取，并由設施管理人員按照設施信息的管理需求將能夠為后期運維提供決策及依據的信息輸入至設施信息管理系統中，逐步完善綜合管廊設施信息。

（4）信息整合。將綜合管廊BIM模型信息形成的初始數據庫、添加的運維信息這兩部分按照綜合管廊設施信息管理的需求及數據庫功能結構的設計進行整合，同時利用SQL語句可以實現數據的快速調取與整合，最終形成滿足綜合管廊設施管理需求的數據源，本案例給岀了整合的后臺數據庫中部分附屬設備基本信息,如圖5.12所亦。

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5.12部分綜合管廊附屬設備信息

5.3基于BIM的綜合管廊設施管理系統功能實現

5.3.1綜合管廊設施信息系統登錄

以IntelliJ IDEA平臺作為系統運行環境，在通用瀏覽器中輸入局域網的IP 地址，通過web前端訪問即可訪問本系統，并對數據中的數據按照設施管理功能需求進行相關操作。綜合管廊設施信息系統登錄界面如圖5.13所示：

5.3.2入廊管線信息管理

入廊管線信息管理功能模塊主要實現了對入廊管線的幾何信息、材質信息、安裝單位、安裝位置的查詢，同時能對查詢的信息進行修改、刪除，以及時更新數據庫中的數據，實現快速掌握入廊管線的基本信息，為管理人員提供可靠的決策依據。以該綜合管廊工程的給水、中水及熱力管線為例，查詢結果分別如圖 5.14、5.15、5.16 所示。

管賤編號: 001

管線8稱：給水管

材質信息:

幾何信層： DN600

安裝位賈: BS-KD+225.35-BS-K0+332.23

安裝肖立： A公司

圖5.14給水管線基本信息

管廊管霍息

穹找編號： 002

管錢笆稱：中水管

材質信息：鍍

幾何信息.： □N60D

XF-K0+33.O4-XF-K174.48

安裝亙位： A公司

圖5.15中水管線基本信息

管籟軸息

胃般號： 003

管住色稱：熱力管

材質信息: 鋼管

幾何信息: □N80D

BS-KD+225,35'BS-KQ+332.23

安裝苣位： A公司

圖5.16熱力管基本信息

實現入廊管線信息管理功能過程中控制器的部分關鍵源代碼如下: public class GalleryController {

@Autowired

private CompanyService companyService;

private GalleryService galleryService;

*跳轉到入廊管線列表頁

*@return

@RequestMapping(n/toGalleryInfbListPage.jsonn)

public String toGalleryInfoListPage(ModelMap map){ map.put(ncompanyListn, companyService.getAllCompanyInfoList()); return ngallery/galleryInfoListn;

}

該功能模塊實現過程中模型層業務邏輯處理部分關鍵代碼如下：

public interface GalleryService {

/**

*根據條件分頁查詢管廊管線信息列表

*@param gallery Info

*@param page

*@return

List<GalleryInfo> getGalleryInfoListByCondition(GalleryInfo gallery Info, Pagelnfo page);

/**

*根據條件查詢管廊管線總數

*@param gallery Info

*@return

Integer getGalleryInfoCountByCondition(GalleryInfb gallery Info);

/**

*根據id查詢管廊管線信息

*@param id

*@return

Gallery Info getGalleryInfoById(Integer id);

}

該功能模塊實現過程中視圖層關鍵代碼如下：

public interface GalleryMapper {

List<GalleryInfo> getGalleryInfoListByCondition(@Param(,,galleryn) Gallery Info gallery Info, @Param(npagen) Pagelnfo page);

Integer getGalleryInfbCountByCondition(GalleryInfb gallery Info);

void addGalleryInfb(GalleryInfo gallery Info);

Gallery Info getGalleryInfoById(Integer id);

void delGalleryInfoById(Integer id);

void updateGalleryInfb(GalleryInfo gallery Info);

}

5.3.3設備信息管理

本文開發的綜合管廊設施信息系統對設備的信息管理主要包括管廊附屬設備的基本信息、供應商信息管理、設備合同信息及設備安裝單位的信息管理。通過查詢設備編號，系統便可從后臺數據庫調取數據，并顯示出設備名稱、設備型號、安裝位置、安裝單位、生產廠商信息。同時為避免數據存儲冗余現象, 該系統通過數據表的主外鍵引用，實現了表間關聯，如在查詢綜合管廊設備基本信息的同時，也可顯示此設備對應的供應商、安裝單位、設備合同的相關信息，如圖 5.17、5.18、5.19、5.20 所示。

設芻編號： BSL-AC-GF1

設備名禰：排鳳排煙磯控制箱

500*700*250

設備廠商：粹杯通風設備有限公司

安裝位賈： K0+29D.00

位： A安裝公司

供應商： A供應商

圖5.17排風排煙控制箱基本信息

ms信息

供應尋編號 001

供應商名稱 A供應商

設備類型 j非鳳H軀設備

聯系人礪明

鬲電話 13646057&67

驗收日朋 2017-D2-02

圖5.18排風排煙設備供應商信息

A安裝公司

單位地址何南會鄭州左高新區科學大道100號

排岡艇設＞

聯系部門

聯索人李確

15613845326

交接曰朗 2017-03-01

圖5.19排風排煙設備安裝單位信息

設備合同信息

簽約文件 151 &00666 4373-usingttiy meleaf. pdf

號日 El_--AC-GF1

簽約方

簽約日期 2016-12-01

簽豹價格

圖5.20排風排煙設備合同信息

該部分功能實現過程中控制器的部分關鍵代碼如下：

public class DeviceController {

private Providerservice providerService;

@Autowired

private CompanyService companyService;

@Autowired

private DeviceService deviceService;

/**

*跳轉到部門管理列表頁

* @return

@RequestMapping(n/toDeviceInfoListPage.jsonn)

public String toDeviceInfdListPage(ModelMap map){

map.put(nproviderListn, providerService.getAllProvicerInfbList()); map.put(ncompanyListn, companyService.getAllCompanyInfoList()); return ndevice/deviceInfdListn;

}

*跳轉到設備詳情頁

*@return

@RequestMapping(n/toDeviceInfoNewPage.jsonn) public String toDeviceInfoNewPage(ModelMap map){ map.put(nproviderListn, providerService.getAHProvicerInfoList()); map.put(ncompanyListn, companyService.getAllCompanyInfoList()); return ndevice/deviceInfoNewn;

}

/**

*修改設備信息

*@param deviceinfo

*@return

@RequestMapping(n/updateDeviceInfd.jsonn)

@ResponseBody

public boolean updateDeviceInfo(DeviceInfo devicelnfb){ deviceService.updateDevicelnfo(devicelnfo);

return true;

}

@RequestMapping(n/delDeviceInfoById.jsonn)

@ResponseBody

public boolean delDeviceInfoById(Integer id){

deviceService.delDevicelnfoByld(id);

return true;

}

@RequestMapping(,7getDeviceInfoListByCondition.jsonn) @ResponseBody

public ActionResult getDeviceInfoListByCondition(DeviceInfo devicelnfo, Pagelnfo page){

ActionResult actionResult = new ActionResultQ;

actionResult.setData(deviceService.getDeviceInfbListByCondition(deviceInfo, page));

actionResult.setCount(deviceService.getDeviceInfbCountByCondition(deviceInfo)); return actionResult;

}

該功能實現過程中業務邏輯處理部分關鍵代碼如下：

public interface DeviceService {

List<DeviceInfb> getDeviceInfoListByCondition(DeviceInfo deviceinfo,

Pagelnfo page);

*@param deviceinfo

*@return

Integer getDeviceInfoCountByCondition(DeviceInfo deviceinfo);

/**

*根據設備編號查詢設備信息

*@param deviceCode

*@return

Deviceinfo getDeviceInfoByDeviceCode(String deviceCode);

/**

*新增設備信息

*@param deviceinfo

void addDeviceInfo(DeviceInfo deviceinfo);

/**

*修改設備信息

*@param deviceinfo

void updateDeviceInfo(DeviceInfo devicelnfo);

*根據id刪除設備信息

* @param id

void delDeviceInfoById(Integer id);

}

該部分功能實現過程中視圖層的關鍵代碼：

public interface DeviceMapper {

List<DeviceInfb> getDeviceInfoListByCondition(@Param(ndevicen) Devicelnfo devicelnfo, @Param(',pagen) Pagelnfo page);

Integer getDeviceInfoCountByCondition(DeviceInfo deviceinfo);

Deviceinfo getDeviceInfoByDeviceCode(String deviceCode);

void addDeviceInfo(DeviceInfo devicelnfo);

void updateDeviceInfo(DeviceInfo devicelnfo);

void delDeviceInfoById(Integer id);

}

5.3.4空間信息管理

本系統空間信息管理主要是依據后臺數據庫設備安裝信息，并結合BIM模型的三維可視化，實現對設施的快速定位。同時也實現了對該項目防火分區的面積、容積及各個分區布置的滅火器的統計，該綜合管廊按照《城市綜合管廊工程技術規范GB 50838-2015》每200米設置了一個防火分區，并在每個防火分區的不同艙設置了不同的滅火裝置，管道艙設置了泡沫滅火器，電力艙設置了 S 型氣溶膠滅火裝置。防火分區的空間信息統計如圖5.21、5.22所示。該系統的空間信息管理在一定程度上提高了設施管理人員維護管理效率，避免了傳統管理過程中翻查二維圖紙查找設備信息的問題。

圖5.21防火分區空間信息

空間信息

圖5.22防火分區一空間信息

該功能實現過程中控制器層部分關鍵部分代碼如下: public class SpaceController {

private SpaceService spaceService;

/**

*跳轉到空間管理列表頁

* @return

@RequestMapping(n/toSpaceManagePage.jsonn)

public String toSpaceManagePage(){

return f,space/spaceInfoListn;

}

/**

*根據條件分頁查詢空間管理信息列表

*@param spacelnfo

*@param page

*@return

@RequestMapping(,7getSpaceInfbListByCondition.jsonn) @ResponseBody

public ActionResult getSpaceInfoListByCondition(SpaceInfo spaceinfo, Pagelnfo page){

ActionResult actionResult = new ActionResultQ;

actionResult.setData(spaceService.getSpaceInfoListByCondition(spaceInfd, page));

actionResult.setCount(spaceService.getSpaceInfdCountByCondition(spaceInfo));

return actionResult;

}

空間信息管理業務邏輯處理部分關鍵代碼如下：

public interface SpaceService {

/**

*分頁根據條件查詢空間管理信息

*@param spaceinfo

*@param page

*@return

List<SpaceInfo> getSpaceInfoListByCondition(SpaceInfo spacelnfo,

Pagelnfo page);

*根據條件查詢空間管理信息的總數

*@param spacelnfo

*@return

int getSpaceInfoCountByCondition(SpaceInfo spaceinfo);

嚴* ”

*根據空間編號刪除空間管理信息

*@param spaceCode

*@return

void delSpaceInfoBySpaceCode(String spaceCode);

/**

*根據編號查詢出空間管理信息

*@param spaceCode

*@return

Spacelnfo getSpaceInfbBySpaceCode(String spaceCode);

}

該部分功能實現過程中視圖層關鍵代碼如下：

public interface SpaceMapper {

List<SpaceInfd> getSpaceInfoListByCondition(Map map); int getSpaceInfoCountByCondition(SpaceInfo spacelnfo); void delSpaceInfoBySpaceCode(String spaceCode);

Spacelnfo getSpaceInfbBySpaceCode(String spaceCode);

void updateSpaceInfoByCode(SpaceInfo spacelnfo);

void addSpaceInfb(SpaceInfo addSpacelnfo);

}

5.3.5日常運維信息管理

本文開發的綜合管廊設施信息系統的日常運維信息管理主要實現了對管廊設備的運行狀態、維護保養信息及維修資料信息的查詢、更新等操作。

(1)設備運行狀態

綜合管廊設備日常運行狀態信息的收集是管廊設施維護管理的前提。設備運行狀態信息通過人工巡檢及監控系統相結合的方式進行獲取，設施管理人員可以根據巡檢或者監控系統采集的信息對設施的日常運行狀態進行定期統計，

(如圖5.23所示)，并錄入綜合管廊設施信息管理系統中，作為綜合管廊設備

維護的依據。

月度運行狀態信息一罔X

設普編號觸入設備編號設備名稱請輸入設備名稱

曇適請輸入蘑運行時間請輸入運行時間

月度時間請輸入月度時間運行平率歸心行平率

立即提交

圖5.23設備月度運行狀態信息表

（2）維護保養信息

設施信息管理人員統計綜合管廊設備的日常運行狀態信息，并對統計信息進行分析，進而判斷設備是否出現故障。若設備出現故障，設施管理人員便安排相關人員進行維護和維修，維修人員再將維修的結果反饋給管理人員，作為維護保養歷史記錄，最終錄入到管廊設施信息系統中。同時，管理人員還可以將設施維護保養記錄作為綜合管廊設施后期維護保養的參考依據，實現管廊設施的預防性維護，保證設備處于良好的工作狀態，降低管理成本。維修資料信息界面如圖所示5.24所示。

信息

設備名稱排財胭機控制箱

維修原因無法正津運行

維修成本応00元

維修時間 2016-10-16

圖5.24設備維修資料信息

該功能實現過程中，控制器層的關鍵部分代碼如下：

public class RunningController {

@Autowired

private RunningService runningService;

/**

*跳轉到供應商信息列表頁

* @return

@RequestMappmg(n/toRunningInfbListPage.jsonn)

public String toRunningInfbListPage() {

return nrunning/runningInfoListn;

}

該功能實現過程中，模型層業務邏輯處理的部分關鍵代碼如下:

public interface RunningService {

*根據id查詢運行狀態信息

*@param id

*@return

Runninglnfo getRunningInfbById(Integer id);

/**

*修改運行狀態信息

*@param runninginfo

void updateRunningInfo(RunningInfb runninglnfo);

}

該功能實現過程中，視圖層部分關鍵代碼如下：

public interface RepairMapper {

Repairlnfo getRepairInfbById(Integer id);

void updateRepairInfo(RepairInfo repairlnfo);

List<RepairInfo> getRepairInfoListByCondition(@Param(nrepairn)

Repairinfo repairinfo, @Param(npagen) Pagelnfo page);

Integer getRepairInfoCountByCondition(RepairInfo repairlnfo);

void addRepairInfd(RepairInfo repairinfo);

void delRepairInfoById(Integer id);

}

5.3.6管理方信息管理

管理方信息管理主要包括對員工信息和部門信息的管理。圖5.25、圖5.26 分別顯示了員工信息管理、部門信息管理的查看界面。基于該系統的管理方信息管理，可以實現管理人員快速查看和了解員工的相關信息，有針對性的安排員工展開綜合管廊設施維護管理工作，節約了時間、提高了綜合管廊設施管理效率。

員工信息

辰工編號： 0D1

: 徐旭

圖:

虧電話: 1361985678

所屬部門: 維歸E

圖5.25員工信息

部門信息

郡門編號 001

郡門名妳維躋

部門負気人

部門電話 0371&612494D

圖5.26部門信息

管理方信息管理實現過程中控制器的部分關鍵代碼如下: public class Employeecontroller {

private Departmentservice departmentservice;

private EmployeeService employeeService;

*跳轉到員工信息管理頁

*@param map

*@return

@RequestMapping(n/toEmpManagePage.jsonn)

public String toEmpManagePage(ModelMap map){ map.addAttribute(ndepartmentListn,departmentService.getAllDeptInfoList());

〃查詢所有部門信息

return nemployee/employeeInfoListn;

}

@RequestMapping(n/toEmpInfdNewPage.jsonn)

public String toEmpInfoNewPage(ModelMap map){

map.addAttribute(ndepartmentListn,departmentService.getAllDeptInfoList()); return nemployee/employeeInfoNewn;

}

@RequestMapping(,7toEmpInfoDetailPage.jsonn)

public String toEmpInfbDetailPage(ModelMap map,String empld){ map.addAttribute(ndepartmentListn,departmentService.getAllDeptInfoList()); map.addAttribute(nempn,employeeService.getEmpInfdByEmpId(empId));

return nemployee/employeeInfoDetailn;

}

/**

*跳轉到員工信息編輯頁

*@param map

*@param empld

*@return

@RequestMapping(n/toEmpInfoEditPage.jsonn)

public String toEmpInfoEditPage(ModelMap map,String empld) { map.addAttribute(ndepartmentListn,departmentService.getAllDeptInfoList()); map.addAttribute(nempn,employeeService.getEmpInfdByEmpId(empId));

return nemployee/employeeInfoEd卍'；

}

管理方信息管理功能實現過程中模型層的業務處理部分關鍵代碼如下：

public interface User Service {

User getUserById(int id);

List<User> getUserListByCondition(User user);

}

部門信息管理實現過程中，視圖層的關鍵代碼如下：

public interface DepartmentMapper {

List<Department> getDeptInfoListByCondition(Map<String, Object> map);

int getDeptInfoCountByCondition(Department department);

Department getDeptInfoByDeptId(String deptld);

void updateDeptInfoByDeptId(Department department);

void delDepartmentInfoByDeptId(String deptld);

void addDepartmentInfb(Department department);

List<Department> getAHDeptInfoList();

}

上述實際案例的模擬及相關功能界面的展示，表明了本系統開發的可行性。系統利用BIM技術集成了綜合管廊設施全生命周期的信息，設施管理人員能夠通過可視化平臺快速定位故障設備并做出決策，實現了綜合管廊設施管理過程的可視化。此外，設施管理人員能夠在局域網內通過WEB端快速、高效地對綜合管廊設施信息進行編輯、更新等操作，并支持相關文件的在線瀏覽和下載，提高了綜合管廊設施管理效率和水平。可見，本文開發的系統在一定程度上解決了傳統綜合管廊設施管理模式存在的信息相互割裂、信息缺失、信息集成度低等問題，也為綜合管廊設施管理信息化提供了新思路。

5.4本章小結

本章選取了綜合管廊工程實例，首先建立了該項目的BIM模型；其次詳細闡述了綜合管廊BIM數據庫及SQL Server數據庫的構建過程，并對形成的數據庫信息進行整合；最后，基于IntelliJ IDEA平臺，采用Java編程語言，開發了基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統，并結合本案例，對系統功能實現過程進行測試，展示了系統功能界面，并對關鍵代碼進行介紹，驗證了該系統具有可行性。

6結論與展望

6.1結論

隨著我國綜合管廊的快速發展，其設施管理的信息化、智能化需求愈加強烈。將BIM技術應用到綜合管廊設施管理中，能夠突破傳統綜合管廊設施管理模式的局限性，為項目各參與方提供一個信息共享平臺，在很大程度上提高了綜合管廊設施信息管理的效率及集成度，實現綜合管廊設施管理信息化的快速發展。本文綜合應用了 BIM技術和SQL Server數據庫技術，基于IntelliJ IDEA 平臺，采用Java語言，開發了基于BIM技術的綜合管廊設施信息管理系統。該系統通過Web的方式提供了人機交互的界面，實現了局域網內用戶通過網絡登錄系統平臺訪問數據庫，在一定程度上提高了綜合管廊設施信息管理效率和管理水平。本研究的主要工作和成果包括以下四個方面：

(1)對設施管理的內涵進行了深入研究，結合綜合管廊自身的隱蔽性、復雜性和連鎖性等特性，明確了綜合管廊設施管理的定義及其信息管理的特點，并在此基礎上分析了目前我國綜合管廊設施信息管理的現狀，發現主要存在信息缺失嚴重、信息不能有效集成及信息管理成本高等問題，進而提出了將BIM 技術用于綜合管廊設施信息管理的思路。該思路彌補了傳統綜合管廊設施管理方式的不足，為實現高效、安全、經濟的綜合管廊設施信息管理目標尋找到了突破點。

(2)從FLM理論、價值管理理論的角度出發，對BIM技術應用于綜合管設施信息管理的優勢進行了詳細分析。BIM技術應用于綜合管廊設施信息管理，提高了信息對稱度，減少了設施管理人員因獲取設施信息所額外花費的成本，實現了綜合管廊設施管理過程中信息資產的積累。

(3)對基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統需求進行深入挖掘。并以需求分析的成果作為目標對系統進行結構設計、功能設計及數據庫設計。其中功能設計主要包括入廊管線信息管理、設備信息管理、空間信息管理、日常運維信息管理和管理方信息管理。此外，對實現系統功能的Spring MVC關鍵技術及 ODBC接口也進行了闡述。該系統的設計從理論上實現了綜合管廊全生命周期的設施信息集成，為綜合管廊設施信息管理提供了數據源。

(4)基于IntelliJ IDEA平臺，采用Java編程語言，開發了基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統。引入實際案例，對系統功能實現過程進行測試，展示了系統功能界面，驗證了該系統具有可行性。

6.2展望

本文開發的系統能夠通過WEB的方式提供人機交互界面，實現局域網內用戶通過網絡登錄系統平臺訪問數據庫，但由于研究時間及個人研究能力有限，本文在研究深度和研究廣度上都還存在有待改進和完善的地方，在此，對本研究做以下展望：

(1)雖然本文提出了基于BIM的綜合管廊設施信息管理系統設計思路并進行了系統開發，但仍有部分功能沒能實現，需要在以后的研究中繼續對功能模塊進行擴展研究，進一步完善綜合管廊設施信息系統。

(2)本文是在BIM數據庫與SQL Server數據庫的集成基礎上開發的系統平臺，而綜合管廊日常運維還包含多種監控系統，要將這些系統與本系統集成, 還涉及數據接口(API)大量編程與設計工作，后續需要進一步研究。

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