三维智能楼宇运维管理平台方案.docx

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三维智能楼宇运维管理平台方案

三维智能楼宇运维管理平台方案

1概述

三维智慧楼宇运维管理平台，以楼宇BIM数据为基础，综合管理管理楼宇周边道路绿化、建筑外观、建筑内三维结构、建筑内部各系统管线和设备等等各业务系统数据，形成基础三维空间信息管理平台，进一步结合楼宇空调通风、照明、给排水、变配电、消防警报、视频监控、入侵防盗、门禁管理、电子巡更、智能照明、电梯管理、客流与停车等楼宇自动化管理系统，整合楼宇的运营状态，实现三维智慧楼宇运维管理、智慧楼宇运维的管理目标。

系统总体架构图

用能与安全集控详细模块图

三维智慧楼宇运维管理平台建设，以楼宇BIM基础数据库建设为核心，以标准化的三维数据库管理和更新机制为保证，在此基础上，建立空间信息支撑平台，形成“一套库、一个平台、多个应用”的系统架构，为管理人员并进一步为公众提供高效、安全、可靠的楼宇与楼宇管理服务系统，辅助管理部门直观、科学地决策，从而提升楼宇管理的效率。

一套基础库

三维智慧楼宇运维管理三维数据及应用系统平台数据库建设采用一套库管理。

数据库包括三维基础地理空间库、三维BIM楼宇空间数据库、楼宇运维数据库、物业资产库和其他业务数据库。

三维信息数据库将采用三维地理空间数据库引擎和Oracle关系型数据库的建设方式，通过三维地理空间数据库引擎实现对地理空间数据的面向对象的组织与管理，通过Oracle实现三维地理空间数据及三维地形数据的海量信息存储。

一个平台-空间信息支撑平台

本技术方案三维平台选用伟景行具有完全自主知识产权的国产三维平台，其主要有《CityMakerServer三维空间信息服务系统V7.0》、《CityMakerBuilder三维空间信息数据生产系统V7.0》组成，空间信息支撑平台选用《CityMaker空间信息支撑平台V7.0》。

本方案选择空间信息支撑平台是为了满足楼宇数据共享、发布、聚合的需求。

空间信息支撑平台是为了满足

（1）数据访问具有授权管理，包括空间范围的授权和图层的授权；

（2）空间数据和属性数据挂接，二三维整合等问题；（3）解决三维数据的数据更新问题；（4）以大数据分析和挖掘为基础的量化规划分析CIM平台；（5）提供三维智慧楼宇运维管理的云计算架构。

三维空间信息支撑平台是依托地理信息数据，通过在线方式满足政府部门、企事业单位对地理信息和空间定位、分析的基本需求，具备个性化应用的二次开发接口和可扩展空间，是实现地理空间框架应用服务功能的数据、软件及其支撑环境的总称。

一、多个应用——提供三维智慧楼宇运维管理三维综合管理平台系列软件及多种信息客户端

三维地理信息数据库为三维智慧楼宇运维管理建设提供了良好的数据组织，可以依据该数据库进行三维楼宇管理；利用三维地理信息公共平台，可以将服务资源进行分发，为各业务部门及其下属单位及开放了使用权限的企业用户所使用，结合公众需求开发相应的应用产品，从而实现数据服务的再增值。

传统三维系统只能应用于单一部门单一业务，随着云计算技术的普及，其弹性的部署方案为多用户的请求访问响应奠定了坚实的基础，三维信息平台提供的标准REST网络服务更是为跨平台的多终端应用铺平了道路，从而实现了由传统单一业务系统应用，向当前多系统、多终端协同工作的发展趋势。

结合共建共享共使用的发展策略，系统平台在建设之初就构建了完善的多部门共享共建机制，通过集体协商、统一需求的方式，创建一个满足多部门共同发展需要的系统平台。

通过集体共建，“你有我用”、“我有你用”的方式，实现资源的最大化使用，避免重复建设所造成的资源浪费，以适应当前所提倡的集约化建设。

总之，本方案从业务的设计思想体现了如下的几个特点：

（1）从单一业务系统应用，向多系统、多终端协同工作发展；

（2）从三维智慧楼宇运维管理专业应用，向基础共享、综合展示、公众服务延伸；

（3）从上层服务共享，向底层系统一体化建设发展。

2三维智慧楼宇管理平台

CityMaker三维智慧楼宇运维管理综合管理平台，通过与BIM的完美融合，实现建筑的全生命周期管理：

规划设计阶段的设计方案对比、施工阶段的碰撞检测、运维阶段的智能监控和智能运维等，进而实现对于紧急事件处置的应急联动与指挥。

管理平台将在楼宇日常运维、楼宇安防管理与应急事件辅助等方面发挥重要作用：

系统模块

2.1建筑空间导览

系统能够对建筑进行精确定位，并按照浏览和管理需求对建筑进行整体结构、楼层、房间、重点区域等进行查看。

2.1.1建筑定位

通过查询检索、鼠标拾取、特定场景等多种方式，快速定位到建筑所在的位置。

2.1.2建筑结构展示

根据浏览和管理需求，可以任意查看建筑整体结构和建筑任意楼层。

2.1.3空间定位

通过输入房间号、名称等不同形式，快速定位到建筑内部房间、重点区域等指定位置。

2.1.4房间用途

通过颜色、文字描述等多种形式，展示楼宇内部房间的用途和不同区域的划分。

2.2设施设备管理

楼宇管线与设施设备三维管理系统，能够直接利用BIM软件生产的楼宇相关空调通风、强电、弱电、给排水与消防等数据，或者通过二维GIS、CAD格式设计图施工图等数据，动态生成三维模型、管点等，并建立相互连接关系和控制关系，叠加到三维场景中，实现三维管线数据、三维地表数据、建筑以及景观数据的一体化管理。

2.2.1楼宇周边管理与工具

系统提供了楼宇周边市政管线的地下浏览、地形开挖浏览和地面半透浏览三种浏览模式，管线支持用户材质显示方式以及行业标准色显示方式，可以对楼宇管线进行直观、多方位的浏览。

2.2.1.1地下模式

开启地下模式，相机进入地下并开启土壤效果。

图地下模式

2.2.1.2地上透明

将三维场景地上的实体设置为透明，以显示楼宇管线分布情况，也可以指定地上场景图层或者图层组透明。

图地上透明

2.2.1.3定线巡视

定线巡视可以让用户自定义一条巡视线路，沿线进行场景的浏览。

可以设置巡视的高度，速度，观察角度等等。

2.2.1.4场景量算

场景量算功能可以对场景的坐标，场景之间的水平距离，垂直距离，直线距离进行量算。

图场景量算

2.2.2设施管理

设施查询统计模块实现了鼠标拾取三维数字场景中的实体对象（包括建筑、道路、楼宇附属设施、周边市政管网）查询并显示相关信息（包括通过属性编辑添加的属性信息）。

系统提供了关键字查询、空间查询、图属互查以及基于属性表的各种SQL查询，用户可以快速获取想要了解的对象。

2.2.2.1属性查询

可以通过鼠标点击查询三维场景中的对象的属性信息。

室外管线查询

室内管线查询

2.2.2.2条件查询

可以通过查询条件来查询符合条件的三维场景中的数据，并可对查询结果进行定位和高亮显示。

室外管线查询

室内管线查询

2.2.2.3区域查询

可以查询所选区域内的多种设施类型，列表显示设施的属性数据，可以点击查询结果列表的链接列高亮并定位到指定的对象。

室内管线区域统计

2.2.2.4管线量算

系统可以对某一类型管线进行量算，量算其距离屋顶、地面、周边墙壁的距离，不同类型管线之间的距离。

管线量算

2.2.3综合分析

2.2.3.1流向分析

根据自流管线前点和后点的高程值或方向字段，分析该管线的流向，帮助用户查看选定范围内的排水管的水流流向，系统根据管子两端的高度差，判断水的流向并在三维场景中标明，用户可以方便的查看。

排水流向分析

针对室内管线，可设置室内管线的水源点或起源点，依据水源点和气源点为资源中心，分析室内水管线或气管线的流向。

室内管线流向

2.2.3.2关阀分析

依据管网的拓扑关系，搜索管线爆管或检修时需要关闭的阀门，显示阀门信息，打印阀门卡片和爆管点处的现场维修图。

关阀分析可实现室内及室外管线的分析。

关阀分析

室内关阀分析

2.2.3.3消防栓搜索

查询一定范围内的消防栓，并在场景中标识出消防栓的位置。

图消防栓搜索

2.2.3.4影响范围检测

主要帮助用户在开挖路面施工前，了解可能影响的其他楼宇管线，从而避免在维修某种管线时，挖断同一区域的其他管线。

影响范围检测

2.3监控系统集成

结合用户需求，现需要对现场公共广播系统多媒体信息发布系统视频安防监控系统入侵报警系统一卡通系统建筑设备管理系统智能照明系统火灾自动报警系统等进行监控及管理。

2.3.1公共广播

Ø系统说明

公共广播设备的日常监控，设备位置及覆盖区域模拟，产生故障报警并能显示、定位。

Ø功能要求

能够监控设备的启停、播放、故障状态，显示每个广播设备的覆盖区。

设备发生故障时，能够颜色区分故障状态，三维场景中定位到广播设备位置。

2.3.2多媒体信息发布

Ø系统说明

监测信息发布大屏设备的启停状态，产生故障报警，并能显示、定位报警呢位置。

Ø功能要求

能够监控设备的启停状态，实现对大屏的视频监控（通过与视频监控子系统联动实现），实现设备的温度、烟感故障报警功能，故障报警时，可弹出该点位的位置，系统自动定位。

2.3.3视频安防监控

Ø系统说明

显示视频监控系统设备应满足连续不间断运行，可对实时图像进行点播和浏览，对前端摄像机进行控制，显示视频监控设备点位，并辅助视频点位布设。

Ø功能要求

系统能够显示所有视频设备点位，在三维平台中点击设备，能够进行实时图像点播和浏览，并能对视频云台进行控制。

系统也可以按照时间段进行视频监控回放。

在三维场景中可以模拟每个视频监控设备的覆盖范围。

2.3.4入侵报警系统

Ø系统说明

防盗报警系统探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并显示报警位置。

Ø功能要求

当非法侵入发生时，三维智慧楼宇运维管理综合管理平台三维地图上应能准确显示报警位置信息，系统可发出报警信息。

设备点位报警、故障时，可弹出该点位的位置，并颜色区分。

三维平台具有显示和记录报警、故障、设防时间、撤防时间、更改时间；报警发生时间、地点、性质；故障信息时间、性质等信息的功能。

2.3.5一卡通系统

Ø系统说明

显示门禁点位，监测门禁状态、故障状态，生报警信号，并显示报警位置。

Ø功能要求

能显示门禁位置，对门禁状态进行监控，在三维场景中区分门的开关状态、非法开门状态。

能够记录门禁出入记录、门禁刷卡信息。

出发报警时，系统自动定位到设备所在位置，并能与视频监控系统联动。

2.3.6智能照明系统

Ø系统说明

监测照明系统运行状态，显示照明回路名称位置，产生故障报警，并能显示、定位报警位置。

Ø功能要求

能够监测设备的自动、手动状体，显示各个分区的照明回路开关状态，并实时更新。

触发故障报警时，系统定位到报警位置，并计算故障设备影响区域。

2.3.7火灾自动报警系统

Ø系统说明

监测火灾报警点设备，监测点设备状态、报警类别、历史报警信息产讯。

产生火灾报警，并能显示、定位报警位置。

Ø功能要求

能够显示报警点名称、位置。

能够监测火灾报警点设备的设备状态、报警状态、报警类别。

触发火灾报警时，系统能自动定位到设备区域，并能够实现与视频系统的联动。

能够记录报警信息，进行统计查询。

2.4应急联动

综合调用多个功能模块，借助地理信息系统可视化平台派发任务、调度资源、反馈信息等，并可通过移动视频监控设备实时回传现场态势画面；与地方政府应急救援指挥部门通过该系统进行事件通报和讲解，并实施应急救援协同指挥和协同作业，现场没有视频监控或难以靠近时，可通过全息仿真场景将事故情况真实再现，为指挥决策提供直观的现场事故信息。

在这个过程中，系统能够合理调配资源，并实时反映应急力量运动位置和到位情况，为指挥员提供重要参考。

2.4.1报警定位

通过与传感器的对接，当有管线发生紧急情况是，系统自动定位到事故发生地，并对事故点进行高亮闪烁，帮助管理人员快速查找事故点

2.4.2周边检索

系统定位事故后，迅速进行关阀搜索，对控制阀门进行关闭，然后进行影响范围分析，查找可能影响到的管线、阀门、端头设备等

2.4.3现场监控调取

系统与视频监控设备对接，获取视频信号，查看现场实时情况。

2.4.4应急疏散

当危险发生时，系统将楼宇内部的应急通道进行突出显示，指导楼宇内部人员进行疏散，撤离

2.5建筑能源与环境

通过与楼宇内能耗监测设备、环境监测设备进行对接，获取能耗和环境的实时参数与历史参数，在参数展示的同时对数值进行分析，给出节能和环境改善建议。

3三维综合运维平台

3.1三维数据编辑工具

三维空间信息数据生产系统的数据管理、入库、维护工作采用地理特征数据库（FDB）技术，其物理存储介质可以是本地的Firebird大文件，还可以存储在大型商业数据库Oracle中。

在FDB中，楼宇的三维场景依据数据源、数据集、要素类三级结构进行组织。

三维场景数据集无需经过发布，可以直接为应用系统功能提供数据支持，或者作为数据源，发布成数据服务，为网络应用的C/S或B/S三维应用系统，提供高质量的3DGIS空间数据服务。

三维平台通过对调度算法的优化，为三维场景创建渲染索引，对要素的模型及纹理都分设不同的LOD级别，在漫游调度时，可以在最小的资源占用下，依据当前的相机视角加载不同效果场景模型纹理，使整个漫游过程更为流畅。

三维数据编辑工具主要功能包括：

Ø创建数据源、数据集、要素类等结构；

Ø为要素类创建属性，自定义其类型、编辑属性，属性信息存储于数据库中；

Ø能够处理和导入3DMAX、Creater、SKETCHUP等通用建模软件建立的建筑物模型数据模块，支持CAD快速建模；

Ø支持模型场景的动态更新和地形场景的增量发布；

Ø创建属性域值；

Ø能过对数据进行空间、属性的组合查询，对单体对象进行编辑操作。

Ø数据集及要素类整体的导入、导出。

3.2三维数据发布工具

三维地理信息平台在应用发布方面：

Ø基于C/S或B/S架构实现三维地理信息应用和发布；

Ø平台设计和数据管理应用上符合OGC规范；

ØSDK开发包支持C/S或B/S应用开发。

Ø支持100TB级的高分辨率影像和数字地面模型的三维地形场景整合；

Ø支持1000平方公里以上大场景和250平方公里具有纹理材质的建筑模型整合；

Ø三维场景数据的网络发布支持:

互联网环境的三维景观实时浏览

采用先进的场景数据组织模型，以及场景、模型简化等技术，实现互连网络环境下的三维场景的平滑浏览，并实现并行载入，速度流畅；为了支持和充分发挥图形硬件技术的优势，系统要对硬件（显卡）提供的并行处理功能提供最优化的支持；系统采用网络数据压缩传输技术与硬盘Cache技术提高三维空间数据的浏览和响应速度；支持实现海量三维空间数据的网络发布和应用服务。

三维场景发布管理

对三维场景和三维空间数据进行网络发布、管理、维护，支持发布多个场景服务。

针对游园系统的对接管理

对三维数据进行数据抽取与加密，通过服务形式提供游园系统，游园系统通过CitymakerSDK进行二次开发与应用。

高并发客户端访问

客户端浏览三维数据服务无限制；免费提供无限制数量的三维虚拟城市浏览客户端插件，利用网络三维GIS平台实现基于IE浏览器的三维虚拟城市浏览；支持将局部三维场景进行网络发布，供客户端做三维动态可视化浏览、展示和飞行。

3.3运维管理模块

运维管理模块包含空间信息支撑平台、运行维护模块及资源展示模块。

空间信息支撑平台是针对三维智慧楼宇运维管理搭建的地理信息共享服务平台，提供区域乃至全国地理信息数据和功能服务。

空间信息支撑平台是依托地理信息数据，通过在线方式满足楼宇管委会和公众对地理信息和空间定位、分析的基本需求，具备个性化应用的二次开发接口和可扩展空间，是实现地理空间框架应用服务功能的数据、软件及其支撑环境的总称。

空间信息支撑平台是为了满足楼宇管委会内数据共享、发布、聚合的需求。

支撑平台的结构如下：

支撑平台的结构图

3.3.1三维服务发布功能

系统通过网络发布功能，能对建筑的三维模型、地形数据、影像数据、二维矢量数据如通用shape文件进行增量更新，即每次只针对变化的数据进行网络发布。

3.3.2运行维护模块功能

运行维护模块提供监控数据库运行状态的功能，建立数据访问、服务访问的管理日志，保障整个系统能够为客户端应用访问提供安全、稳定的支撑。

运行维护模块的功能包括：

用户角色和权限管理、日志管理、服务管理、资源目录管理、访问统计、平台监控、门户新闻管理等。

3.4应急预案编辑工具

制定应急预案库，将涉及到所有模型数据进行统一管理，能够提供实时编辑的能力。

按照不同突发事件解决方案进行预案制定，并能对预案进行播放调整。