基于BIM技术的校园运维系统项目.docx

1、基于BIM技术的校园运维系统项目基于BIM技术的校园运维系统项目解决方案一、项目目标分析与设计1.1 项目背景学校是城市的重要组成部分，作为教育与科研的重要场所，校园管理至关重要。校园管理工作内容庞大、非常复杂，目前绝大部分学校的各个部门拥有多个独立的管理系统。通过这些系统，根据不同功能，分别解决了学校运营管理过程中某一方面的问题，从一定程度上提高了学校的自动化办公水平。目前校园管理工作中的应用系统主要有校园资产管理系统、校园安保管理系统、校园一卡通系统、校园财务管理系统等系统，但目前校园管理系统并没有做到集成化，各个系统各自为阵，并没有将数据进行有效集成整合，无法实现校园一体化管理，给校园管

2、理工作带来额外的负担。如软硬件结合的使用率低，各级应用系统整合难度大、办公自动化管理进程较慢、各部门数据整合不完善等。这些问题都使得校园管理的方式成为一种被动式的，管理效率还相对较低，许多管理上的漏洞上有待完善。为深入推进中小学智慧校园建设，提升教育信息化水平，国家教育部先后印发教育信息化十年发展规划（2011-2020年） 、教育信息化“十三五”规划，我省教育厅先后发布了福建省“十三五”教育发展专项规划 、福建省中小学智慧校园建设标准（2017年）来指导智慧校园建设，要求利用3年时间试点培育典型，以辐射带动全省“智慧校园”建设与应用工作。“智慧校园”政策中要求完善和构建基于物联网的智能化校园

3、环境、智慧教室、智能班牌、校园一卡通智能感知系统、校园智能监控系统等硬件环境，融合建成基于云计算、虚拟化和物联网等新技术支撑的“智慧校园”综合管理系统平台。智慧管理要实现校园安全自动监控、智能考勤、水电暖气等能源的自动节能监控、仪器设备智能管理等，建立一套校园运维管理系统，使校园能实现安全、稳定、环保、节能。随着校园规模不断增加大，人数逐年增多，如何利用信息技术构建便捷、高效、安全、环保的智慧校园，是高校建设的关键性问题。1.2 项目建设目标分析基于BIM的福州校园运维系统应该串联三个关键要素：即“BIM运维校园管理”，围绕“运维管理”这个核心，整合校园的数据实现共享，分析、统计、预测校园管理

4、的数据及信息，为打造“智慧校园”提供全面的辅助管理手段，从而进行学校全面动态的管理。基于BIM技术的校园运维管理系统突出“精细、智能、可视”特点，建设一个集校园三维应用、OA系统、安防系统、楼宇智能、能耗信息管理等系统于一体的综合性服务管理平台。该系统建设目标包括以下几个方面：（1）为了使学校大数据实现共享统一管理、应用，开发以BIM技术为基础的数据库；（2）建设校园综合管理服务和三维展示平台，实现传统校园管理方式的根本改变，通过在线访问模式提供包括可视化的三维空间服务，为校园管理部门提供强有力的三维基础信息服务和应用支撑服务；（3）通过网络智能高清视频监控建设，实现高清视频监控设备进行集中管

5、理；（4）对学校供电设施、消防设施、运动设施等进行集中集成管理，形成高效、舒适的“智慧节能”系统；（5）建立完善的学校国有资产管理系统，对办公设备、设施等进行有机管理。1.3 项目建设内容设计本项目主要建设内容如下：1.应用系统建设（1）运维业务管理系统1项。（2）统一信息服务发布管理1项。（3）移动应用平台1项。（4）应用服务接口体系1项。（5）应用支撑组件1项。2.数据资源体系建设（1）基础数据建设工作1项，包括基础地理信息数据、学校建筑与设施三维模型数据建设。（2）数据中心建设1项，包括数据接入层、数据资源层、数据管理层、数据服务层、数据标准建设。3.基础设施环境建设包括网络安全系统1项

6、、主机存储系统1项、系统软件1项。4.运维支撑服务（三年）包括提供3年的运维服务。1.4 编制依据（1）国家教育部教育信息化十年发展规划（2011-2020年）；（2）国家教育部教育信息化“十三五”规划（3）福建省“十三五”教育发展专项规划（4）福建省中小学智慧校园建设标准（2017年）（5）福州市新型智慧城市标杆市顶层设计；（6）福州市人民政府办公厅政府投资的信息化项目管理暂行办法(修订)(榕政办2015184号)；1.5 编制范围（1）项目概述；（2）现状与需求分析；（3）总体设计；（4）模型建设方案；（5）应用系统建设方案；（6）数据资源体系建设方案；（7）基础设施建设方案；（8）安全保

7、障体系建设方案；（9）项目组织机构与人员培训；（10）项目实施与建设工期；（11）概算编制；（12）项目效益分析。二、项目业务分析与设计2.1 项目的意义与建设必要性2.1.1 项目建设的意义学校是城市的重要组成部分，作为教育与科研的重要场所，校园管理至关重要。但是目前校园管理工作内容庞大、非常复杂，各系统又有各自的数据管理平台，数据共享与利用化较低。本项目在BIM技术基础上，通过系统集成，将各个异构系统进行整合，形成一个独立完整的智慧校园运维BIM管理系统。通过以BIM技术搭建起来的数据平台为载体，可实现校园三维可视化查询，并充分结合各系统的数据信息，对校园建筑物以及构筑物进行有机管理，快速

8、精确关联查询校园信息，为实现智慧校园运维管理信息化提供技术支持。1.校园信息的快速整合与查询BIM 有效集成存储资料，使得管理者在运维管理时能更加全面的管理智慧校园运维管理的相关信息，在系统平台上点击相应的应用功能就能实现信息的查询，并进行横纵向的对比。2.校园信息的有效共享、有效传递建立的基于 BIM 的智慧校园运维管理信息系统，可为所有项目参与者提供信息共享平台，实现相关信息之间的相互关联，解决信息沟通的障碍因素，实现在校园项目的运维管理中各个参与部门之间高效的信息传递。3.有利于智慧校园运行维护管理目标的实现 传统的运维管理模式使得智慧校园运维管理目标难以实现，对整个校园项目的综合管理比

9、较困难。而基于 BIM 的智慧校园运维管理信息系统，每个参与部门从项目一开始就参与其中，在该基础平台上，其功能应用完善，信息交流方便，且可及时更新信息，对校园进行信息化管理。4.实现智慧校园运维信息的综合管理基于 BIM 的校园运维管理模型，结合校园管理的综合信息、各种设施维护登记、设施设备的维修档案、运行资料、楼宇管理信息、物业管理信息、环境信息和市政相关信息等其他全面具体的运维管理信息，可供管理者综合校园的各种信息，分析校园各项信息的管理情况，并生成报表；及时升级数据库系统中校园内各类数据信息，以便使得校园运维管理更为智慧化、可持续化，使校园管理能迅速快捷准确的运行维护各类信息并随时更新园

10、内的各类数据。 5.有效提升校园运维管理水平和质量 基于 BIM 的智慧校园运维管理信息系统能够实现四个方面的管理突破：（1）人员管理，BIM 模型结合人员分配管理，人员结构化层级划分，管理内容和管理责任分配到个人，使得管理精细化；（2）场所管理，将三维模型与空间位置相互对应，虚拟与现实结合，现场全景查看，BIM 模型联动，使得空间管理数据化，可视化；（3）流程管理，对突发应急状况预设流程，流水作业，同时启动多任务并行管理模式，使得管理顺畅，有序；（4）集成管理，远程平台控制与移动端通讯管理相结合，使得管理高效化。2.1.2 项目建设的必要性传统运维管理模式的管理手段、理念和工具都很单一，其弊

11、端主要有：（1）信息分散，无法进行关联和更新。（2）信息传递不及时，更新延误。（3）不能实现信息的有效采集与利用。（4）信息全生命期共享不足。（5）资料查阅困难，数据管理效率低下。管理人员需要通过人工采集以及各种图纸和数据表单来进行管理，且其还需具备较高的专业素养和实践经验，其管理过程复杂，效率低下、管理成本高。以下从几个方面阐述基于BIM的校园运维管理平台建设的必要性：1. 传统的运维管理手段获取数据的方式单一众所周知，对于学校建筑项目来讲，其生命期主要分为早期的规划设计阶段、中期的施工阶段及后期的营运维护管理阶段。从早期的规划设计到项目竣工，其周期通常在2-3年，但从后期的运维管理阶段来看

12、，其历经的时间通常长达几十年，且占据了建筑项目生命期的绝大部分时间。如此之长的时间，花费在项目运维管理上的成本是相当庞大的，这一点已经得到了大部分业主的重视。业界也在纷纷探究解决方案，其归结到一点就是尽可能多的获取建筑物的相关运行状态数据，根据状态数据来进行有机管理。然而，用传统的运维管理手段获取数据的方式单一，大部分是靠人工去采集，而且所获取的数据往往是来自多个分散系统。这样的管理手段存在很多问题，如采集数据信息时间长、数据信息完整性差、数据信息分散无法进行关联与更新且容易遗漏和丢失、数据无法进行无损传递等。这就大大影响了运维管理的质量，同时也增加了管理成本。2.基于BIM的数据采集及其信息

13、化技术的应用趋势随着信息化时代的带来，建筑行业也在进行着信息化的革命。特别是住房与城乡建设部在2015 -2020 年建筑业信息化发展纲要中提出，在“十三五”期间，要基本实现建筑企业信息系统的普及应用，加快建筑信息模型(BIM)、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用，推动信息化标准建设，促进具有自主知识产权软件的产业化。这就使得建筑行业正以高速发展得态势进行整转型升级。纵观BIM技术在我国建筑行业的使用情况，目前大批建设项目在设计阶段、施工阶段都应用开始使用该技术，而且是将BIM技术真正落地在项目实践中。随着BIM技术的深入应用，越来越多的人群关注到了BIM更深层的价值利用BIM技术进行数

14、据收集。利用BIM技术，能对建筑物的所有相关信息进行采集，同时能提供动态更新的数据链接方式。也就是说基于BIM技术，能建立好一个更加完善的建筑信息数据库，且该数据库能为建筑的后期运营维护提供有力的数据支持。因此，当今对BIM研究的一个趋势，是从当初的基于BIM建立三维可视化信息模型，转变成了对BIM所采集的数据进行管理研究。最受追捧的就是基于BIM技术进行运维管理系统的研发。3.智慧校园政策的要求智慧校园建设，是指在中小学校园内，以新一代信息技术和智慧应用为支撑，在泛在信息全面感知和互联的基础上，全面整合校内外的资源，实现人、物、校区功能系统之间无缝连接与协同联动的智能自感知、自适应、自优化，

15、将学校物理空间和数字空间有机衔接起来，改变师生与学校资源、环境的交互方式，提高教育教学质量和管理水平。智慧校园建设关系着学校师生的安全、健康、教育和生活，是国家重点关注的项目。为深入推进中小学智慧校园建设，提升教育信息化水平，国家教育部先后印发教育信息化十年发展规划（2011-2020年）、教育信息化“十三五”规划，我省教育厅先后发布了福建省“十三五”教育发展专项规划、福建省中小学智慧校园建设标准（2017年）来指导智慧校园建设，要求利用3年时间试点培育典型，以辐射带动全省“智慧校园”建设与应用工作。“智慧校园”政策中要求完善和构建基于物联网的智能化校园环境、智慧教室、智能班牌、校园一卡通智能

16、感知系统、校园智能监控系统等硬件环境，融合建成基于云计算、虚拟化和物联网等新技术支撑的“智慧校园”综合管理系统平台。4.智慧校园建设的需求智慧校园是数字校园的阶段性必然产物，其中智慧管理要实现校园安全自动监控、智能考勤、智能门禁；水电暖气等能源的自动节能监控；办公文件的智能流转；图书智能借阅；仪器设备智能管理等。简而言之，就是要建立一套校园运维管理系统，使校园能实现安全、稳定、环保、节能。随着校园规模不断增加大，人数逐年增多，如何利用信息技术构建便捷、高效、安全、环保的智慧校园，是高校建设的关键性问题。BIM 技术具有信息化、可视化、协调性等特点。在智慧校园中，可运用BIM 技术建立信息集成的

17、可视化校园建筑模型，并对其进行BIM 后期数据自动化运维管理，有效整合校园空间与资产精准管理；同时提升教学信息化水平，促进教师、学生学习交流，提升管理，实现教育资源师生共享，师生之间及时进行沟通交流，打破传统的面对面教学交流的机制等。5.BIM可视化提升运维管理效率BIM技术的一个最大功能就是三维可视化。利用虚拟三维可视化平台，可以形象地表达出建筑形态、设备形态以及设施形态，同时能对各项参数进行快速准确地定位查询。传统设施管理多以人工完成，这种的方式不仅浪费人力和时间，而且数据收集慢，最重要的一点就是无法及时准确地进行更新现场数据，很容易出现决策误判。利用BIM技术，能够帮助管理者迅速地掌握设

18、备信息，了解现场状态，有效地帮助管理者进行管理与决策，提高了管理效率。6.系统集成优化管理方案传统的运维管理是分散式的，在整个管理过程中需要多方协调配合，这样的配合是被动式的，往往是在问题出现以后才将相关各方召集起来进行协调配合，找出问题的解决方法，通过补救措施来解决16。如果通过能将各分系统集成，就能很好地解决这些问题。同时，基于对建筑本身的管理原则，与BIM技术结合，就能很好地对显示中无法实际操作的对象进行模拟，优化管理方案。基于BIM技术做系统集成，能很好地将各子系统统筹管理起来，做到集成管理，分类实施，这样能为管理者提供更优的管理方案，减少由于信息分散而导致的问题。2.2 存在问题2.

19、2.1 校园管理工作中常见的应用系统现状校园管理系统上，绝大部分学校的各个部门拥有多个独立的管理系统。通过这些系统，根据不同功能，分别解决了学校运营管理过程中某一方面的问题，从一定程度上提高了学校的自动化办公水平。目前校园管理工作中的应用系统主要与以下7方面：1.校园资产管理系统校园资产管理系统是以校园设施、设备等实物作为管理对象，通过条形码技术或二维码扫描技术等信息化手段，对固定资产从购买、领用、维修、报废等全生命期进行监管。主要包括资产管理、设备领用、设备维修等几大功能，解决了资产管理中帐、卡、物不符，资产不明设备不清，闲置浪费、虚增资产和资产流失问题。这也就对校园资产管理工作的效率与管理

20、水平有了进一步的提升。2.校园财务管理系统校园财务管理系统主要包括学生收费、工资管理、财务管理等功能，通过信息化手段，实现校园财务管理的自动化、财务信息服务的网络化。提高财务核算的速度和质量，加强经费管理，提高财务核算的透明的，同时实现各类人员对财务的监督，为校园管理提供辅助决策，向教职员工和学生提供更多更便捷的财务信息服务。3.校园安保管理系统校园安全一直以来都是学校管理工作中重点抓的问题，这类问题涉及到学校和学生的个人切身利益，同时也影响到社会的安定团结，所以校园安保系统在校园工作中显得尤为重要，该系统主要是实现对校园环境的实施监控、学生在校期间行动的实施管理，通过电视监控、电子围栏、电子

21、巡更等多元信息化手段的结合，是校园内形成一套完整的安全防控系统，强化校园安全保障。4.校园一卡通系统校园一卡通系统是对校园人员进行统一管理的最佳手段，通过将卡与人员信息结合，实现教师、工作人员、学生在学校进行的各地出入，借阅、消费等各项活动的便捷操作，是学校信息化建设的重要组成部分，真正意义上实现了数据管理的集成与共享，提升了校园管理的效率，为师生带来了工作、学生、生活上的方便。5.校园能源管理系统校园能源管理系统包括能耗数据控制、能源控制和管理、能源数据分析等主要几大功能，通过远程数据终端的数据采集对校园能耗数据进行实时检测，并对其进行统计、分析，确定校园能耗状态，降低高能耗的设施运行成本，

22、以达到节约校园能源消耗的目的。6.校园教务管理系统校园教务管理系统提供了一个对学校教学工作的管理平台，其中包括教师信息管理、课程信息管理、综合信息管理、成绩信息管理等。利用此系统，能实现教务信息的集中管理、分散操作、信息共享，将传统的教务管理数据化、无纸化、智能化，提升了教务管理的综合能力。7.学生管理系统学生管理系统包括学生信息管理、学生信息录入与导出、学生成绩查询、学生情况统计等，通过对学生信息的管理，实现学校对学生管理的信息化和科学化，节约了学生信息管理成本，提高了管理效率，同时也为学校考核学生的综合素质提供了必要的数据支持。2.2.2 存在的问题虽然在“智慧”的影响下，如今的校园管理有

23、了比较明显的改善，各种信息化系统在校园管理中，也得到了广泛的应用。但目前的应用过程中还存在一些问题。目前校园管理系统并没有做到集成化，各个系统各自为阵，并没有将数据进行有效集成整合，无法实现校园一体化管理，给校园管理工作带来额外的负担。如软硬件结合的使用率低，各级应用系统整合难度大、办公自动化管理进程较慢、各部门数据整合不完善等。这些问题都使得校园管理的方式成为一种被动式的，管理效率还相对较低，许多管理上的漏洞上有待完善。目前，校园运维管理系统的建设问题应该是如何有效地进行整合各个独立的管理系统，将校园管理活动中所需要的各种信息、各种分散部署的系统有机地结合起来，建立一个能适应校园管理高质量、

24、高效益、高适应性的智能运维管理系统，以实现更科学、更简单、更准确、更全面的校园管理，提高校园管理的效率，降低其管理成本。2.3 项目需求分析2.3.1 校园运维业务需求需要为相关管理者提供校园运维日常业务管理平台，主要建设包括虚拟校园三维环境漫游需求、校园信息查询与监控需求、设施维护管理需求、校园资产管理需求、能耗监控与管理需求、安防监控与应急管理需求、学校公寓与访客管理需求和档案电子化管理需求等。（1）校园三维环境漫游需求，通过系统，能够系统通过校园建筑及周边环境设施的三维模型，实现对校园房间三维可视化定位和信息查询。（2）校园信息查询与监控需求，应包括建筑信息查询、隐蔽工程查询、设备信息查

25、询、设备运行监控与设备数显等需求，实现对校园信息快速精准查询与定位，并对设施进行监控与远程控制。（3）设施维护管理需求，应包括维护计划生成、日常巡检管理、维修与报修管理、设备故障预警、维护信息管理等需求，实现设备设施的自动报警、智能巡检和智能检修辅助。（4）校园资产管理需求，应满足校园的资产从购买、修理、更换直至彻底报废的全过程跟踪关于管理，有效控制学校的资产管理与维护经济成本。（5）能耗监控与管理需求，应能够对学校楼宇建筑的水、电能耗进行监控、统计、分析和比较，助于发现高耗能位置和原因，打造绿色校园。（6）安防监控与应急管理需求，应包括视频监控管理、停车场车辆信息管理、应急管理的虚拟现实应用

26、等需求，实时地采集、查看和监控运维管理信息系统中相关信息，在设备报警后可以做到及时处理等。 （7）学校公寓与访客管理需求，应包括公寓管理和访客管理需求，全面统筹公寓使用与运行状态，安全可靠地进行来访人员管理，确保学校公寓与访客的管理处在可控状态。（8）档案电子化管理需求，应包括档案收集、档案整编、档案鉴定、档案保管、档案安全、档案利用、档案统计和档案备份等需求，对纸质档案进行电子化地、有效地管理。2.3.2 应用支撑建设需求用于日常值班和应急调度的屏幕可能有多块，用户需要关注的内容较多较杂，用户只需将重点关注的指挥类信息以高清画面形式，综合呈现在大屏上。并能结合实际工作需要，对显示系统根据系统

27、分工，划分相应的显示区域，各分区独立控制。同时由于接入的视频线路和设备较多，平台要能支持接入市场上主流厂家视频监控终端，实现与安防监控与应急管理需求服务系统联动。在三维基础服务支撑上，需要一个高效的三维地理信息基础服务平台提供三维模型整合与编辑功能、服务发布与权限管理功能和三维地理信息应用开发所需的API接口。校园运维系统有消息通讯的要求，各个子系统有可能都需要发送消息，但平台涉及系统很多，过多的消息管理会造成用户使用不便，用户需要一个统一的服务消息管理组件，提供统一的消息总线，通过消息总线，实现整个平台的通信。有相同需要的还有通用的工作流组件，服务于平台所有涉及到工作流转和流程定制的相关功能

28、。用户可以通过直观、灵活的配置界面和流程模板定制工作流的环节和对象，并且可以根据不同用户展示不同表单。在移动应用支撑上，用户用到的移动端主要有手机和平板，涉及的系统也主要是Android和iOS系统，主要解决的问题是移动端上的数据浏览、数据上报及数据快速处理等功能。在日常维护和应急抢险时，用户经常需要根据实际需求或者专项检查要求，整理维护或应急统计报表，这些表格通常没有固定的格式要求，如果事先定义了表格结构，一旦业务发生变动或者有新的报表需求，改动量是十分巨大和麻烦的，所以用户有能够满足各类场景的报表需求，可以自由设置数据的查询条件、报表的样式和报表的展现形式。2.3.3 数据建设需求为满足校

29、园三维可视化运维需求，需要完整构建校园范围内的三维BIM模型和系统建设内容，这些模型和系统建设依赖于基础数据，其中包含学校范围内的下垫面数据、高程点数据、内部路数据，设施设备等固定资产信息、学校车库信息等数据。1.基础地理信息数据目前缺失的基础数据，统一向市大数据管委会和自然资源和规划局申请，包含学校下垫面数据、高程点数据、道路数据、固定资产信息、车库信息等数据，数据均以空间数据格式存储于市数字办政务云平台中。2. 三维数据目前缺失相关三维信息数据，需在本次项目中建设的内容是全面构建学校范围内的建筑设施三维模型数据。2.3.4 基础设施建设需求本次项目业务系统所需基础支撑环境，统一申请福州市政

30、务云平台资源，由云平台统一提供主机存储设备；对于需要用到的超算资源则考虑利用超算中心计算资源。同时考虑到业务系统的可靠性，在学校监控中心建设本地的主机存储环境。首先，本次模型运算建设的业务涉及面较广，模型精细度很高，所以对于整个GPU资源要求较高。本次项目主机存储系统方面需要一系列服务器资源，服务器采用数字办云平台资源，包括数据库服务器、WEB服务器、备份服务器和存储阵列。本次项目存储系统方面还包含了监测资料的存储需求，对于各个监测设备获取的监测资料需要相应的服务器进行数据库存储，以及对于服务器建设相关系统资料的存储也是十分重要的。2.3.5 业务系统性能需求2.3.5.1 一般约束需求福州校

31、园运维BIM系统的运行需要考虑其交互性能。良好的交互性能可以有效的更好地辅助用户开展管理工作。本次项目建设需要设计出美观、简洁、大方的系统用户界面，做到易用、美观、方便、快捷；使用菜单、工具按钮、快捷键合理布局；支持操作标准界面的用户屏幕分辨率不低1024*768，增强32位色，以提高系统交互性能，根据上述要求，具体用户界面需求内容如下：（1）系统建设要强调结构化、模块化、标准化，做到界面清晰，接口标准统一，连接畅通，使系统既有完整性，又有灵活性，以便于最终实现有效集成。（2）完全遵照GUI（图形用户界面）的标准，界面风格统一。用户只要了解实际工作的工作流程和操作系统的使用方法，无需经过复杂的

32、操作培训即可很方便地使用。（3）同一软件要具有统一的色调、统一的导航栏、统一的字体。鼠标光标样式统一，没有特殊需要的情况下全部使用Windows系统标准。（4）菜单格式、快捷键等要充分考虑用户习惯，做到方便易用。用户可通过与系统交互，无需繁复的操作即可快速获得图形图像、文本文字、数据表格图表等多种形式进行所需规划成果的相关信息展现。（5）提示信息、帮助文档文字表达必须遵循以下准则：尽量口语化；不要用或少用专业术语，杜绝错别字；断句逗号句号顿号分号的用法，提示信息比较多的话，应该分段；警告、信息和错误应使用Windows操作系统对应的表示方法；使用统一的语言描述，例如对于关闭功能按钮，可以描述为退出、返回、关闭，则应该统一规定其代表的含义。2.3.5.2 性能需求（1）业务系统性能系统并发数不小于200。