一种基于BIM模型的建筑设备运维巡检方法和系统与流程

本发明属于建筑智能管理领域，具体涉及一种基于vr和bim模型的建筑设备运维巡检方法。

背景技术：

建筑信息化模型(bim)的英文全称是buildinginformationmodeling，是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全生命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方便的被工程各参与方使用。通过三维数字技术模拟建筑物所具有的真实信息，为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型，使该模型达到设计施工的一体化，各专业协同工作，从而降低了工程生产成本，保障工程按时按质完成。

虚拟现实技术(vr，virtualreality)是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(vr)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。

建筑设备巡检是通过确保巡检工作的质量以及提高巡检工作的效率来提高设备维护的水平的一种方式，其目的是掌握设备运行状况及周围环境的变化，发现设施缺陷和危及安全的隐患，及时采取有效措施，保证设备的安全和系统稳定。在巡检的过程中，及时发现安全隐患并采取有效措施是很重要的，尤其是在一些大型、人流密集的建筑区域中。但是目前通过设备巡检以解决当前建筑设备巡检面临的以下三个主要难题:1.巡检不到位、漏检、或者不准时；2.手工填报巡检结果效率低、容易漏项或出错；3.管理人员难以及时、准确、全面地了解线路状况，难以制定最佳的保养和维修方案。

实践中，基于bim的智能建筑3d可视化技术也得到空前的发展,随着软件技术的发展越来越高端，用户对软件的使用感知要求越来越高，尤其是对以建筑智能化管理为目标的ibms平台来说，以3d可视化的方式呈现楼宇建筑结构、地图等信息的3d呈现技术是业内前沿技术发展的必然趋势，也是智能楼宇领域核心技术之一。vr技术已成为时下重点的发展潮流，智慧园区、智能建筑融合vr技术，更为直观的了解园区、建筑的基本情况，加上全自动化的漫游、轮巡等高级应用功能，可达到智慧园区和智能建筑高效、自动、节能的运维管理的目的，并综合园区、建筑物自动漫游；结合视频监控系统实现园区和建筑群中自动视频巡视，实现真实视频景象与虚拟模型相结合的ar呈现技术。进一步提升安全、舒适、便捷、高效的人文生活、工作环境。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于vr和bim模型的建筑设备运维巡检方法，至少可以部分解决上述问题。本发明技术方案的方法，针对目前建筑设备的巡检依赖工作人员的主观观察，且效率低下，很容易漏检或是巡检不及时，从而造成安全隐患的情况，采用bim模型结合vr的方式，使得管理人员可以按照预定巡检计划，对整个建筑中待巡检的设备进行全面检查，同时还能对建筑中的设备进行全面管理。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于bim模型的建筑设备运维巡检方法，其特征在于，包括

s1搭建建筑实景的bim模型系统，并将建筑实景的建筑设备与bim模型的建筑设备模型对应关联起来；

s2获取建筑设备的运行参数，根据建筑设备与建筑设备模型的对应关系，将建筑设备的运行参数关联到建筑设备模型上；

s3根据bim模型中巡检的位置，将模型中一定范围内的建筑设备模型运行参数在bim模型上显示出来，实现利用bim模型对建筑设备进行运维巡检。

作为本发明技术方案的一个优选，步骤s1包括，

s11搭建建筑实景的bim模型系统，采用相同的设备id对相应的建筑实景的建筑设备和bim模型的建筑设备模型进行编号；

s12在具有相同的设备id的建筑设备和建筑设备模型之间建立起关联关系，将建筑设备的运行状态关联到建筑设备模型上；

s13根据建筑设备的类别，结合设备id，将所述bim模型划分为多个子系统，所述子系统中包括至少一个建筑设备模型。

作为本发明技术方案的一个优选，步骤s2包括，

s21根据建筑设备的运行状态，获取建筑设备的运行参数；

s22将建筑设备的设备id、运行参数绑定，使得通过设备id即可查看该建筑设备的运行参数；；

s23根据建筑设备与建筑设备模型的对应关系，将建筑设备上的运行参数关联到建筑设备模型上。

作为本发明技术方案的一个优选，步骤s3包括，

s31建立bim模型坐标系，确定当前巡检位置在bim模型中的坐标；

s32确定bim模型中建筑设备运行参数显示的有效距离，获取当前位置坐标的有效距离内的建筑设备模型的设备id；

s33根据设备id获取对应建筑设备的运行参数，将所述运行参数在bim模型中显示出来。

作为本发明技术方案的一个优选，步骤s3中包括，

s31’任意选择至少一个子系统中的一个或多个建筑设备作为建筑设备的运维巡检目标；

s32’确定当前巡检位置在bim模型中的坐标，以及bim模型中建筑设备参数显示的有效范围；

s33’根据当前巡检位置的坐标，确定其有效范围内所选定的子系统中的建筑设备的运行参数，并在bim模型中显示出来。

按照本发明的一个方面，提供了一种基于bim模型的建筑设备运维巡检系统，其特征在于，包括，

bim模型搭建模块，用于搭建建筑实景的bim模型系统，并将建筑实景的建筑设备与bim模型的建筑设备模型对应关联起来；

设备参数信息模块，用于获取建筑设备的运行参数，根据建筑设备与建筑设备模型的对应关系，将建筑设备的运行参数关联到建筑设备模型上；

运维巡检模块，用于根据bim模型中巡检的位置，将模型中一定范围内的建筑设备模型运行参数在bim模型上显示出来，实现利用bim模型对建筑设备进行运维巡检。

作为本发明技术方案的一个优选，bim模型搭建模块包括，

设备模型模块，用于搭建建筑实景的bim模型系统，采用相同的设备id对相应的建筑实景的建筑设备和bim模型的建筑设备模型进行编号；

关联模块，用于在具有相同的设备id的建筑设备和建筑设备模型之间建立起关联关系，将建筑设备的运行状态关联到建筑设备模型上；

子系统模块，用于根据建筑设备的类别，结合设备id，将所述bim模型划分为多个子系统，所述子系统中包括至少一个建筑设备模型。

作为本发明技术方案的一个优选，设备参数信息模块包括，

参数获取模块，用于根据建筑设备的运行状态，获取建筑设备的运行参数；

参数绑定模块，用于将建筑设备的设备id、运行参数绑定，使得通过设备id即可查看该建筑设备的运行参数；

参数关联模块，用于根据建筑设备与建筑设备模型的对应关系，将建筑设备上的运行参数关联到建筑设备模型上。

作为本发明技术方案的一个优选，运维巡检模块包括，

位置坐标模块，用于建立bim模型坐标系，确定当前巡检位置在bim模型中的坐标；

模型捕捉模块，用于确定bim模型中建筑设备运行参数显示的有效距离，获取当前位置坐标的有效距离内的建筑设备模型的设备id；

设备参数模块，用于根据设备id获取对应建筑设备的运行参数，将所述运行参数在bim模型中显示出来。

作为本发明技术方案的一个优选，运维巡检模块包括，

目标模块，用于任意选择至少一个子系统中的一个或多个建筑设备作为建筑设备的运维巡检目标；

定位模块，用于确定当前巡检位置在bim模型中的坐标，以及bim模型中建筑设备参数显示的有效范围；

显示模块，用于根据当前巡检位置的坐标，确定其有效范围内所选定的子系统中的建筑设备的运行参数，并在bim模型中显示出来。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本发明技术方案的方法，利用bim模型，通过唯一的设备id将建筑设备本身与bim模型中的建筑设备模型关联起来，进而将实际的建筑设备的运行参数通过唯一设备id对应关联到bim模型中，实现了利用bim模型对建筑设备的运行状态进行实时的巡检，提高了建筑设备的巡检效率和安全性，同时也大大降低了漏检和错检问题发生的几率。

2)本发明技术方案的方法，采用唯一设备id对相应的建筑设备和建筑设备模型进行编号，从而实现了两者的对应关联，同时采用设备id对建筑设备和建筑模型进行编号，有助于通过bim模型对建筑设备进行分类和管理，在需要对同类设备(如一个子系统中的建筑设备或者相关联的一些建筑设备)进行巡检的时候，能够有针对性地对其进行选择。

3)本发明技术方案的方法，通过唯一设备id，可以将建筑设备的运行参数实时关联到bim模型中，一方面实现了通过bim模型对建筑设备进行实时的监控和管理，另一方面，也提高了建筑设备运维巡检的效率。此外，在利用bim模型对建筑设备进行运维巡检的过程中，也可以根据实际情况随时进行调整，大大提高了运维巡检的便捷性。

附图说明

图1是本发明技术方案实施例中基于bim模型的建筑设备运维巡检方法的流程图；

图2是本发明技术方案实施例中bim模型的搭建流程图；

图3是本发明技术方案实施例中bim模型与建筑设备的运行参数的关联流程图；

图4是本发明技术方案实施例中利用bim模型进行建筑设备运维巡检的流程图；

图5是本发明技术方案实施例中利用bim模型对建筑设备子系统或建筑设备进行建筑设备运维巡检的流程图；

图6是本发明技术方案实施例中基于bim模型的建筑设备运维巡检结构图；

图7是本发明技术方案实施例中利用bim模型对视频监控系统进行巡检过程中的状态图；

图8是本发明技术方案实施例中利用bim模型对消防系统进行巡检过程中过程中额的状态图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

本发明技术方案的实施例中提供了一种基于bim模型的建筑设备运维巡检方法和系统，该方法和系统还可以与vr技术等结合，实现利用vr技术在建筑模型中实现建筑园区的虚拟漫步。正所谓所见即所得，在庞大的园区以及建筑群中，利用bim模型，结合vr技术可以进一步直观的实现园区、建筑楼宇运维，实现园区、建筑楼宇设备运维自动巡检已经成为智能建筑绿色、高效运维的一种趋势。运维人员在足不出户的情况下，更能直观、高效的了解园区、建筑楼宇的实时状态，并利用vr技术能够在办公室身临其境做到巡查园区、了解园区所有弱电设备的及时状态，以及安防报警信息，节省大量人力成本和园区巡查时间，实现高效、经济的运维方式。通过利用bim强大的建筑信息属性特性，在加上vr强大的直观体验，并集成ibms平台强大的楼宇智能运维控制系统，共同保障我们的园区、建筑楼宇有序的运行，为我们提供舒适的工作、生活环境。

下面结合具体实施例对本发明技术方案进行进一步的说明。本实施例中提供了一种基于bim模型的建筑设备运维巡检方法和系统，其中，如图1所示，该过程包括以下几个部分：

首先，需要根据实际建筑区域(如虹信园区)的建筑实景，搭建建筑实景的bim模型系统。包括园区建筑物之间的布置格局，以及每栋建筑物的内部结构布置。建筑物的内部结构布置包括建筑物的层结构、建筑设备布置等，建筑设备有弱电设备系统以及多个设备子系统等。建筑物的设备系统至少包括视频监控系统、消防系统、周界系统、门禁系统、空调系统、照明系统等多个子系统，如图6所示。进一步的，如图2所示，在搭建bim模型的过程中，对每个设备模型进行编号，赋予其唯一的设备id，同时，该建筑设备模型在实际实际额的建筑实景中对应的建筑设备也使用同一设备id，从而实现将实际的建筑设备与bim模型中的建筑设备模型对应关联起来。同时，本实施例中，优选根据建筑设备设备的设备id，将整个设备系统划分为多个子系统，即包括弱电设备系统在内的多个子系统。

其次，获取设备的运行参数。举例来说，视频监控系统中包括多个摄像头，其分布在建筑区域的多个位置，每个摄像头负责获取不同区域的图像、声音画面。在获取视频监控系统中任意摄像头的运行参数时，需要获取这个摄像头的型号、位置、负责拍摄的区域以及拍摄到的该区域的图像等。根据建筑设备设备囩巡检的需求，可以针对性针对性地获取设备的运行参数，并不仅限于上面列举出来的种类。建筑设备的运行参数中包括了该设备在运行过程中可数字化显示的全部参数信息。根据建筑设备与建筑设备模型之间的对应关系，可以将建筑设备的运行参数对应关联到建筑设备模型上。使得工作人员在bim模型中就可以查看建筑设备的运行参数。

最后，利用bim模型实现对建筑设备进行运维巡检。具体来说，bim模型搭建完成后，通过切换视角，即可实现在bim模型中对整个园区进行观察。如果建立bim模型坐标系，那么观察位置在bim模型中也是具有位置坐标的，同样的，每个设备模型也是具有各自的唯一坐标。为了更有效地针对每个建筑设备进行分别的观察巡检，利用bim模型在显示的时候，只显示坐标在观察位置一定范围内的建筑设备模型上显示运行参数，也就是该建筑设备模型对应的建筑设备的实际运行参数。

进一步的，在本实施例中，为了将建筑视景的建筑设备与bim模型的建筑设备模型对应关联起来，采用了对建筑设备及其对应的建筑设备模型进行唯一编号的方式。也就是说，对于实际的建筑设备，及其对应的bim模型中的建筑设备模型，采用相同的设备id对其进行编号，且这个设备id是唯一的，不与其他设备id重复，从而使得该设备id唯一指向该建筑设备及其对应的建筑设备模型。如图3所示，本实施例中，将该建筑建筑设备对应的设备id和运行参数进行绑定，利用该设备id即可查找到对应的建筑设备运行参数。这样的话，在bim模型中，任意选定建筑设备模型可以获得该设备模型的设备id，进而可以获取该建筑设备模型对应的建筑设备的运行参数。需要特别指出的是，在将设备id与建筑设备运行参数进行绑定后，建筑设备的运行参数仍然会根据建筑设备的实际运行状态进行动态更新，从而实现根据设备id获取的设备运行参数都是该建筑设备的实时运行参数。

如图4所示，在利用bim模型进行建筑设备运维巡检的过程中，首先需要确定当前巡检位置在bim模型中的位置。然后将运行参数显示的有效距离范围内的建筑设备模型所关联到的建筑设备运行参数显示出来。运行参数显示的有效距离可以根据需求进行设定。根据建筑设备的运维巡检需求，还可以选择任意一个或多个子系统，在巡检过程中，只针对性显示选中的子系统中的建筑设备的运行参数，如图5所示。

换而言之，利用本实施例的建筑建筑和设备运维巡检方法和系统，可以实现在bim模型中进行建筑物设备的自动漫游、巡检，并能通过vr眼镜，将漫游、巡检的整个过程直观的呈现在眼前。包括bim中设备模型与弱电设备子系统集成的方法，bim模型中巡检路线选择、巡检设备选择的方法，打通数据链路，实现在bim模型中动态展示设备属性、视频资源的方法。

其中，bim中弱电设备模型与设备子系统集成的方法，设备子系统包括包括视频子系统、消防子系统、周界子系统、门禁子系统、空调子系统、照明子系统及其它子系统；通过自定义唯一标示，将bim中设备模型构件与设备进行关联，并将其业务操作功能集成式平台，实现在bim模型中管控建筑物设备的目的。

在模型中实现自动漫游巡检，包括在模型中自定义巡检路线，并可以把在路线周边覆盖范围内的设备进行检查，了解这些设备的详细参数与运行状态。还可以自定义巡检设备，指定若干个设备，在bim模型中按照指定顺序对设备进行检查，也能了解设备的详细参数与运行状态。

其中，在展示设备详细参数和运行状态过程中，通过打通数据链路，在bim模型中可操作查看设备的业务功能，达到控制设备的目的。比如，通过将bim一个摄像头模型与一个真实摄像头通过唯一标识关联后，在在模型中直接查看该摄像头的所有详细属性，并能打开视频资源、控制云台操作等。做到在摄像头设备巡检的过程中，将即时的视频信息也加载出来，实现模型、真实视频资源相结合的呈现。为了更好的视觉效果，还可以利用vr眼镜，能够真实感受在bim模型中设备巡检、自动漫游，身临其境的体会在真实园区巡检的目的。

本发明技术方案的实施例中，包括设备子系统、数据链路、bim模型、业务功能等组成单元，其中设备子系统包括视频子系统、消防子系统、周界子系统、门禁子系统、空调子系统、照明子系统及其它子系统，bim模型通过ibms(智能建筑管理系统)与设备子系统进行数据集成，达到在bim模型中控制设备的目的。且本实施例提供根据bim模型自动漫游、自动巡检、vr体验、自定义巡检路线、自定义巡检设备、设备巡检等业务功能。利用本发明视频监控系统自动巡检的过程中，可展示园区视频摄像头详细属性信息、在线信息、报警信息等多种数据，并显示实时视频资源。举例来说，利用bim模型对视频监控系统进行巡检的过程中，当前巡检位置的有效范围内有一个摄像头，那么在bim模型中，可以对该摄像头的运行参数进行实时显示，包括将摄像头拍摄的实时画面接入bim模型中，将当前bim模型的虚拟模型画面切换为摄像头实时拍摄的画面。同时，在bim模型中，可以执行调节视角或者是改变拍摄方向等操作，这些操作也会通过设备id的关联关系，对具体的摄像头进行改变，即改变其拍摄角度或者方向等。从而，根据在bim模型中实时观察的数据信息，可以及时对各个子系统以及子系统中的建筑设备进行调控，如图7所示。进一步的，在利用bim模型对建筑设备进行巡检的过程中，除了按照预先设定的巡检路线进行巡检，还可以自定义配置巡检路线或者是根据巡检状况对巡检路线和巡检设备随时进行调整，包括切换建筑设备或者是子系统。在另一个具体的实施例中，如图8所示，在消防设备自动巡检过程中，可展示园区烟感设备详细属性信息、在线信息、报警信息等多种数据。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。