施小兵，蔣海剛

（1.上海市安裝工程集團有限公司；2.上海上安物業(yè)管理有限公司）

1 引言

隨著傳感器和通信技術的進步，物聯(lián)網(wǎng)已經在建筑運維管理中得到廣泛應用，成為建筑行業(yè)數(shù)字化轉型的基礎源動力之一。建筑物聯(lián)網(wǎng)主要是由在建筑通信網(wǎng)絡上有溝通能力的“物體”或智能對象組成的應用程序和服務。建筑物聯(lián)網(wǎng)是一個智慧的網(wǎng)絡，旨在為無處不在的智能對象提供一個身臨其境的連接。建筑物聯(lián)網(wǎng)能連接來自不同供應商的設備，服務最終端用戶的利益[1]。建筑物聯(lián)網(wǎng)具有建筑運行狀態(tài)全面感知、建筑運行數(shù)據(jù)海量處理、建筑運行管理智能化綜合應用的特征[2]。因此，建筑物聯(lián)網(wǎng)在建筑智能運維領域有廣闊的應用前景。并且當建筑物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)達到一定規(guī)模后，才能滿足人工智能預訓練過程中對數(shù)據(jù)規(guī)模和質量的要求，進而滿足人工智能在建筑智能化運維應用落地的要求，提升建筑智慧運行的能力。因此，建筑物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要具有強大的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)計算能力作為支撐，而建筑物聯(lián)網(wǎng)管理平臺能使分布在建筑物內不同地點且數(shù)量眾多的建筑物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實現(xiàn)集中管理、綜合應用的目標。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術對建筑智能運維的發(fā)展和影響

2.1 建筑智能運維發(fā)展現(xiàn)狀

建筑智能運維是數(shù)字化、信息化與建筑運維高度融合的產物。建筑智能運維包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、BIM（建筑信息模型）、人工智能（AI）、數(shù)據(jù)分析（Data Analysis）等技術應用方式。建筑智能運維的本質是使建筑運行管理實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化配置，對傳統(tǒng)建筑運維方式進行改進和提升。建筑智能運維概念的產生使信息技術與建筑運維技術需求融合發(fā)展，應用在建筑全生命周期的運維階段。以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎的建筑智能運維正引領新一輪的建筑行業(yè)的數(shù)字化運維的創(chuàng)新和發(fā)展。

2.2 建筑物聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng)新發(fā)展趨勢

當前建筑智能化運維的概念逐漸演變?yōu)閷ㄖ镞\行管理模式的最優(yōu)化方案決策選擇。對于建筑運維來說，向建筑智能運維的技術迭代過程將幫助建筑投資方節(jié)省大量維持建筑運行的資金投入，因為更好的建筑運行效率將改善建筑整體運營績效。而建筑物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術的引入給簡化建筑運維管理工作帶來新的契機[3]。在研究國內外建筑物聯(lián)網(wǎng)應用案例后，結合物聯(lián)網(wǎng)技術最新發(fā)展趨勢，建筑智能運維在5個領域將形成可行技術應用模式。

1）建筑預防性維護

建筑預防性維護是基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器和建筑自控系統(tǒng)獲取建筑本體及其相關設備系統(tǒng)運行狀態(tài)信息的。基于建筑物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集，建筑運維方可以主動發(fā)現(xiàn)建筑設備運行的隱患，提升建筑設備運行的高可用性。

2）建筑環(huán)境質量監(jiān)測

建筑環(huán)境質量會影響員工的生產效率。因此與建筑物環(huán)境相關的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測設備將提升實時監(jiān)測建筑物內空氣質量、空氣中的二氧化碳水平的能力。對建筑環(huán)境監(jiān)測能力的加強，將有助于保持建筑環(huán)境健康。

3）建筑主動式運維

目前，在智能建筑中由于大量物聯(lián)網(wǎng)設備的布置，已經可以形成對建筑運行狀態(tài)的“全面感知”能力。例如，熱成像傳感器的使用將使建筑設施管理人員能夠檢查超出溫度范圍的設備；借助超聲波噪音的探測技術，對有建筑墻體裂紋或孔洞的輸電線路進行超聲波探測，進而發(fā)現(xiàn)建筑隱蔽工程內的隱患。這些問題通常在初始階段較難被發(fā)現(xiàn)，但通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可以提升盡早發(fā)現(xiàn)這些問題的能力，并在隱患發(fā)現(xiàn)的早期進行主動式干預，降低問題處理的成本。

4）建筑運行數(shù)據(jù)分析和挖掘

物聯(lián)網(wǎng)改變建筑智能運維的另一種方式是數(shù)據(jù)分析能力的獲取。建筑物聯(lián)網(wǎng)設備為運維方提供了洞悉建筑運行狀態(tài)的感知能力。建筑物聯(lián)網(wǎng)平臺采集的數(shù)據(jù)，將優(yōu)化建筑設施管理人員為了分析預測建筑運行狀態(tài)所需數(shù)據(jù)準備的時間。通過建筑物聯(lián)網(wǎng)平臺可以使建筑運維數(shù)據(jù)預測和決策能力得到加強，進而提升建筑運行管理方優(yōu)化當前建筑物運行策略能力。

5）綠色建筑運行管理

建筑物聯(lián)網(wǎng)平臺使建筑運維方能充分感知建筑運行狀態(tài)，使建筑運行更加節(jié)能環(huán)保。圍繞建筑物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可以產生建筑系統(tǒng)最優(yōu)化運行的算法，通過監(jiān)控設備運行數(shù)據(jù)預測設備故障發(fā)生的概率和性能退化的程度。建筑物聯(lián)網(wǎng)平臺將提升遠程建筑運行管理能力，無論在何時何地都可以對建筑關鍵設備進行調適，實現(xiàn)建筑運行的“綠色化”[4]。

綜上所述，以建筑物聯(lián)網(wǎng)為基礎的建筑智能運維發(fā)展必將為建筑運維領域帶來革命性變化，隨著建筑物聯(lián)網(wǎng)技術的深入發(fā)展，只有做好物聯(lián)數(shù)據(jù)標準化、接口標準化的工作才能達到建筑物聯(lián)網(wǎng)技術應用的預期效果。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的建筑智能運維管理

建筑物聯(lián)網(wǎng)一般采用B/S 訪問模式，在客戶端實現(xiàn)對建筑系統(tǒng)進行故障分析、能耗管理、設備監(jiān)控和物業(yè)管理等業(yè)務[5]。在建筑設施管理工作中應重點關注感知層數(shù)據(jù)采集工作。以某項目水泵房智能化運維提升項目為案例。在該項目中考慮到后期物聯(lián)網(wǎng)在遠程運維、設備故障診斷、自動化巡檢等應用需求，在其智慧運維平臺的感知層構建運行數(shù)據(jù)采集點和運行環(huán)境監(jiān)測點，如圖1 所示。其建筑物聯(lián)網(wǎng)應用主要基于試點項目感知層物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)實施巡檢自動化和遠程運維的試點應用落地。

圖1 試點項目物聯(lián)網(wǎng)感知層架構

3.1 巡檢自動化

在試點項目原有水泵巡檢管理中需要巡檢員用紙筆記錄檢查內容和結果，無法保證巡檢員是否按規(guī)巡檢，隱患是否有及時上報，是否有漏檢、錯檢。后期若要做統(tǒng)計分析，還需要把數(shù)據(jù)再一次錄入到電腦里，不僅操作繁瑣，出錯率也高。此外，設備運行信息傳遞速度慢，后期追溯問題也困難。在試點項目中基于三維BIM 模型和物聯(lián)網(wǎng)傳感器，將日常巡檢任務通過三維模型進行數(shù)字孿生應用，對水泵房巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的異常情況自動觸發(fā)工單進行跟蹤處理，提升了日常巡檢效率及巡檢質量管理工作（見圖2）。

圖2 水泵房自動巡檢

3.2 遠程運維

在水泵房智能化運維提升項目中，通過物聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)快速、穩(wěn)定的水泵房遠程運維，當設備突發(fā)情況發(fā)生時能夠迅速處理和響應。在水泵房物聯(lián)網(wǎng)架構中引入邊緣計算、微中臺技術實現(xiàn)水泵房運行數(shù)據(jù)高并發(fā)、大吞吐量響應和處理。

通過遠程運維實現(xiàn)專業(yè)技術人員資源使用的最優(yōu)化，最大限度優(yōu)化項目運行管理的人員成本。通過遠端監(jiān)控室可以發(fā)現(xiàn)被監(jiān)控設備的運行狀態(tài)、報警信息等。通過物聯(lián)采集數(shù)據(jù)分析，可以通過遠程操作調優(yōu)設備運行狀態(tài)（見圖3），達到優(yōu)化設備運行效率的目標。

圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)設備遠程監(jiān)控

3.3 建筑物聯(lián)網(wǎng)應用成效分析

在建筑運維階段導入物聯(lián)網(wǎng)技術，將對建筑信息系統(tǒng)的功能起到積極地提升作用，并會在提升建筑運維質量、降低一線員工工作量等方面取得顯著成效，在試點項目中通過建筑物聯(lián)網(wǎng)應用在建筑運維提升點進行相關分析，見表1。

表1 試點項目建筑物聯(lián)網(wǎng)應用提升點分析

續(xù)表

4 結語

建筑物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和迭代，為建筑設備運維管理模式的進化提供了良好的技術基礎。從長遠來看，要充分發(fā)揮建筑物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的作用，實現(xiàn)建筑設施管理的提升，還需要經過多種技術和應用模式的突破，并通過項目現(xiàn)場應用實踐加以改進和優(yōu)化。建筑物聯(lián)網(wǎng)技術的成熟將成為建筑數(shù)字化運維的技術底座，最終助力建筑運維作業(yè)模式的轉型發(fā)展。