貝正其，貝思伽，王帥

（1.寧波方太廚具有限公司，浙江 寧波 315336；2.浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310007）

0 引 言

近幾年，智慧城市的概念頻頻出現(xiàn)在大眾視野中，許多地方政府提出了打造智慧城市的目標(biāo)，雖然我國的城市化和城鎮(zhèn)化建設(shè)成績斐然，然而智慧城市的成功案例并不多，老百姓關(guān)心的交通擁堵、停車難、看病難、上學(xué)難、就業(yè)難等老大難問題似乎并沒有得到明顯改觀。特別是在新冠病毒肺炎疫情出現(xiàn)之后，不少城市在溯源排查、疫情管控過程中仍然采取了簡單粗暴的一切刀做法，不僅投入巨大、收效甚微，還導(dǎo)致老百姓怨聲載道，主要原因還在于城市建設(shè)和管理的智慧化程度不高?？梢?，打造智慧城市并不是一朝一夕的事，應(yīng)當(dāng)從大處著眼做好規(guī)劃，從小處著手抓好落地。智慧園區(qū)是智慧城市的縮影，打造智慧城市必須以建設(shè)智慧園區(qū)為落腳點。

文章結(jié)合方太集團總部園區(qū)建設(shè)的項目實踐，對智慧園區(qū)的功能要求、總體框架和技術(shù)實現(xiàn)路線做了概括闡述，供業(yè)內(nèi)同行參考。

1 智慧園區(qū)的概念與特點

傳統(tǒng)的智能建筑和園區(qū)信息化系統(tǒng)普遍存在以下問題：一是各個部門、各個應(yīng)用系統(tǒng)獨立建設(shè)，條塊分割、結(jié)構(gòu)雜亂、缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，帶來的結(jié)果是信息孤島化、碎片化嚴(yán)重，各個部門、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)只能在本系統(tǒng)和有限的范圍內(nèi)使用，很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和共享；二是由于信息系統(tǒng)未實現(xiàn)集約化管理，通常有多個運行管理平臺，如自動化辦公系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇控制系統(tǒng)等往往各成體系，互不相通；三是系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)展示方式相對單一、枯燥，缺乏立體感、動態(tài)感和場景化，數(shù)據(jù)的運用效果在很大程度上受到個人的專業(yè)水平、經(jīng)驗、理解、判斷能力和精神狀態(tài)的影響；四是在數(shù)據(jù)的采集、傳遞和處理方面，雖然依靠設(shè)備或系統(tǒng)本身的應(yīng)用軟件，能夠在一定程度上實現(xiàn)樓宇設(shè)備、消防、監(jiān)控系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)、能耗分析和自動辦公管理等功能，但不具有自我學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)融合和轉(zhuǎn)化優(yōu)化的能力。

園區(qū)是由許多不同功能的建筑群所組成的整體，其管理范圍不僅包括土木建構(gòu)筑物，也包括園區(qū)內(nèi)的各種基礎(chǔ)設(shè)施、管理設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和人流、物流、信息流等各種有形、無形的資源。智慧園區(qū)的概念，本來并無統(tǒng)一的定義，隨著科技的進步，人們對智慧園區(qū)的理解也在不斷發(fā)生變化。筆者認(rèn)為，智慧園區(qū)不同于傳統(tǒng)的智能建筑群，也不是智能建筑群的簡單復(fù)制和疊加，智慧園區(qū)的實質(zhì)是一個綜合性的平臺，結(jié)合當(dāng)下的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，智慧園區(qū)應(yīng)當(dāng)至少具有以下功能和特點。

1.1 信息集約化

智慧園區(qū)的所有信息，包括地理信息、建筑物信息、空間信息、環(huán)境信息、設(shè)備狀態(tài)信息、能源信息、能耗信息、物流信息、人流信息、交通信息、監(jiān)控信息、安防信息、故障信息、異常信息等等都需要進行集約化管理，由各個系統(tǒng)將檢測、感知、采集到的數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議上傳至智慧園區(qū)綜合管理平臺（IOC），實行統(tǒng)一分析、管理、監(jiān)控、預(yù)警和調(diào)度。

1.2 數(shù)據(jù)平臺化

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬化技術(shù)的發(fā)展，智慧園區(qū)建設(shè)必須向著大平臺的集中建設(shè)部署方式轉(zhuǎn)變，企業(yè)的數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)型和統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺建設(shè)也是必然趨勢，以往的多平臺并行模式將逐漸退出歷史舞臺。統(tǒng)一的云計算、云存儲和綜合管理平臺的建設(shè)和應(yīng)用，一方面可以加快園區(qū)整體信息化建設(shè)的步伐；另一方面，可以有效提高信息系統(tǒng)的使用效率；同時，能夠?qū)⒈姸鄳?yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、融合、共享，為園區(qū)智能分析與決策提供更多的信息保證。

1.3 管控可視化

智慧園區(qū)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)⒔?gòu)筑物、地下管網(wǎng)、水泵系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、水電氣管線、空調(diào)機組、暖通風(fēng)管、電梯設(shè)備等的物理位置、空間關(guān)系、運行工況和室內(nèi)外環(huán)境溫濕度、各種傳感器信號、物聯(lián)網(wǎng)信息等這些本來十分復(fù)雜、抽象和枯燥乏味的海量數(shù)據(jù)進行融合、轉(zhuǎn)化和處理，并利用數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實和CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化和場景化展現(xiàn)，并以三維、動態(tài)、實時方式直觀展示。

1.4 響應(yīng)智慧化

隨著機器人、人工智能、機器學(xué)習(xí)和DNN深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，智慧園區(qū)應(yīng)當(dāng)突出其“智慧”能力，智慧園區(qū)綜合管理平臺（IOC）應(yīng)當(dāng)不僅具有對各類數(shù)據(jù)進行融合、分析和協(xié)同處理的能力，還要有對數(shù)據(jù)進行深度發(fā)掘和學(xué)習(xí)的能力，能夠利用數(shù)據(jù)進行跨部門、跨系統(tǒng)的協(xié)同聯(lián)動、快速響應(yīng)，以及為園區(qū)管理者提供決策輔助等。

1.5 運行低碳化

智慧園區(qū)的規(guī)劃和設(shè)計必須從建設(shè)、運營直至報廢整個生命周期來考慮，不再局限于某個階段和某個專業(yè)領(lǐng)域的建造成本，特別要重視園區(qū)整體的運行成本和消耗，運用各種感測和控制技術(shù)，通過數(shù)據(jù)化、平臺化、智慧化設(shè)計、計算、控制和管理，實現(xiàn)園區(qū)各個系統(tǒng)的協(xié)同、高效、最優(yōu)化運行和低碳或零碳排放，這是對智慧園區(qū)建設(shè)和管理的必然要求。

2 智慧園區(qū)的體系與構(gòu)架

2.1 頂層設(shè)計要求

智慧園區(qū)通常是由多領(lǐng)域、多類別、多功能、多級系統(tǒng)構(gòu)成的龐大信息化系統(tǒng)。它需要處理不同領(lǐng)域、不同類型、不同屬性的海量數(shù)據(jù)，具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外部鏈接多樣、開發(fā)建設(shè)周期長和需要為其他系統(tǒng)提供廣泛信息支持和服務(wù)等特點，并且后期還需要不斷進行優(yōu)化。因此，做好智慧園區(qū)體系構(gòu)架的頂層設(shè)計非常重要，體系構(gòu)架應(yīng)達到以下要求：

2.1.1 兼容性

信息化技術(shù)發(fā)展是一個漸進的過程，當(dāng)前已經(jīng)存在很多信息系統(tǒng)，智慧園區(qū)需要利用或通過這些信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、傳輸，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、交互。同時，智慧園區(qū)建成后并非一成不變、一勞永逸，仍需要持續(xù)進行拓展和優(yōu)化，通常也無法將原有系統(tǒng)推倒重來。因此，智慧園區(qū)必須具有對不同系統(tǒng)和不同格式數(shù)據(jù)的兼容性。

2.1.2 安全性

智慧園區(qū)平臺存儲著各種海量的信息數(shù)據(jù)，可能涉及國家機密、商業(yè)機密以及個人隱私，平臺數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性會對園區(qū)的運營、管理和相關(guān)方的利益產(chǎn)生直接影響。如果平臺受到病毒或者黑客的攻擊，導(dǎo)致數(shù)據(jù)被篡改、破壞或盜取，其后果是不堪設(shè)想的。因此，智慧園區(qū)平臺必須有足夠的安全措施來保障平臺運行及其數(shù)據(jù)在傳送、存儲等所有環(huán)節(jié)的安全性，保證其不會被不法分子破壞或竊取。

2.1.3 可靠性

智慧園區(qū)本身是一個復(fù)雜的分布式系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)宕機或者數(shù)據(jù)丟失就有可能造成難以挽回的重大損失和負(fù)面影響，因此智慧園區(qū)平臺（含軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)）必須具備很高的可靠性和穩(wěn)定性。平臺應(yīng)具有數(shù)據(jù)自動備份、系統(tǒng)性能監(jiān)視、故障檢測和報警等基本功能，使系統(tǒng)在發(fā)生故障時能盡快地得以診斷和修復(fù)。

2.1.4 可擴展性

各類園區(qū)的開發(fā)建設(shè)通常需要一段很長的時間，故智慧園區(qū)通常是一次性規(guī)劃并搭建構(gòu)架，分步進行建設(shè)、實施和投運；同時，園區(qū)建成后更需要長期穩(wěn)定運行，而信息技術(shù)一直在不斷地更新和迭代。在智慧園區(qū)的整個生命周期內(nèi)，隨著園區(qū)的分步建設(shè)和技術(shù)的不斷進步，會有新的模塊和系統(tǒng)需要接入到智慧園區(qū)平臺中，因此智慧園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)容量必須具有非常好的可擴展性。

2.1.5 可管理性

智慧園區(qū)平臺是一個龐大的系統(tǒng)，涉及眾多子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，需要滿足不同的應(yīng)用功能和需求，并實現(xiàn)業(yè)務(wù)靈活、信息共享和信息安全的統(tǒng)一。智慧園區(qū)投入運營后可能涉及千家萬戶和各行各業(yè)，服務(wù)對象、用戶類型和需求也各種各樣，因此，智慧園區(qū)平臺系統(tǒng)要易于操作和管理，盡量直觀、便捷，以便于降低運行維護成本。

2.2 體系總體構(gòu)架

傳統(tǒng)的園區(qū)智能化體系構(gòu)架自下而上一般分為感知層、通信層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層，以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和安全保障體系。智慧園區(qū)在物理架構(gòu)上與傳統(tǒng)園區(qū)沒有太大的區(qū)別，但在系統(tǒng)框架和功能上有很大提升。

智慧園區(qū)的感知層包括感知對象、感知單元、傳感網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)關(guān)這些內(nèi)容。其中，感知對象一般是指有物理形體的“物”，比如需要監(jiān)測的建筑、設(shè)施、設(shè)備、車輛、物品、人，也包括地球表面空間等；感知單元是指具有數(shù)據(jù)采集功能，用于識別地理位置、物理狀態(tài)和采集各類數(shù)據(jù)的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，包括采集各類物理量、標(biāo)識、音頻、視頻數(shù)據(jù)等的傳感器、IC卡、RFID電子標(biāo)簽、攝像儀、掃描儀、手機、智能讀寫終端等；傳感網(wǎng)絡(luò)是指通過無線通信技術(shù)把各種感知單元節(jié)點進行組織與結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括無線傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及其他的傳感網(wǎng)，智慧園區(qū)傳感網(wǎng)絡(luò)中的每個感知設(shè)備都有其特定的通信地址，都可以通信，并可以被控制；接入網(wǎng)關(guān)是指使不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)通信的設(shè)備，也叫協(xié)議轉(zhuǎn)換器或網(wǎng)絡(luò)連接器，負(fù)責(zé)將感知層接入到通信層中，并進行協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等工作，具體功能取決于感知層和網(wǎng)絡(luò)層所采用的具體技術(shù)。

智慧園區(qū)的通信層是以“寬帶、無線、泛在、融合”為特征的一體化智慧網(wǎng)絡(luò)，要求更高速的通信傳輸、更便捷的接入方式、更深度的數(shù)據(jù)融合，還要支持人與機器（或物體）間、物體與機器間以及機器與機器間的通信。根據(jù)智慧園區(qū)的不同特點，也可以把感知層和通信層合并稱為基礎(chǔ)設(shè)施層。

智慧園區(qū)的數(shù)據(jù)層是智慧園區(qū)體系架構(gòu)中的核心，應(yīng)當(dāng)采用云計算的架構(gòu)模式，通常分為園區(qū)數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)庫和云服務(wù)三層結(jié)構(gòu)。

智慧園區(qū)的應(yīng)用層主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合、轉(zhuǎn)化和綜合應(yīng)用，包括智慧辦公、智慧交通、智慧安防、智慧物管、智慧運營、智慧服務(wù)、智慧營銷等等。根據(jù)智慧園區(qū)的不同特點，也可以把應(yīng)用層分為智慧應(yīng)用層和融合交互層。

智慧園區(qū)的總體構(gòu)架大同小異，但每個園區(qū)的定位、功能和各方面的條件又不完全相同，設(shè)計師應(yīng)當(dāng)結(jié)合園區(qū)的需求分析、目標(biāo)定位和建設(shè)理念開展規(guī)劃和設(shè)計。

2.3 項目實踐案例

方太理想城是寧波方太集團于2016年開始規(guī)劃建設(shè)的總部園區(qū)，占地450畝，總建筑面積約60萬平米，是一個包括總部辦公、技術(shù)研發(fā)、新式營銷、展示展覽、教育培訓(xùn)、會務(wù)接待和生活休憩等功能于一體的綜合型智慧園區(qū)。在項目建設(shè)和園區(qū)智能化系統(tǒng)規(guī)劃之初，就按照智慧園區(qū)的要求進行布局，從工程設(shè)計開始就應(yīng)用了BIM技術(shù)，并且同步做了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)搭建。圖1是方太集團總部園區(qū)數(shù)字化建設(shè)的總體構(gòu)架示意。它由基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)賦能層、智慧應(yīng)用層和融合交互層組成，同時包括為保障園區(qū)智慧化高效運行而建立的安全、運維、建設(shè)三個方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。通過建立包含感知和通信功能，以傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)為主的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，采集、匯聚數(shù)據(jù)并接入至數(shù)據(jù)賦能層的數(shù)據(jù)分析平臺；數(shù)據(jù)分析平臺按照數(shù)據(jù)的不同應(yīng)用場景對數(shù)據(jù)進行歸類、清洗和分析處理后，形成各種結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)一存儲；智慧應(yīng)用層可利用經(jīng)處理、規(guī)整后的數(shù)據(jù)對園區(qū)辦公、生活、交通、安防和運營等多場景應(yīng)用提供高效的數(shù)據(jù)支撐，并通過數(shù)據(jù)交互平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的內(nèi)外部共享與交換；園區(qū)綜合管理平臺（IOC，亦稱“園區(qū)大腦”）和移動端可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合交互和綜合運用，如提取園區(qū)內(nèi)關(guān)鍵核心要素做重點呈現(xiàn)和控制調(diào)度，系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)的縱向流通，為園區(qū)管理參與者提供直觀的決策支撐。

圖1 某總部基地智慧園區(qū)總體技術(shù)架構(gòu)

基于智慧園區(qū)的規(guī)劃定位，方太集團總部園區(qū)的信息化系統(tǒng)按照上面的智慧園區(qū)總體框架進行了系統(tǒng)搭建和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，已于2021年6月建成投入使用。方太理想城智慧園區(qū)是一個多層結(jié)構(gòu)組成的系統(tǒng)，圖2是園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D。

圖2 某集團總部園區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D

除了常規(guī)的綜合布線系統(tǒng)、語音通訊系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（有線/無線）、室內(nèi)移動通信覆蓋系統(tǒng)、綜合安防系統(tǒng)（監(jiān)控/報警/巡更/安保對講）、停車場管理系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)（含門禁/考勤/消費/訪客及通道管理）、有線電視系統(tǒng)、電子信息發(fā)布系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、電梯多方通話系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、能耗計量系統(tǒng)、多功能會議系統(tǒng)、綜合管路系統(tǒng)、數(shù)據(jù)機房等子系統(tǒng)之外，方太理想城智慧園區(qū)還采用了基于UWB超寬帶無線載波通信傳感技術(shù)的展館智能語音導(dǎo)覽系統(tǒng)、會議室集中管理系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、遠(yuǎn)程自動定點拍照系統(tǒng)等一系列功能，如圖4、圖5、圖6所示，通過基礎(chǔ)設(shè)施層建設(shè)、數(shù)據(jù)交互平臺開發(fā)和新一代信息化、數(shù)字化技術(shù)集成應(yīng)用，實現(xiàn)了園區(qū)各類數(shù)據(jù)的匯聚、轉(zhuǎn)化和融合，并專用光纖和通過互聯(lián)網(wǎng)與方太第一工業(yè)園區(qū)、第二工業(yè)園區(qū)及全國各地分公司、辦事處實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，基本實現(xiàn)了智慧辦公、智慧安防、智慧運維和遠(yuǎn)程調(diào)度等目標(biāo)。如圖3所示的方太理想城的數(shù)據(jù)機房監(jiān)控系統(tǒng)，利用BIM數(shù)字模型和園區(qū)大數(shù)據(jù)，融入配電系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)、精密空調(diào)系統(tǒng)、消防監(jiān)測系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等運行參數(shù)，通過數(shù)字孿生建立了直觀動態(tài)的監(jiān)控和運維模型，大大提高了系統(tǒng)的安全性，降低了運維成本。

圖3 某總部園區(qū)數(shù)據(jù)機房監(jiān)控管理系統(tǒng)圖

圖4 某集團展館語音導(dǎo)覽系統(tǒng)管理監(jiān)控圖

圖5 某集團研發(fā)大樓能源管理監(jiān)控圖

圖6 某集團會議室綜合管理系統(tǒng)圖

3 智慧園區(qū)的技術(shù)與集成

3.1 核心技術(shù)是數(shù)字孿生

如上所述，與傳統(tǒng)的建筑智能化相比，智慧園區(qū)在信息集約化、數(shù)據(jù)平臺化、管控可視化、響應(yīng)智慧化和運行低碳化等方面有了大幅度的提升。與之相應(yīng)，智慧園區(qū)必須同時運用數(shù)據(jù)采集、通信、網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、數(shù)字模型、安全管理等各種信息化、數(shù)字化新技術(shù)才能實現(xiàn)。在眾多功能中，各類數(shù)據(jù)的融合、共享、智慧化運用和直觀可視化展示是智慧園區(qū)的最主要特點，而數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用是其核心。

數(shù)字孿生是數(shù)字模型對現(xiàn)實物理系統(tǒng)的鏡像映射，是一種集成多物理、多尺度、多學(xué)科屬性，具有實時同步、忠實映射、高保真度特性，能夠?qū)崿F(xiàn)物理世界與信息世界交互與融合的技術(shù)手段。

3.2 基礎(chǔ)技術(shù)是BIM應(yīng)用

對于智慧園區(qū)而言，數(shù)字孿生的基礎(chǔ)是BIM技術(shù)的應(yīng)用。BIM技術(shù)在計算機中搭建了現(xiàn)實物理實體的數(shù)字模型，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和各類計算機輔助軟件，將二維設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為三維、直觀和動態(tài)的立體模型，在園區(qū)和建筑規(guī)劃、設(shè)計、施工階段實現(xiàn)了三維設(shè)計與多專業(yè)3D設(shè)計協(xié)同，使得設(shè)計圖紙不再顯得那么抽象、枯燥和難以理解，建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、給排水、暖通、智能化、裝修、幕墻、市政、景觀等不同專業(yè)之間也不再需要為設(shè)計圖紙彼此割裂、互相碰撞而煩惱。該種設(shè)計方式所產(chǎn)生的設(shè)計成果簡單直觀，使設(shè)計、審核、建設(shè)、施工、監(jiān)理、使用各方之間的交流變得方便，可消除因理解偏差而導(dǎo)致的溝通障礙。

在設(shè)計階段，利用BIM技術(shù)，不僅可以大大提升設(shè)計效率，減少甚至避免設(shè)計差錯，實現(xiàn)設(shè)計最優(yōu)化，還能在設(shè)計階段就對園區(qū)的總體建造成本進行精確測算和評估；在施工階段，利用BIM技術(shù)，加入時間參數(shù)后能進行全過程施工模擬、生成動態(tài)的BIM模型，并借此驗證和優(yōu)化施工組織設(shè)計、優(yōu)化施工現(xiàn)場布置方案、優(yōu)化施工進度安排和人、材、物等資源的采購和配置計劃等等，還能進行現(xiàn)場施工作業(yè)安全隱患查找、應(yīng)急方案設(shè)計和模擬演練等；利用BIM模型，結(jié)合造價軟件和價格信息，能夠?qū)崿F(xiàn)工程量的自動歸集和生成工程造價計算模型，使得成本預(yù)算和控制也變得簡單、直觀和方便。

園區(qū)運維是園區(qū)全生命周期的一個重要環(huán)節(jié)，占了園區(qū)全生命周期90%以上的時間。據(jù)資料顯示，在建筑全生命周期中，設(shè)計、建造、運維各階段的投入比為1∶50∶2 500，各階段的能耗比為1∶200∶9 800，可見運維階段智慧管理十分重要。在運維階段，以建設(shè)階段的BIM模型作為底層數(shù)字模型支撐，疊加智慧園區(qū)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，將各種傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備系統(tǒng)運行工況數(shù)據(jù)與BIM數(shù)字模型結(jié)合，能實時生成或?qū)С霎?dāng)下的園區(qū)數(shù)字化模型及其數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)智慧園區(qū)的全生命周期數(shù)字孿生，使得智慧園區(qū)的運維管理也變得簡單、直觀、高效。

3.3 技術(shù)集成是必然趨勢

智慧園區(qū)的功能十分強大，但不是依靠單一技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)。為了實現(xiàn)園區(qū)智慧化，除了運用互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、云計算、云存儲、VR、AR和人工智能技術(shù)外，還必須集成IOT物聯(lián)網(wǎng)、GIS地理信息和BIM建筑模型等技術(shù)。

BIM技術(shù)解決的是數(shù)據(jù)模型化、三維可視化問題，只有在BIM的基礎(chǔ)上集成現(xiàn)代傳感技術(shù)、通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)和云計算等其他信息技術(shù)，通過對實現(xiàn)園區(qū)的各類數(shù)據(jù)采集、匯聚并與BIM模型融合后，才能實現(xiàn)真實的園區(qū)數(shù)字孿生。技術(shù)集成度越高，數(shù)字孿生的精細(xì)度、真實度也越高，園區(qū)的智慧化功能也能得到更多的拓展和提升。比如，IOT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決的是物與物、物與機器之間的數(shù)據(jù)采集、傳遞和交換問題，BIM + IOT可實現(xiàn)萬物互聯(lián)，這對園區(qū)建設(shè)階段的物料管理、建成后的智慧運營和管理是必不可缺的。又如，BIM + 三維激光測量技術(shù)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程測量、檢查、驗收、評審和實時化記錄，大大提升管理水平和效率，節(jié)省管理成本和時間。再如，GIS地理信息技術(shù)解決的是地球表面、地理空間的數(shù)據(jù)采集、傳遞和交換問題，BIM + GIS可提高建筑與周邊環(huán)境的融合性，可助力園區(qū)生態(tài)化、低碳化，這對智慧園區(qū)的規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施運維是十分重要的。還有，通過BIM與傳感技術(shù)、泛在網(wǎng)通信技術(shù)、GIS和IOT等技術(shù)集成，系統(tǒng)能自動綜合能耗大數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備系統(tǒng)配置、實時能耗數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)積累，實現(xiàn)全天候的能源優(yōu)化管理，等等。

以方太理想城的綜合耗能監(jiān)控為例，當(dāng)園區(qū)數(shù)據(jù)交互平臺將采集的氣象預(yù)報、當(dāng)前天氣、階梯電價、峰谷電價、當(dāng)前的建筑狀態(tài)、設(shè)備運行工況等數(shù)據(jù)匯聚，與園區(qū)BIM數(shù)據(jù)模型進行即時融合，并與園區(qū)各樓宇、場館的使用計劃、樓宇設(shè)備的能耗需求和生產(chǎn)線的運作計劃等數(shù)據(jù)共享，經(jīng)過園區(qū)大腦的智慧化分析、運算、處理后，不僅可以動態(tài)直觀化展示的園區(qū)各系統(tǒng)的運營狀態(tài)，并能實時對園區(qū)各功能子系統(tǒng)發(fā)出指令，進行優(yōu)化調(diào)度。

4 結(jié) 論

智慧園區(qū)建設(shè)，不是建筑智能化的簡單復(fù)制和疊加，必須集成泛在網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、云存儲、IOT物聯(lián)網(wǎng)、GIS地理信息、BIM建筑模型和AI人工智能等多項先進技術(shù)，其中基于BIM的數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用是關(guān)健。在建設(shè)“數(shù)字化中國”的浪潮下，隨著數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術(shù)的進一步發(fā)展，智慧園區(qū)建設(shè)必將駛上快車道，并將催生出真正意義上的智慧社區(qū)和智慧城市。