建筑能耗已成为除工业外的第二大能源消耗主体，尤其是大型公共建筑如医院、学校、宾馆、商场、购物中心等人口密集场所，水、电、空调年能耗已达相当高的空调、照明插座、水泵、电梯、风机等用电设备，以及资料室、厨房、锅炉等特殊用电设备，应配备分项电源计量装置。 同时，水表还应具有数据远传到建筑能源监控系统的功能。
为响应住建部关于《建筑节能和绿色建筑发展“十四五”规划》的通知，康派智能根据《建筑节能与绿色建筑发展“十四五”规划》，自主研发了T@-BEMS公共建筑能耗监测系统。公共建筑和工业企业能源消耗技术要求，帮助建筑能源消耗提供决策支持服务，如加强能源消耗的日常调度，提高能源管理精细化水平，进行能源审计、审查、投资等节能改造。
T@-BEMS公共建筑能耗监测系统是计算机技术、互联网技术、电气自动化技术、物联网技术、通信技术的结合。 具有现场能耗数据采集、存储、分析、网络安全、应用展示、数据转发等功能，系统支持楼宇水/电/气全天候实时监控、统计分析和数据上报。冷热源等能源消耗。
管理：从网络上可分为内网和外网两部分。 内网部分用于接收下属通信管理机上传的能耗基础数据，并对能耗基础数据进行处理、存储、分析和展示给能源管理人员。 能耗管理工作站用于查看能耗管理服务器分析能耗数据，并对数据信息进行基础管理。 外网部分主要是对建筑物的能耗数据进行汇总、整理、打包和加密，然后通过互联网将数据上报给上层能耗管理平台。
网络层：由楼宇内部通讯管理机及相关网络线路组成。 通讯管理机用于终端表计和第三方监控系统中能耗数据的采集、存储、协议转换、上传至“能源管理一体机”。 根据监控点的数量和位置，可以任意扩展通信管理机的数量。
设备层：主要由电能表、水表、气表、冷热表、蒸汽表及第三方监控系统组成。
公共建筑能耗监控系统主要功能
能耗数据分类及分项采集计量
按照《国家机关办公楼和大型公共建筑能耗监测系统能耗数据分项采集技术导则》要求，数据采集要按规定分类、划分。
类别能耗：
分项能源消费：在用电等能源消费分类中，应分为4个分项，包括照明插座用电、空调用电、电力消耗和特种用电。
如何获取能耗数据：
根据住建部印发的《建筑节能与绿色建筑发展“十四五”规划》，到2025年，既有建筑节能改造3.5亿平方米以上。建成后，将建设超低能耗、近零能耗建筑5000万元。 平方米以上，年内城市新建建筑中装配式建筑占30%，地热能建筑应用面积超过1亿平方米建筑能耗管理系统设计方案，城市建筑可再生能源替代率达到8%，建筑用电比重能耗超过55%。
智慧城市作为城镇化发展的高级阶段，通过大规模系统集成、新一代信息技术交互、公众参与互动，实现城市可持续创新，从而使城市管理更精细、环境更协调、经济更繁荣，生活更方便。 随着技术的不断发展，信息化手段、移动技术、智能穿戴和工具在建设和运维阶段的应用不断完善，基于城市基础设施物理信息融合的智能化管理应运而生。时代需要。
依托BIM这一包含建筑工程信息的三维模型，有效提高了建筑工程的信息集成度，从而为建筑工程项目的利益相关方提供了工程信息交流和共享的平台。 但其空间分析能力比较微观，BIM模型设计软件支持的空间范围小，无法承载海量、大比例尺的地形数据，不具备分析地理信息和展示周边环境整体的功能大楼的。 地理信息系统（GIS）可以对整个地球空间的信息进行宏观分析和管理，清晰地展示建筑物与地理环境的关系，具有很强的空间综合分析能力。 常用于辅助工程规划设计。 与城市地理空间相关的管理分析也有多种类型。 但它的局限性在于不能显示微观模型，不能创建详细的建筑模型和详细的模型信息。
因此，BIM与3DGIS技术的融合，可以同时创建建筑精细化模型和管理分析大尺度地理信息，实现海量数据从微观到宏观的分析管理，更全面地展示视觉信息。 以BIM与GIS技术融合为核心的实物信息融合管理方法，可以优化传统基础设施的管理模式，显着提高城市建设管理的智能化。
1 概述
1.1 BIM+3DGIS技术应用现状
3D GIS可以为BIM提供基于地形和周围宏观物体信息的大场景规划、室外视域分析等3D GIS功能，并提供决策支持； 而BIM模型可以为3D GIS提供详细的建筑构件信息，让GIS从室外走向建筑内部，实现室内外一体化管理。
基于BIM与3DGIS技术融合的软件平台开发，国内专家学者开展了一些研究。 自主研发的隧道围岩测量自动监测技术，建立了GIS+BIM+物联网的安全监测平台； 开发了基于BIM与3DGIS集成的铁路桥梁施工管理信息系统，实现可视化、漫游和三维空间从3D GIS分析BIM施工管理、施工动态模拟和施工进度管理等功能； 开发了基于BIM的3D建筑信息管理系统，实现了建筑模型视野分析、爆管分析、火灾逃生模拟等功能。
传统的施工智能管理系统主要以人工运维为主，存在设备利用率低等诸多问题； 重复施工率高； 同时，无法实现智能物理系统监控和信息管理的互联互通和共享交换。 无法满足智能施工综合管理和服务业务协同的功能需求。 当前，许多城市基础设施存在系统独立、信息孤岛众多、数字化基础薄弱等问题。 基础设施难以实现可视化、信息化、高效化。 数字化与自动化结合严重不足，缺乏统一的监控运维平台。 等问题。
基础设施实物信息的智能化管理可以带动城市建设管理的发展。 从基础物理数字化到信息互联网十物联网十云计算基础的发展模式是智慧城市基础设施物理信息管理智能化建设的发展趋势。 BIM与GIS的融合可以实现从微观到宏观的多尺度城市管理，将在室内导航、公共场所应急管理、城市与景观规划、各种环境条件模拟等方面产生不可估量的价值。
智慧管理思想要服务于基础设施的规划、设计、建设、运营和维护。 因此，传统的城市基础设施建设管理流程和智能化管理思路需要快速衔接和协调。 采用基于物理信息协同的智能管理，构建基础设施物理信息融合智能管理平台。
2. 智能管理平台架构设计
城市基础设施实物信息融合智能管理平台基于BIM与GIS技术的融合。 命令和控制功能。 根据智慧基础设施综合治理的需要，从管控的整体管理思路出发，融合物理设备的实时监测数据、告警信息、联动控制信息等动态数据，结合如云计算、云存储和大数据挖掘，针对基础设施的生命周期、结构信息、维护信息和运行信息进行深度挖掘、关联和预测分析，建立基础设施管理模型，物理监控信息通过BIM与GIS技术的融合，实现基础设施的可视化，并进行物理信息融合。 为维修部门提供强有力的维修决策支持。
综合物理信息融合智能系统包括环境监控系统、排水系统、变配电系统、智能照明系统、门禁系统、消防系统等。如图1所示，基础设施物理信息智能管理平台分为分为环境物理设备监测系统、BIM+3DGIS系统、运维平台和信息数据分析系统四个子系统。 不同的项目需要结合自身特点，综合考虑智能管理平台架构，结合所需的逻辑结构和功能结构，系统地构建基于BIM和GIS集成的物理信息智能管理平台。
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3、基于BIM+3DGIS实物信息智能管理平台的功能需求
3.1 BIM+3DGIS 三维信息管理
3DGIS地图模块以三维空间物理信息数据资源库为基础，融合影像数据、矢量数据、建筑模型，为管理者提供可视化施工管理服务，直观展示施工地理信息、位置分布、周边道路、设施、环境信息 以及重要单位，提高工作精准度，促进建设、用地、设施设备科学管理。 将BIM模型置于3DGIS场景中，通过区域建筑物、管网系统等设备的3D GIS虚拟再现，在3D场景中实现漫游、查询、统计和各种空间分析功能。
3.2 运维管理
1）设备和资产管理。 利用系统中BIM模型提供的设备资产相关数据信息，利用信息化技术加强设备资产监管，减少资产闲置浪费，充分发挥设备效能，使业主在设备资产管理上更加规范，进而提升整体管理水平。 该模块应提供设备可视化管理、信息查询、故障分析、安全评估等操作功能。
2) 工单管理。 工单管理模块有利于设施设备的磨损预测和预防性维护计划的制定。 管理人员可根据工单的紧迫性或具体需求，制定执行计划，计算执行成本，对前期工作从申请到审批、执行、完成、最终工作报告提供完整的流程管理。
3）健康监测预警。 该平台以BIM模型为载体，通过物联网设备和网络传输手段，实现实时监控、监测分析、报警查询、质量评价等功能。 通过应变监测、载荷监测等数据信息，监测工程结构的使用状态和发展趋势成都能耗管理系统，使结构实时处于可知可控状态。 当相关监控数据异常时，系统自动发出告警信息。 技术人员可以有针对性地检查异常区域，查找可能的事故隐患，快速排除故障，维持正常运行。
可根据危险程度、影响程度、紧急程度对紧急情况进行分级，并在系统中以不同颜色等级呈现处理顺序，以及需要处理的系统类型现在，管理人员可以从系统中快速点击该告警，直观地3D了解问题设备和设备的具体位置，查看设备的历史维修信息，作为应急处理和故障排除的参考。
4）检验管理。 该平台可开发手机应用软件，用于实物设备巡检管理和日常设备维护保养记录。 同时，当物理设备出现故障时，可以第一时间将故障信息推送到管理人员的手机客户端。 APP接收到预警信息后，管理人员可以及时有效地处理设备问题，减少故障损失。
3.3 环境监测与管理
通过管理平台预留的接口，对前端摄像机、编码器、控制器等设备进行统一管理，通过管理平台实现对全网用户、权限、视频资源的统一管理，满足多用户监控和管理系统的需要。 环境监控管理模块应具备安防设备管理、信息自动分类显示、事件查询、视频回顾、远程控制等功能。
3.4 数据分析
该模块主要对项目运行消耗的能源（如电、水、热等）进行监测、记录和分析。 通过智能化能耗监控，实现项目水、电、热等能耗的分项监控和电能项目数据采集，建立能耗成本控制数据库，多层次能耗建立监督机制。 通过BIM模型查看各分区设备能耗信息，生成历史、实时、预测能耗趋势图、统计报表等，实时监控各种能源的详细使用情况，提供直观为节能降耗提供科学依据，促进管理水平的提高，降低运营成本，充分合理利用能源，控制浪费，实现节能减排，最终提高能源效率的目标。
4、基于BIM+3DGIS的综合物理信息融合智能管理平台的价值
1）实现各系统的统一管理。 该平台可以充分利用各子系统的数据，在统一的平台上实现信息发布，在统一的综合数据管理系统上进行数据维护和二次利用，在统一的配置管理界面上实现系统参数的调整。 实现平台一站式管理城市基础设施智能化管理是一个完整的全流程信息集成平台，解决了传统管理流程中存在的数据缺失、查询不便、信息表达不一致、信息孤立等问题； 同时，还实现了从规划、设计、施工到运维全过程的智能化管理，特别是在运维环节集成了日常巡检、健康监测、安全管理、应急响应等功能.
2）BIM与3DGIS技术融合的应用优势。 通过融合BIM和GIS，先对建筑进行建模，然后将建筑的空间信息与周边地理环境共享，应用于城市三维GIS的分析，大大降低了空间成本建筑物的信息。 利用GIS和BIM建立精细建筑室内与宏观路网相结合的城市系统模型，城市地上地下设施一体化管理，室内外设施一体化管理，城市可见设施一体化管理实现日常生活和隐藏工程设计。 ，从而实现城市全要素空间设施的智能化管理。
3）平台操作简单高效。 平台上的数据均为可二次利用的高附加值信息，可根据管理者的需求或工作特点进行充分的操作和管理，从而降低平台管理者操作各种系统的专业门槛。 需求驱动平台的建设和管理过程，将管理者从海量繁琐的信息数据和复杂的操作中解放出来，在做好管理工作的同时有效降低人力成本。
4）平台管理没有地域限制。 基于云计算、物联网等信息技术开发的智能管理平台，兼容性高，还可以远程控制，不受地域限制。 可有效减少基础软硬件环境的重复建设，降低成本，提供灵活的管理。
5、多个BIM+GIS一体化物理信息融合智能管理平台应用案例
5.1 成都梵悦城建工地智慧工地管理
智慧工地是指利用信息化手段，通过三维设计平台建立工程项目信息模型，结合利用物联网智能硬件实时采集工程相关数据，打造信息化系统用于施工过程管理，实现协同互联、智能监控、科学决策。 高效的管理模式，对物联网采集的工程信息模型和工程环境数据进行挖掘和分析，为工程建设提供过程趋势预测和科学方案，实现工程建设可视化管理和物理信息融合智能决策[拳头] . 本案例以BIM和GIS为核心，以项目施工阶段管理为主线，探索构建智慧工地管理平台。 图2为本项目基坑开挖检测中BIM模型在3DGIS中的显示。
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5.2 黄骅港智慧港口综合管廊智慧基础设施云平台
黄骅港项目将建设国内领先的物理感知建设和智慧建设综合云平台，利用云计算、BIM、物联网、大数据等现代信息技术应用构建智慧环境，有效节约各种资源，形成以物为本、信息化、绿色智慧共建的生态环境。 黄骅港智慧港口综合管线集成BIM+3DGIS+FM+IOT智能运维管理平台系统。 如图3所示，系统以单主机双屏的形式呈现，可以掌握物理宏观地理信息到微观设施设备信息，并从中获取监控数据、维修记录、统计分析等信息。事件处理框架。
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5.3 内蒙古综合管廊BIM+GIS+VR智慧基础设施云平台
项目开发了综合管廊VR交互系统，包括VR头盔漫游，设备属性查询、环境监控查询等交互功能。 借助VR系统，帮助非专业人士更好地了解管廊设备的内部结构、运行状态、事故状态、维修方法等。 建立管廊BIM/VR系统，根据VR系统与无线传感器采集的实时数据进行交互，体验可视化、数字化、智能化的沉浸式效果，图4为仿真实例。
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6 结论与展望
BIM与GIS的集成应用，为建设智慧城市提供了数据基础和技术支撑。 通过将基础设施BIM模型与GIS监测数据相结合，可以将市政道路、桥梁隧道、轨道交通等工作状态等信息及时反馈到BIM模型中，对多尺度监测具有重要的现实意义。城市基础设施管理。 与传统建筑智能系统信息相对孤立、交互性差、数字化程度低的情况相比，基于BIM和GIS的智能管理平台在信息共享与集成、可视化、协同化、安全性等方面取得了显著成效。
然而，在BIM+GIS技术融合处于探索阶段的背景下，开发基于BIM+GIS的智能管理平台将面临诸多挑战，如：如何实现BIM模型的轻量化、数据格式转换等和标准扩展。 此外，在BIM与GIS的集成应用中，还可以结合其他技术（如物联网、大数据等），提升智慧城市管理的时效性、信息共享性和数据准确性。 因此，不同的项目需要结合自身特点，综合考虑智能管理平台架构，结合所需的逻辑架构、功能结构和辅助技术，系统地构建基于BIM与GIS融合的实物信息智能管理平台。
基于BIM和GIS的物理信息融合智能管理平台，将作为全面感知的载体，植入VR技术、物联网、云计算等先进技术的创新建设模式，打造在线呈现的虚拟世界以数据集中，真正从源头打造智慧城市。
