文｜天津市天房科技發(fā)展股份有限公司 王偉 趙焰 曹維 張弛

一、項目概述

六里社區(qū)所在的位置緊鄰天津市政府、文化中心，處于天津“十字黃金軸線”，解放南路與城市快速路的交匯處，該項目體量大，業(yè)態(tài)復(fù)雜，有住宅、公寓、寫字樓、商業(yè)綜合體、地下兩層其中負一層有地下軌道交通商業(yè)走廊。機電復(fù)雜風(fēng)險多，比如一次熱力網(wǎng)進入地下（地形限制，爆管漏水存在巨大風(fēng)險），所有停車位預(yù)留充電樁管路，部分機械停車位等。消防、排水、人流和車輛管理等相當困難。其板塊鳥瞰圖如1 所示。

以本公司開發(fā)的智慧社區(qū)管理平臺（如圖2）+科技公司開發(fā)的初級 CIM 基礎(chǔ)平臺為依托，運用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建如圖3所示智慧社區(qū)管理基礎(chǔ)服務(wù)平臺+城市信息模型（CIM）（未來準備將開發(fā)的初級CIM 平臺升級為城市CIM），也可以對接其他城市CIM 平臺。

二、構(gòu)建智慧社區(qū)管理平臺

智慧社區(qū)管理平臺不僅要實現(xiàn)社區(qū)管理創(chuàng)新，還要保證智慧社區(qū)物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)合理。

2.1 智慧社區(qū)管理基礎(chǔ)平臺

2.1.1 構(gòu)建四類基本數(shù)據(jù)信息庫

（1）將BIM 數(shù)據(jù)、點云數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)、GIS 數(shù)據(jù)等，構(gòu)建時空信息數(shù)據(jù)庫。

（2）感知、識別和記錄設(shè)施設(shè)備運行狀態(tài)，構(gòu)建傳感數(shù)據(jù)信息庫。

（3）構(gòu)建物業(yè)管理數(shù)據(jù)庫，主要包括基本信息庫和動態(tài)信息庫?；拘畔欤簶I(yè)主信息、物理基礎(chǔ)信息；動態(tài)信息庫：物聯(lián)網(wǎng)的動態(tài)數(shù)據(jù)、管理過程中的動態(tài)數(shù)據(jù)。

圖1 天津新八大里地區(qū)六里項目鳥瞰圖

圖2 本公司自有CIM 基礎(chǔ)平臺

圖3 “BIM+GIS+IOT”構(gòu)建智慧物業(yè)管理服務(wù)基礎(chǔ)平臺

圖4 智慧社區(qū)管理平臺總體架構(gòu)

（4）統(tǒng)一數(shù)據(jù)組織方式，依據(jù)用途、用戶、權(quán)限等維度對數(shù)據(jù)進行脫敏、封裝打包，構(gòu)建數(shù)據(jù)資源共享庫。

2.1.2 基礎(chǔ)框架

采用B/S 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將各種物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)集成在云服務(wù)器中，該系統(tǒng)平臺可劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、功能層、服務(wù)層和應(yīng)用層，如圖4所示。

感知層：包括設(shè)備模塊數(shù)據(jù)傳感，環(huán)境模塊數(shù)據(jù)傳感等。

網(wǎng)絡(luò)層：執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)層通信協(xié)議與云服務(wù)器無線傳輸接入智慧社區(qū)管理平臺。

圖5 智慧社區(qū)管理平臺界面

數(shù)據(jù)層：主要包括時空數(shù)據(jù)庫、傳感數(shù)據(jù)庫、物業(yè)管理數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)資源共享庫。

功能層：主要包括BIM 管理、信息推送等基本功能，可提供API 接口支持其他功能。

服務(wù)層：提供業(yè)主投票決策、智慧養(yǎng)老等服務(wù)。

應(yīng)用層：通過PC 端、移動端等進行人機交換，為用戶提供各種可視化智慧應(yīng)用。

運用總體設(shè)計框架，結(jié)合CIM、互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，構(gòu)建智慧社區(qū)管理平臺（以下簡稱平臺），如圖5為智慧社區(qū)管理平臺界面。

2.1.3 平臺基本功能及工具

（1）資產(chǎn)的數(shù)字化管理

主要包括BIM 數(shù)據(jù)、GIS 數(shù)據(jù)、點云數(shù)據(jù)。

在大場景GIS 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，疊加微觀BIM 數(shù)據(jù)以及點云輕量化處理后分層構(gòu)建三維數(shù)字化時空信息庫。

（2）數(shù)字孿生

充分利用BIM 模型，IoT、運行歷史等數(shù)據(jù)，在虛擬空間中完成映射，仿真對應(yīng)實體裝備的全生命周期過程。

（3）設(shè)備管理

通過BIM 模型對設(shè)施設(shè)備三維可視化管理，通過IoT 技術(shù)做到對設(shè)備設(shè)施精細化感知，實時獲取各類傳感數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)報警、預(yù)警、遠程控制等動作，提質(zhì)增效、減少人工參與，達到設(shè)備管理智慧化。

（4）二三維聯(lián)動

圖6 智慧社區(qū)管理平臺三圖聯(lián)動

系統(tǒng)將二維的平面圖、系統(tǒng)圖和三維BIM 模型進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)二三維聯(lián)動，也稱“三圖聯(lián)動”（如圖6）。平面圖用來反映設(shè)施設(shè)備所在的平面位置，系統(tǒng)圖可以顯示設(shè)施設(shè)備的拓撲結(jié)構(gòu)關(guān)系，BIM 模型全面展現(xiàn)設(shè)施設(shè)備所在現(xiàn)實空間的位置和對應(yīng)設(shè)備實時狀態(tài)及其廠家、規(guī)格、型號等信息。這三者結(jié)合成為智慧社區(qū)的有力支撐，可以快速、全面進行設(shè)施設(shè)備的定位和查詢，增加對資產(chǎn)的認知能力。

（5）信息推送和消息提醒

主要包括物聯(lián)設(shè)備信息推送、消息提醒兩個模塊。基于IoT 傳感，設(shè)備信息推送的信息不僅非常精確，而且通過平臺同步顯示三維可視化模型。消息提醒模塊可對工單閉環(huán)管理、事件系統(tǒng)升級、社區(qū)投票通知、事件催辦、通知公告等信息通過移動端提醒用戶。

（6）實景模擬

基于BIM 模型和傾斜攝影對社區(qū)各設(shè)施設(shè)備進行三維可視化展示，實現(xiàn)場景漫游等功能。

（7）兩級監(jiān)控下的選舉與投票

業(yè)主通過PC 端、移動端（圖7所示為手機端智慧無要求管理界面）參與投票和獲取最新動態(tài)，面對社區(qū)重大決策，開放監(jiān)管接口由物業(yè)、社區(qū)黨委兩級監(jiān)管，并將選舉結(jié)果如實推送，實現(xiàn)投票可追溯、兩級監(jiān)督、實時動態(tài)更新、大修基金的使用透明等功能，避免出現(xiàn)騙保等民生重大問題，保證選舉公平公正，維護社會穩(wěn)定。如圖8所示。

2.2 N 類應(yīng)用

針對六里社區(qū)管理困難的特點及痛點，該平臺采用CIM、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，對社區(qū)消防、排水、電梯、監(jiān)控、門禁等設(shè)備設(shè)施重點管控，實現(xiàn)以下智慧化應(yīng)用。

2.2.1 消防智慧化應(yīng)用

（1）消防水箱三維數(shù)字可視智慧化管理

通過平臺可實現(xiàn)對消防水箱三維可視化展示、監(jiān)控和模擬當前水位狀態(tài)。當儲水量不足，系統(tǒng)通過三圖聯(lián)動將快速定位水箱位置并報警，通過移動端將信息推送給物業(yè)相關(guān)人員，實現(xiàn)推送信息及時、水箱狀態(tài)可查的三維數(shù)字可視智慧化管理，如圖9所示。

（2）煙感/溫感三維數(shù)字可視智慧化管理

通過平臺可實現(xiàn)對煙感/溫感傳感器三維可視化展示以及實時監(jiān)測煙霧和溫度傳感器的工作狀態(tài)、煙霧濃度的目的。當煙霧濃度或溫度超標時，通過三圖聯(lián)動可快速定位超標區(qū)域所處位置，并將信息及時推送給物業(yè)相關(guān)人員，同時會聯(lián)動監(jiān)控系統(tǒng)將煙感超標區(qū)域?qū)嵕帮@示，如圖10所示。

圖7 手機端智慧物業(yè)管理界面

圖8 業(yè)主投票智慧可視化管理系統(tǒng)界面

圖9 消防水箱智慧可視化管控系統(tǒng)界面

圖10 為煙感/溫感智慧可視化管控系統(tǒng)界面

2.2.2 排水智慧化管控

可實現(xiàn)對集水坑三維可視化展示，實時查看對應(yīng)的機組狀態(tài)，集水坑水位情況、主、備潛污泵的運行情況等信息，結(jié)合BIM 可實時定位到具體的設(shè)備處查看詳細的設(shè)備信息。

地下車庫、地下商場等由于雨水過多產(chǎn)生污水外溢，以及由于熱力一次網(wǎng)爆裂產(chǎn)生漏水情況發(fā)生時，系統(tǒng)將危險信號通過移動端及時推送給物業(yè)相關(guān)人員并報警提示，并聯(lián)動集水箱迅速開啟排水模式，保證六里社區(qū)地下設(shè)施正常運行及人身安全，如圖11所示。

2.2.3 電梯虛擬化模擬

通過IoT 技術(shù)對電梯三維可視智慧化顯示與實景模擬，實現(xiàn)數(shù)字孿生。實時監(jiān)測電梯運行狀態(tài)及內(nèi)部監(jiān)控數(shù)據(jù)，若發(fā)生異常事件，可通過移動端App 調(diào)取電梯查看內(nèi)景情況并報警（圖12為報警記錄），及時推送給物業(yè)相關(guān)人員遠程指揮調(diào)動，快速展開施救與維修，保證業(yè)主及乘梯人員安全，如圖13所示。

2.2.4 監(jiān)控智能化分析

利用主要道路及廣場的視頻監(jiān)控，配合基于AI 深度學(xué)習(xí)算法的圖像識別技術(shù)，智能識別通道和廣場上的違規(guī)車輛，當違停超過5 分鐘，系統(tǒng)自動將違停車輛信息推送物業(yè)值班人員或負責(zé)人進行處理。值班人員或負責(zé)人點擊推送消息，能夠查看到違停車輛視頻、關(guān)聯(lián)的通道所在平面圖位置和攝像頭所在的三維場景位置，方便指派人員進行處理。也可用來識別可疑物品和人員，推送給相關(guān)負責(zé)人進行快速處理，來保障社區(qū)的安全和穩(wěn)定，如圖14所示。

2.2.5 門禁智慧化管理

通過門禁系統(tǒng)配合AI 圖像識別和大數(shù)據(jù)分析，可以了解當前居民樓內(nèi)有多少人、出入多少人、社區(qū)人員的動態(tài)行動軌跡行動是否有異常（獨居老人幾天未出門、陌生人跟隨）等，通過系統(tǒng)及時預(yù)警提示和信息推送給物業(yè)相關(guān)負責(zé)人及時處理和救助。尤其為政務(wù)服務(wù)平臺開放接口，通過對社區(qū)房屋,人員信息和進出記錄的采集和分析,掌握流動人口的區(qū)域分布和走向趨勢。在當前抗疫時期更具意義，保障社會整體治安。如圖15所示。

2.2.6 工單多維度跟蹤

支持PC 端、移動端App 自動化創(chuàng)建，網(wǎng)格化管理。支持手機端報修，支持自動關(guān)聯(lián)任意空間位置，支持三維可視化定位與展示，支持工單信息推送。系統(tǒng)可依據(jù)工單類型分類并入庫管理，多維度、多報表、多方位分析查看工單，實時記錄每條工單發(fā)生的準確位置，實現(xiàn)對社區(qū)工單數(shù)字化管控，如圖16所示。

圖11 排水智慧可視化管控系統(tǒng)界面

圖12 通過手機端查看報警記錄

圖13 電梯智慧可視化管控系統(tǒng)界面

圖14 監(jiān)控智慧可視化管控系統(tǒng)界面

圖15 門禁智慧可視化管控系統(tǒng)界面

2.3 可拓展應(yīng)用

2.3.1 能耗最優(yōu)化分析

系統(tǒng)可通過IoT 實時、全面、準確地采集水、電、油、氣等各種能耗數(shù)據(jù)，根據(jù)BIM 模型三維可視化分區(qū)域動態(tài)分析能耗狀況、輔助制定并不斷優(yōu)化節(jié)能方案。針對高能耗進行預(yù)警，若故障發(fā)生時，可快速定位故障問題位置，并給出影響區(qū)域分析，輔助快速制定調(diào)度維修策略，如圖17所示。

2.3.2 井蓋智慧化管理

圖16 工單智慧可視化管理系統(tǒng)界面

圖17 能耗可視化管理系統(tǒng)示意圖

圖18 井蓋智慧可視化管理界面

圖19 智慧垃圾桶管理模塊

三維可視化顯示各個井蓋位置及所屬專業(yè)，通過BIM 圖對井下鏈接管線情況清晰展示和實時分析。當井蓋異常搬動，移位，打開時，系統(tǒng)會通過移動端向物業(yè)相關(guān)人員及時推送報警信息以保證人身安全，如圖18所示。

2.3.3 垃圾桶智慧化管理

通過平臺與智慧垃圾桶數(shù)據(jù)進行對接，可視化顯示各個垃圾桶位置及各個垃圾桶的垃圾狀態(tài)，對容量及垃圾溫度實時監(jiān)控，垃圾桶超過容量進行預(yù)警，以及當出現(xiàn)異常搬動，超溫等異常情況進行報警及定位，如圖19所示。

三、創(chuàng)新點

（1）小場景以BIM 技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字孿生精細化管理，并通過輕量化BIM、輕量化點云。

（2）大場景GIS 融合實現(xiàn)全空間數(shù)字可視化。

（3）“BIM+GIS+IoT”為基礎(chǔ)平臺，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)建智慧物業(yè)管理創(chuàng)新。

（4）三圖聯(lián)動。

（5）深度學(xué)習(xí)、AI 識別。

（6）兩級監(jiān)督下的投票選舉和重大項投票。

（7）支持移動端（手機、pad）現(xiàn)場三維數(shù)字化查詢空間、數(shù)據(jù)信息和標注等，方便查詢空間位置、設(shè)施設(shè)備屬性信息，指導(dǎo)維護或保養(yǎng)，以及快速應(yīng)急處理，對新入職管理服務(wù)人員提供快速上崗熟悉環(huán)境和工作便利（學(xué)習(xí)、查詢、指導(dǎo)），解決的是民生問題、政府管理痛點問題。

四、結(jié)論

該平臺在六里社區(qū)兩年多時間的實際運營中，不僅減少了人員成本，還提高了物業(yè)管理效率。這在智慧社區(qū)建設(shè)中成功邁向第一步，我公司后續(xù)將加大建設(shè)力度，開發(fā)智慧養(yǎng)老、智慧醫(yī)療、線上醫(yī)療等更多智慧化應(yīng)用上線，增強社區(qū)民眾的獲得感、幸福感、安全感，可為天津市CIM 平臺建設(shè)提供經(jīng)驗和支撐。