【51CTO.com原創稿件】時至今日，BIM(建筑信息模型)技術已經被建筑從業人員廣泛接受，國家住房和城鄉建設部也連續發布指導性文件和政策，大力推動BIM技術在國內的應用。現在BIM技術的應用已經不僅僅是在一些標桿項目中應用，而是幾乎所有大型公共建筑都開始采用BIM技術進行設計和施工管理。幾年來的BIM技術的應用和推廣，大量的建筑物采用BIM技術建造，積累下來的BIM模型除了在設計和建造階段發揮重要作用外，其也必將在建筑物的后期運維階段繼續發揮作用。

然而，多年以來，BIM一直是曲高和寡，僅僅在建筑圈內孤芳自賞。我們花那么多心思建了那么多BIM模型，如果僅僅在建筑圈內使用，未免暴殄天物。如何充分發掘BIM的價值，讓更多的受眾從BIM中受益，這是我們亟待解決的問題。北京畢加索智能科技有限公司(http://www.bimsop.com )也正是立志于此，致力于推動從BIM時代向“BIM+”時代的邁進， 在建設新型智慧城市的進程中貢獻自己的力量。

【作者簡介】

BIM輕量化

BIM之所以囿于建筑業而難以突破到更多領域，其重要原因在于她太專業，不能為大眾所理解和接觸。創建和使用BIM模型需要專業的BIM軟件，而這些BIM軟件往往使用比較復雜，非專業人員很難快速掌握。同時BIM模型由于包含的信息和關系過于龐雜，文件往往很大，查看和編輯都需要高性能的計算機才行。這對于非建筑專業人員來說不能不說是一個負擔。要能使BIM模型能為更多人所利用，比如和智能建筑運維系統結合、和樓宇自動化系統(BAS)系統結合、和智能安防監控系統結合或者和企業內部CRM、ERP或其他外部數據庫等系統結合，我們首先需要對BIM模型進行減肥，也就是對BIM進行輕量化。需要澄清的一點是，輕量化并不是把數據砍掉實現輕量化，我們所說的輕量化應該是在保證信息不損失前提下的輕量化，而是通過把模型進行解構，然后在利用輕量技術對解構的模型進行重構，換一種更輕更靈活的數據表達方式。我在之前的文章(基于HTML5/WebGL技術的BIM模型輕量化Web瀏覽解決方案)中提到BIM輕量化的幾種方案，雖然我們更推崇基于Web的輕量化方式，然而這不是全部，后面我會詳細介紹北京畢加索的綜合解決方案。

BIM輕量化的核心在于輕量化引擎。經過幾年來不斷和業界朋友們的交流，出于對數據安全和轉換效率的要求，大家都熱切的盼望能有一款能在國內部署、甚至能在企業內私有部署的輕量化引擎。北京畢加索公司順應這一潮流，研發出了自己的BIM輕量化引擎。該引擎支持常見的BIM格式，同時可以私有部署在國內的云平臺或者部署在企業的私有云內，提高了使用效率、保證了數據的安全性。

畢加索輕量化引擎

基于輕量化的BIM+應用

畢加索公司以BIM輕量化技術為核心不斷探索和擴展BIM+應用，實現“一次轉換，到處使用”，使得BIM模型能應用于更多領域，充分發揮BIM的價值。

1. BIM+Web

· BIM+Web(GL)方案是我們最直觀的應用，互聯網技術的發展顛覆了人們的工作和生活方式，對于建筑業也是如此。在BIM從設計、施工、運維到拆除的全生命周期中，BIM的全職能團隊越來越希望通過互聯網的方式來增強協作。以WebGL/HTML技術呈現輕量BIM模型，瀏覽器端無需安裝任何插件、支持大多數瀏覽器，同時提供酷炫流暢的顯示效果，因而WebGL技術成為越來越多BIM用戶的首要選擇。借助于輕量化引擎和互聯網技術，北京畢加索公司推出了BIMSOP協同平臺(http://xietong.bimsop.com)。 作為BIM全過程資料管理平臺，BIM團隊可以以該平臺為核心，管理、共享BIM全過程中產生的各種資料文檔和BIM模型，直接通過瀏覽器即可在線查看BIM模型，并且支持模型的在線標注和評論，以及模型間的版本對比，從而更快捷明確的跟蹤模型的變更。

項目文檔管理

在線查看模型

在線模型標注

模型版本對比

2. BIM+VR

2016年被認為的VR(虛擬現實)元年，各種VR硬件爆發式的出現極大的促進了大家對VR的認知，激發了VR應用的興趣和熱情。以VR沉浸式的體驗BIM也成為越來越多用戶的心聲。常見的BIM和VR結合的方案有一些專有軟件，但更多的還是利用Unity等傳統游戲引擎來實現，由于unity引擎成熟度高，在市場上被廣泛應用，有著廣泛的用戶基礎。大家自然而然的想到把BIM模型導入到Unity中和VR技術結合。

a) BIM的VR場景導入問題

首先我們先說一下BIM如何轉入到VR引擎。傳統的BIM到VR的操作路徑是把BIM模型轉換為FBX，進而導入到Unity然后和VR設備結合實現VR的虛擬展示。同時這種方式也有其局限性，首先這個過程比較繁瑣，由于不能實現自動化，需要很多人工干預，不但容易出錯，而且沒辦法形成快速的工業化流程進行大批量的復制，使這項工作變成了勞動密集型的重復勞動。其次通過FBX導入過程中BIM模型的重要屬性信息不能一同導入，造成信息的缺失;而且材質信息也還需要在unity中進行手工處理，費事費力。使用這種方式的導入效率和模型瀏覽效率也很低，對于大型BIM模型來說經常會力不從心。

b) VR空間定位技術

我們再回過頭來說說VR技術本身。VR技術通過VR頭盔等設備把虛擬的視覺影像投射到人的眼睛中，給人造成一種身處虛擬空間的假象，從而進入虛擬世界。但由于目前VR設備只關注在視覺層面欺騙我們的眼睛，這就造成了眼睛接收到的信息與人體其他部位感知的沖突。比如在VR世界中，眼睛得到的信息我們是在高山滑雪或坐過山車進行快速移動，但身體卻沒有對應的動作的反饋，這種感官上的沖突就會觸發人體的保護機制，從而造成眩暈感，嚴重的還會嘔吐。解決這個問題關鍵就是VR的空間定位問題，使得現實世界的位置與VR虛擬世界中的位置達到一致。良好VR體驗的構建卻還缺少了最重要的一環，就是廉價而靈活準確的定位方案。這里所說的定位，就是確定體驗館中的參與者在場館中的絕對空間位置，并反饋到所有VR體驗者和游戲服務器上，進而執行群體游戲所必需的各種游戲邏輯。縱觀現在市面上形形色色的VR空間定位方案，鮮有能夠提供足夠成熟穩定的技術實現的廠商，或者用巨大的成本以及靈活度的喪失作為代價，構建并不成功的Demo作品。這樣的程度恐怕還遠遠不能稱之為解決方案，也遠遠無法滿足眾多體驗館從業者的胃口。

已經有一些設備(HTC Vive)開始著手解決這個問題，通過Lighthouse激光定位技術，讓體驗者帶上頭盔的同時還能在場地中移動，使虛擬場景與真實位置的變化一致，從而減少眩暈感。雖然Light House是迄今為止體驗最好的VR交互定位設備，但是由于激光對人眼安全照射功率的限制等問題，它能夠覆蓋的距離比較有限，大概也就是5M* 5M 見方的一個區域，無法擴展，這對于BIM場景漫游來說還是太小了，并且還不能有過多的遮擋物導致接收不到信號。

此外還有OptiTrack技術，他們采用了幀速率大于100Hz的專業攝像頭，并且采用高反射率的材質來制作玩家佩戴的標記點，從而實現位置追蹤。但與之相對的，往往是高昂的成本，一臺攝像頭(如下圖)的價格都是以數萬人民幣計算的，而構建一個規則空間起碼需要4臺這樣的攝像頭以及軟件系統。另外基于攝像頭的方案可維護性也較差，輕微的震動就可能造成數據的嚴重偏差。

此外還有超寬帶UWB(Ultra Wide Bind)技術，也有成本、可維護性等類似的問題。另外無論是激光定位技術還是攝像頭定位技術或者超寬帶定位技術，都不能有遮擋和干擾，對于活動空間的搭建和維護都有很高的要求。

與此同時，獨樂樂不如眾樂樂，如果我們的VR只是一個人像自閉癥患兒一樣自嗨，在其他外人看來卻很傻。不如大家一起加入同一場景一起嗨。上面提到的一些VR定位方案要么不能實現多人同時進入，要么能實現但成本奇高，并隨同時進入的人數成本呈指數級增長，這個問題一直是業界難以解決的問題之一。對于VR定位技術的討論這里不再展開，我們可以單獨開一個話題討論。

c) 畢加索的BIM+VR解決方案

畢加索公司的BIM+VR解決方案是包含硬件和相關軟件的整體解決方案。畢加索VR定位技術能提供0.1毫米級的VR空間定位精度，實現現實世界與虛擬世界的位置的一致性，從而緩解眩暈感。并且定位空間無限擴展，可達1000平方米，滿足BIM VR漫游的需要，并且不怕遮擋和電磁、光等干擾，對場地要求簡單。同時該方案支持大規模多人(可多達上百人)同時進入，而成本卻在可控范圍內。軟件部分借助畢加索BIM輕量化引擎，一鍵實現BIM到VR的自動化轉換，并且保留完整的屬性信息和材質。結合手勢操作模式，實現在BIM模型中虛擬漫游、查看構件屬性、指定構件的隱藏查看隱蔽工程、按照類型查看、模型中語音標注實現協作等功能，形成基于VR的BIM深入應用，更拓寬了BIM模型的應用價值。

BIMVR場景展示與漫游

指定構件屬性查看

指定構件屬性查看

指定構件屬性查看

查看指定類型(風管)的構件

場景中實時距離測量

顯示設備實時運行狀態和運行曲線(和IoT結合)

3. BIM+IoT

IoT是Internet of Things的縮寫。物聯網IoT(Internet of Things)指的是將各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等種種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。其目的是讓所有的物品都與網絡連接在一起，方便識別和管理。物聯網技術為我們更便捷的獲取、分析和展示物聯設備數據提供了基礎設施，同時各種物聯設備也是分布在現實空間中，對于建筑物來講，分布在建筑物的各個角落，于是BIM與IoT技術的結合，實現建筑物的智能運維也成為當前研究的熱點之一。通過BIM技術更直觀的展示物聯設備的位置和信息，并實現信息與位置聯動。

BIM+IoT技術的結合

BIM+IoT技術的結合

BIM+IoT技術的結合

BIM+IoT技術的結合

說到BIM+IoT物聯網的應用，我們不得不說一下基于BIM的運維系統--BIMFM。Facility Management設施管理，簡稱FM，是運用多學科專業，集成人、場地、流程和技術來確保樓宇良好運行的活動。人們通常理解的建筑運維管理，就是物業管理。但是現代的建筑運維管理(FM)與物業管理有著本質的區別，其中最重要的區別在于：面向的對象不同;物業管理面向建筑設施，而現代建筑運維管理面向的則是企業的管理有機體。隨著BIM的出現，兩者也在尋找著更好的結合。

據國外研究機構對辦公建筑全生命周期的成本費用分析，設計和建造成本只占到了整個建筑生命周期費用的 20%左右，而運營維護的費用占到了全生命周期費用的 67%以上。由于BIM 強大的整合能力，現在 80%的大型項目都應用了 BIM 技術，60%以上的企業正在考慮采用 BIM來完成。FM與BIM系統的逐步銜接，也對原本各自為政、自成體系的運維系統或服務管理開啟了整合統一的大門。

相對于傳統建筑運營維護軟件，基于 BIM 技術、移動互聯、物聯網、GIS 技術、云計算等技術的BIM-FM產品將會在可視化、智能化、數據精確性和一致性方面都大大優于傳統的運維軟件，對建筑安全運營維護、效率提高、質量提升產生積極影響，引領智慧化運維新潮流。

畢加索的BIM-FM產品是北京畢加索智能科技有限公司與優服科技(北京)有限公司強強聯合，面向業主單位推出的一款運維云產品。該產品是基于BIMFM的理念，結合BIM技術、互聯網技術、物聯網技術等，整合樓宇實際解決樓宇運營實踐誕生的新型運維產品。未來BIMFM產品必將為設施運營維護在可視化管理、效率和質量方面會帶來積極的影響。產品功能包括模型瀏覽、能源管理、設備管理、智能巡檢、人員管理、商鋪管理、庫存管理等。

BIMFM智慧運營管理系統

BIMFM智慧運營管理系統

BIMFM智慧運營管理系統

此外，綜合管廊建設方興未艾，BIM+IoT技術必將在綜合管廊的運維管理方面發揮重要作用。綜合管廊(日本稱“共同溝”、臺灣稱“共同管道”)，就是地下城市管道綜合走廊。即在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通訊，燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理，是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”。它是實施統一規劃、設計、施工和維護，建于城市地下用于鋪設市政公用管線的市政公用設施。為保障綜合管廊安全穩定的運行，需要對布設在管廊內的各種傳感器進行綜合監控和控制。結合的BIM+GIS、BIM+IoT等技術的綜合管廊監控與智慧運維系統也正在加緊研發中。

綜合管廊與智慧運維管理系統

4. BIM+GIS

當我們的視野從一棟建筑擴展到一個小區、一個社區或園區、甚至到一個城市時，我們會自然的轉入GIS的世界。GIS與BIM相互融合已經是業界共識。然而GIS技術已經有超過20年歷史，已經積累形成了一套描述客觀世界的成熟的、基于二維的方式方法，三維GIS后來有了很大的發展，然而畢竟積重難返，三維GIS領域也把目光從大尺度地域聚焦到城市、社區甚至建筑，必然要求GIS與BIM技術的融合。畢加索公司利用BIM輕量化技術和三維GIS結合，實現底層數據的融合，進而結合室內定位技術、智能攝像頭技術等，在安防、安保領域也提出了綜合解決方案。

除此之外，畢加索還在研發或實施智慧社區、智慧產業園區等解決方案，在此不在贅述。

結語

BIM技術發展順風順水，我們也需要百尺竿頭、更進一步，勇敢邁向“BIM+”時代。借助BIM輕量化，使得BIM技術不只是建筑從業人員的專屬，而是充分發掘BIM的價值，讓更多的受眾從BIM中受益。在此分享一些我的淺見，愿和諸位同仁一起探討，共同進步。

注：本文根據之前在國家會議中心演講過的ppt整理而成，可參考http://docs.bimsop.com/bimsop-slides/index.html#1

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