基于BIM与IoT数据的交互方法
发布时间：2021-11-06 17:43
为解决传统设备管理中物联网（IoT）动态数据的优化存储和高效调用,对物联网动态数据的存储和调用做深入研究,提出一个基于IoT数据的数据存储框架,有效存储大量物联网数据,集成结构化和非结构化数据。进一步结合BIM数字化技术开发一个面向建筑设备管理云平台,对如何使BIM数据和设备动态数据进行业务交互做详细的交互设计。以某净水厂泵房设备管理为案例,充分验证该研究方法的实用性和价值所在,优化传统设备管理方式的同时,提高了管理界面的友好交互性,使管理变得更加高效便捷。
【文章来源】：计算机工程与设计. 2020,41(01)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
技术架构
在数据存储中，许多传统的数据存储平台都基于关系数据库。虽然关系数据库在数据存储方面仍然很突出，但它们很难在大数据环境中提供足够的性能。作为关系数据库的补充，那些能够在分布式环境中有效处理海量数据的工具，如Hadoop和NoSQL数据库，正在引起越来越多的关注。NoSQL数据库提供了关系数据库无法提供的一系列功能，例如水平可伸缩性，内存和分布式索引，动态修改数据模式等。Hadoop是Google Map Reduce的开源实现，它支持Map Reduce[4]以高性能处理海量数据。许多学者已经开展了结合NoSQL数据库和Hadoop文件库处理数据的研究，并开发了一个结合Hadoop和并行数据库的体系结构，它允许统一访问和管理[5]。还提出了一个框架，允许开发人员使用结构化查询语言（SQL）在关系数据库和NoSQL数据库上运行。本文提出的基于IoT数据的存储框架，支持高吞吐量处理数据，能够有效地存储海量数据，支持水平缩放。物联网数据可以从许多不同的来源收集，并由各种结构化和非结构化数据组成，数据存储组件具有处理异构数据资源的能力。为了存储和管理结构化数据，构建了基于组合多个数据库的数据库管理模型，还构建了一个文件存储库Hadoop来实现非结构化数据的版本管理。此外，基于数据库管理模型和文件库，提出了一种REST-ful服务生成机制，为访问基于框架存储的数据的应用程序提供API接口。提出的存储框架结构如图2所示。其中，数据存储框架由以下几个模块组成：
本研究要实现楼宇设备的高效管理，BIM技术是实现设备管理的核心，针对设备运维过程中数据多源异构、量大冗杂且实时动态性等特点，本文在盈嘉互联“BOS建筑运维云”的数字化运维服务平台基础上进行了针对性的软件开发，开发平台的系统架构如图3所示。系统自下而上分数据层、服务层、业务层、传输层和应用层。最底层的数据库由BIM数据、运维数据和实时数据组成。模型数据即建筑的BIM数据库，包含建筑的实体、施工、交付文档、模型、图纸、材质、属性、关联、设备、空间信息等等；运维数据主要指日常运维产生的维护维修纪录信息、预警报警信息；实时数据即设备在运行过程中的实时状态数据和报警状态信息。服务层基于表现层状态转移（representational state transfer,REST）服务搭建，解决了传统业务反应滞后、交互方式不直观、渲染效果差等问题，而轻量级的REST调用服务具有易开发和维护等优点[6]。业务层根据运维管理的功能需求设计，主要的业务功能管理对象有设备信息集成、模型可视化、维护维修、预警报警和人员管理，该层功能管理对象也可根据实际情况做相应的修改和扩展。传输层通过局域网或广域网实现应用层与底层数据的交换和信息处理。应用层支持电脑端和移动端应用程序等多种方式，运维人员通过应用层登入该系统平台实现运维管理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BIM的运维阶段设备构件预警管理系统研究[J]. 王茹,黄鑫. 计算机工程与应用. 2017(19)
[2]基于BIM云系统的数据分类与处理研究[J]. 陈曦. 辽宁师专学报(自然科学版). 2017(02)
[3]基于BIM的建筑设备运维管理平台研究[J]. 李铁纯,王佳,周小平. 暖通空调. 2017(06)
[4]跨平台的建筑信息模型展示技术研究[J]. 高喆,王佳,周小平,张立权,于辉. 建筑技术. 2017(04)
[5]基于Hadoop的交互式大数据分析查询处理方法[J]. 李聪颖,王瑞刚,梁小江. 计算机技术与发展. 2016(08)
[6]基于中国建筑信息建模标准框架的建筑信息建模构件标准化研究[J]. 王茹,宋楠楠,蔺向明,朱旭. 工业建筑. 2016(03)
[7]基于BIM的运维管理研究与应用综述[J]. 胡振中,彭阳,田佩龙. 图学学报. 2015(05)
[8]基于Hadoop的分布式文件系统实现[J]. 罗光明. 西华师范大学学报(自然科学版). 2015(01)
[9]基于IFC标准的BIM技术在大型公共建筑消防的应用探讨[J]. 王佳,任远,周小平. 土木建筑工程信息技术. 2013(01)
[10]RESTful Web Services在信息系统中的应用[J]. 王非,蔡勇,贺志军. 计算机系统应用. 2013(02)
硕士论文
[1]基于BIM的建筑消防设施管理系统研究[D]. 石志道.沈阳航空航天大学 2016
本文编号：3480254
【文章来源】：计算机工程与设计. 2020,41(01)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
技术架构
在数据存储中，许多传统的数据存储平台都基于关系数据库。虽然关系数据库在数据存储方面仍然很突出，但它们很难在大数据环境中提供足够的性能。作为关系数据库的补充，那些能够在分布式环境中有效处理海量数据的工具，如Hadoop和NoSQL数据库，正在引起越来越多的关注。NoSQL数据库提供了关系数据库无法提供的一系列功能，例如水平可伸缩性，内存和分布式索引，动态修改数据模式等。Hadoop是Google Map Reduce的开源实现，它支持Map Reduce[4]以高性能处理海量数据。许多学者已经开展了结合NoSQL数据库和Hadoop文件库处理数据的研究，并开发了一个结合Hadoop和并行数据库的体系结构，它允许统一访问和管理[5]。还提出了一个框架，允许开发人员使用结构化查询语言（SQL）在关系数据库和NoSQL数据库上运行。本文提出的基于IoT数据的存储框架，支持高吞吐量处理数据，能够有效地存储海量数据，支持水平缩放。物联网数据可以从许多不同的来源收集，并由各种结构化和非结构化数据组成，数据存储组件具有处理异构数据资源的能力。为了存储和管理结构化数据，构建了基于组合多个数据库的数据库管理模型，还构建了一个文件存储库Hadoop来实现非结构化数据的版本管理。此外，基于数据库管理模型和文件库，提出了一种REST-ful服务生成机制，为访问基于框架存储的数据的应用程序提供API接口。提出的存储框架结构如图2所示。其中，数据存储框架由以下几个模块组成：
本研究要实现楼宇设备的高效管理，BIM技术是实现设备管理的核心，针对设备运维过程中数据多源异构、量大冗杂且实时动态性等特点，本文在盈嘉互联“BOS建筑运维云”的数字化运维服务平台基础上进行了针对性的软件开发，开发平台的系统架构如图3所示。系统自下而上分数据层、服务层、业务层、传输层和应用层。最底层的数据库由BIM数据、运维数据和实时数据组成。模型数据即建筑的BIM数据库，包含建筑的实体、施工、交付文档、模型、图纸、材质、属性、关联、设备、空间信息等等；运维数据主要指日常运维产生的维护维修纪录信息、预警报警信息；实时数据即设备在运行过程中的实时状态数据和报警状态信息。服务层基于表现层状态转移（representational state transfer,REST）服务搭建，解决了传统业务反应滞后、交互方式不直观、渲染效果差等问题，而轻量级的REST调用服务具有易开发和维护等优点[6]。业务层根据运维管理的功能需求设计，主要的业务功能管理对象有设备信息集成、模型可视化、维护维修、预警报警和人员管理，该层功能管理对象也可根据实际情况做相应的修改和扩展。传输层通过局域网或广域网实现应用层与底层数据的交换和信息处理。应用层支持电脑端和移动端应用程序等多种方式，运维人员通过应用层登入该系统平台实现运维管理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BIM的运维阶段设备构件预警管理系统研究[J]. 王茹,黄鑫. 计算机工程与应用. 2017(19)
[2]基于BIM云系统的数据分类与处理研究[J]. 陈曦. 辽宁师专学报(自然科学版). 2017(02)
[3]基于BIM的建筑设备运维管理平台研究[J]. 李铁纯,王佳,周小平. 暖通空调. 2017(06)
[4]跨平台的建筑信息模型展示技术研究[J]. 高喆,王佳,周小平,张立权,于辉. 建筑技术. 2017(04)
[5]基于Hadoop的交互式大数据分析查询处理方法[J]. 李聪颖,王瑞刚,梁小江. 计算机技术与发展. 2016(08)
[6]基于中国建筑信息建模标准框架的建筑信息建模构件标准化研究[J]. 王茹,宋楠楠,蔺向明,朱旭. 工业建筑. 2016(03)
[7]基于BIM的运维管理研究与应用综述[J]. 胡振中,彭阳,田佩龙. 图学学报. 2015(05)
[8]基于Hadoop的分布式文件系统实现[J]. 罗光明. 西华师范大学学报(自然科学版). 2015(01)
[9]基于IFC标准的BIM技术在大型公共建筑消防的应用探讨[J]. 王佳,任远,周小平. 土木建筑工程信息技术. 2013(01)
[10]RESTful Web Services在信息系统中的应用[J]. 王非,蔡勇,贺志军. 计算机系统应用. 2013(02)
硕士论文
[1]基于BIM的建筑消防设施管理系统研究[D]. 石志道.沈阳航空航天大学 2016
本文编号：3480254
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