地下空间是开发潜力巨大的城市空间资源,城市地下空间开发是促进土地集约化利用的重要途径,在改善城市环境、增强城市功能、提升城市综合承载力、促进城市可持续发展等方面发挥出重要作用。当前,深层次、规模化、多样化的地下空间开发利用和管理运营需要先进的地下空间管理模式支持,而传统地下空间的管理模式仍停留在“人防为主”的阶段,在适用范围、共享程度、职能效率、标准建设等方面已无法满足智慧城市高效率、高标准、智能化的建设要求。智能化运营管理模式实现了对地下空间的透视分析,为城市地下空间的规划、建设、管理等提供智慧决策,是未来地下空间智能化发展的必然趋势。

随着信息技术的不断发展,智能化的概念开始逐渐渗透到各行各业。地下空间智能化运营管理采用高度自动化装备和先进信息通信与处理设备,将现代通信与信息技术、计算机网络技术、智能控制技术、现场总线控制技术等汇集成应用于地下空间管理的智能集合系统,全面获取地下空间的环境、人流、设备运行状况等信息,反映地下空间管理运行状况,辅助管理决策,提供更加高效便捷的服务手段,使传统人工作业为主的地下空间管理方式升级为数字化、网络化和信息化的管理模式。

地下空间智能化运营管理将独立、分散的各类系统和设备通过信息化、数字化手段集成到统一的管理平台,以整合优化地下空间管理资源,形成功能完备的智能化系统,提高地下空间的精细化管理水平。其主要特点体现为以下方面:(1)运营设备系统化、智能化。地下空间智能化运营管理模式主要以高度自动化装备和先进的信息通信与处理设备为物理基础,各模块系统具有感知外界变化、传递、处理感知信号、提供动作响应的智能化特性。各单一功能模块协同配合,集成为多功能融合的综合性一体化管理体系。(2)管理高度自动化。运营管理模式由现场作业、应急处置为主的传统方式转变为远程监测、预案维护的自动化管理方式,保证了各功能系统不间断高效运行。(3)信息处理高效化。各功能模块互联实现了动态化、全覆盖的信息采集,而信息数据库基于信息资源的数字化处理和全面整合为运营管理决策提供智能化辅助依据。(4)运营管理人性化。运用智能化设备实施运营管理节省了许多人工管理,能够减免因人工管理出现的错误;同时也为地下空间运营增添了高科技含量的管理服务内容,使业主感受到更加便利、安全、舒适的业态环境。

地下空间智能化运营管理通过多系统的联动交互,以及事件的闭环处置,实现智慧管理,主要具有以下功能:(1)自动监控,远程管理。智能化运营管理借助中央平台对各种智能化设备系统集中远程监控,实时了解和调节设备系统运行情况,同时还可根据自动记录的设备状况信息自动安排维护、检修周期等。(2)分析挖掘,辅助决策。智能平台支持管理运营信息的大数据总览和挖掘分析,通过建立数据汇聚系统,实现对事件数据及与设备运行状态数据的实时监测及分析,寻找共性规律,发现问题本质,辅助地下空间运营管理的科学决策。(3)监控预警,快速响应。根据预警指标实时动态监控,自动操作处理异常情况,智能启动应急流程,优化反应速度。(4)统一联动,闭环管理。各渠道信息统一审核,按需派单,在线同步反馈工单事件、突发事件的处理结果并统一记录存档,为后期决策提供数据支撑,形成基于事件全流程的联动处置和闭环式管理。

为支撑综合功能的实现,提供良好的使用体验,地下空间项目一般都配备了复杂的通风系统、动力配电系统、照明系统、监控报警系统等,这些关键系统的运行与地下空间的运行能耗、环境指标、运行安全等日常运营管理重点环节关联密切,其安全高效运行事关多业态、大空间的地下空间整体运营效果。地下空间智能化运营管理平台集成耦合各功能系统,能够确保项目安全高效运行,达到精细化、网络化、智慧化的管理效果,对此本文将通过案例项目予以诠释。

苏州星海生活广场(以下简称“星海广场”)是苏州首个轨道商业综合体,位于苏州地铁一号线星海街站,处苏州市域CBD核心位置,占地约14300平方米,建筑总面积达54511平方米,总投资4.5亿元。星海广场为下沉式中心广场,由地面广场、绿地以及地下三层建筑等组成。地下三层,以地铁轨道为界分为南北两区,一层、二层为餐厅、商铺、超市等,三层为大型停车场,实现了交通、商业、公共服务等目的综合协调、立体开发、资源共享。该项目运营阶段采取各业态形式独立运营模式,以使各类业态的环境始终保持最适合运营的状态。为此,项目设计出复杂的监控、消防、照明、给排水、动力配电等功能系统,以保证项目的正常运营。几类关键系统关乎项目的运行能耗、环境指标、系统安全等方面,在各系统的协同运作下达到精细化管理效果,对项目管理运营提出了更高要求。

本着集成多种智能化系统,实现资源整合、信息共享、实时监控、智能决策的项目运营管理目的,满足项目日常运营中对数字化、集成化、可视化、协同化、安全化的管理需求,星海广场项目设计构建了智能化运营管理平台。构建过程大致如下:从智能化平台角度对各系统模块提出数字化建设要求,设计部署传感器、可视设备等智能化设备,提升各系统的智能化水平,确保数据能够动态采集和远程接入和可视化查询使用,并根据智能化平台设计要求制订统一数据标准,实现数据的标准化采集和处理。同时规范各系统集成数据接口标准,明确交互服务方式,将各系统数据汇总、迁移至平台数据库。根据项目运行情况,逐步分部开发诸如故障在线识别与诊断、能耗漏洞自适应识别等智能化功能,实现各系统功能的智能化升级。设立信息处理中心,综合处理各类信息,自动生成各项运维工作流程,并自动分派工作任务,达到高效协同的目的。对管理平台用户实行分级授权管理制度,并在构架中设计冗灾备份,确保平台运行和数据的安全。综上,星海广场地下空间项目综合运用多媒体技术、安防技术、网络技术、通信技术等,立足信息化应用、信息服务、基础设施三重结构设计,将各类设备与功能系统集成为具有智能化管理特点功能的运营管理平台(参见图1),使之成为项目智能化管理运营的依托载体,该平台主要由以下功能子系统组成。

星海广场地下空间项目建设运营全过程的全部信息都集中存储于BIM模型系统,其中的设备信息在相互关联状态下,能够为运维人员提供可视化操作环境,提高设备维护的准确性,减小维修人员工作量以及获取、更新设备信息的难度。而且BIM模型系统还可以与其他数字技术配合使用发挥更大功效,比如在应急与安防系统中与RS、GPS技术的配合使用,在资产可视化管理系统中与各种通信技术的结合使用等,均帮助或加强了其他功能系统的运行效果。

地下空间属于封闭环境,提供的声、光、热三个维度的环境质量关系着使用者的体验舒适度,对于星海广场这种业态多样、人员密集的地下空间项目而言,环境质量尤其重要。该项目对地下空间环境质量实行智能化监测和调节,调节光线强度实现人性化照明效果,保持地下与地上空气的均衡流通,实时监测土壤、水体、气体、噪声等环境要素,依据监测数据指标智能调节环境舒适度。

星海广场项目建立能源监测管理系统,对水、电、热、气等全部能源的运行情况实行动态管理,智能化监测和分析能源供耗数据,制定实施最优化能源运行方案,对异常变化及时预警。该系统通过计量监测全部能耗指标,做到了对各项能耗的可控、可视、可知,实现项目低耗能运行的目的,是星海广场地下空间降低运行成本、节约能源消耗、实现绿色运营的基础条件。

为解决传统的以人工核算、记录为主的资产管理模式,与运营周期长、业态种类多、资产数量大的地下空间资产管理不适应的问题,星海广场项目建立起BIM三维集成可视化资产管理系统,以模型为载体关联了资产与设备运维信息,将环境空间,模型空间,设备物理地点与外形,相对位置关系等进行直观生动的可视化展示,同时还将三维模型与分析结果整合起来,提供更直观的数据可视化效果与交互手段。该系统实现了星海广场从室外到室内、从地上到地下的三维全景浏览;并使用二维图等形象地汇总显示项目资产数据;对项目重要设备资产及日常设备的运维管理功能进行整合,提供设备台账、备件管理、工单处理等设备管理功能;将项目资产信息与具体空间模型相关联,基于资产与空间的关系进行资产状态查询、资产维护保养、资产统计等资产管理功能。此外,通过可视化平台,系统还可以集成链接不同业务实施模块,达到统一可视与交互,统一分析与协同的集成操作目标,以提高资产运维效率,降低运维成本。

应急、导视、停车三大导向功能组成的智能导向系统,使星海广场地下空间信息的使用更加安全、有效和快捷。智能应急指示系统针对建筑物内任意位置均有疏散预案,在危急时刻,基于自适应算法软件快速针对风向、就近出口、人群密度做出分析自动形成最佳疏散路径,智能打开标志灯按最佳路径指示疏散方向。智能导视通过智能互动触摸设备,供客户自助查询搜索整个广场不同店面、区域的位置分布,并自动呈现当前位置到目的位置的最佳路线指引,起到避免空间拥堵和智能导航的作用。智能停车系统具备车位引导和智能寻车功能,车辆信息通过车位上方的探测器收集回传至控制平台,控制平台对车位数据进行统计分析后,结合运营需求进行车位预定、停车车流控制、信息屏车位信息发布等功能;客户在遍布广场主要通道和出入口的智能互动设备上直接刷入停车卡,即可通过显示屏查询当前车辆图像信息以及所处位置至停车位置的最佳路线。

智能安防系统由报警系统、安保巡更系统、视频监控系统三部分组成,三个系统交叉覆盖、协同配合,共同形成智能化公共安防系统,防止犯罪事件与意外事故发生,保障地下空间财产、信息安全以及服务人群的安全。报警系统包括火灾自动报警、烟气报警、环境温度报警、电力异常报警、人群聚集报警等,对异常情况发出报警提示,自动启动应急装置或提示运营管理人员密切关注。智能安防系统通过读取要害地点和部位的信息钮签到数据,监督巡更人员是否按照规定路线和时间巡逻。视频监控系统支持监视信号的实时多模式显示、视频图像行为分析、集中存储管理等功能,同时还可与门禁系统、人员定位系统、消防系统、环控系统、防入侵系统等联动,保障项目空间全方位的24小时监控。

该系统通过广场内的智能查询设备向客户推送新品、主题活动及优惠信息等,同时在后台根据客户点击情况形成客流分析报告,商户可通过查询报告可以精确了解顾客的兴趣点和消费习惯,以及客流数量及分布情况,为营业调整提供数据支撑。而环境、能源监测等其他功能的运营系统也可以根据客流统计数据动态调整人员、设备的运行状态,以达到与当前客流最佳匹配状态,既增加空间使用人群的舒适度,又能够避免运营资源的不足或浪费。

数字化信息管理系统是星海广场地下空间各子系统间信息共享、数据交互的在线数据库,是地下空间各类资源与系统统一管理、运营、调度的决策中心。一方面,其通过数据挖掘及效能分析为各级各类管理、技术、监控人员提供分析决策支持。另一方面,其使用深度学习算法实现各类数据相关性分析,预测数据未来发展趋势,使得地下空间管理系统在问题发生以前就可以预测到异常,实现异常情况智能预警,保证异常风险等级有效降低,保持地下空间能够长期安全稳定运行。此外,还能够通过标准处理程序,同时联动地下空间各类功能控制、人员调度、管理单位等,第一时间完成突发事件态势控制。

基于地下空间智能化运营管理平台,地下空间管理的程序化、网络化、系统化、数字化程度明显得到加强,相较于传统管理模式具有以下效益优势。一是提升地下空间管理效率。由于地下空间智能化运营管理平台完全实现了信息数字化传输、存储和查询,以及智能化分析、管理,能够迅速生成分析结果或预警信息,从而缩短了决策参考及应急反应过程,为下一步处理工作争取了时间,大幅提高了工作效率。二是促进了地下空间各类资源的共享。独立运行的各个系统在被接入智能运营管理平台后,基于信息互联互通的实现,各类系统、设备、人员等地下空间所有资源在智能运营管理平台统一调配下协作共享,促进地下空间管理整体效能提升。三是推进智慧城市发展进程。地下空间智能化运营管理平台是智慧城市理念在地下空间领域的创新探索和实践成果,提高了智慧城市的建设标准,保障智慧城市建设的可持续化,必将成为智慧城市重要组成部分,有力推动智慧城市建设的全方位延伸和扩展。