基于CIM的智慧校园运营平台建设方案

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目 录 01 现状分析 生活需求 服务需求 安全需求 管理需求 高校服务改革 新技术 管理数字化 新应用 服务智能化 新模式 平台统一化 大数据平台 50% 基础设施 70% BIM 模型 90% 统筹及管理 平台 0% 校园简介 智能化情况 信息中心 现状概述： 已建设视频专网、校园网、一 卡通专网，学校内部 OA 通过泛微 OA ， 现 通过移动建设公共平台和统一认证平 台。 一卡通大数据分析系统正在建设、 大数据 平台在编写招标资料。 基建处 现状概述：基建处目前已领衔完成莆田学 院新校区中区的基础建设，但项目施工尚 未验收，所以施工单位的施工图纸与 BIM 模型还未移交。 后勤处 现状概述：校区管道处于铺设完成初期， 主管道线路明了，支线较杂乱。管道铺设 深浅、材质不一 ，未铺设监测传感硬件。 已有智能水电表，可进行楼栋、楼层监控， 但未有一个统一调度的能耗管控平台。 教务处 现状概述：教务处目前建设有 4 套系统， 分别为正方的教务管理系统、超星的学 生在线学习系统、用于课堂互动的爱课 程系统、以及用于迎新的小程序。 保卫处 现状概述：新校区目前已接入 1500 余 路 摄像头，人脸探头 30 余路，均为海 康设 备，未配备视频智能分析系统。 学生处 现状概述：学生目前有就业、学工管理 和心理健康三个系统。其中，业务最为 庞杂的一卡通布置在专有网络中，与外 部并不互通，通过从教务处导入数据实 现业务流转。 管网排查 能耗管控 管控建设及施工 学生画像 学生日志 统一认证平台 摄像头定位 车速取证 人员轨迹查询 学生档案管理 公共平台 需求应用画像 …… 已建设有新校区的全量 BIM 模型， 但需接入 CIM 平台实现资产活化。 新校区已建设有 1500 余路摄像头，但 需完善视频智能分析与事件分拨调度。 各部门需求总结 问题归纳：系统数据未整合、沉没资产未活化、管理平台未统一 数据未打通 问题看不见 管控无抓手 信息中心 CIM 平台对大数据平台进行信息 汇 聚 保卫处 人员轨迹查询、车速取证、报警 位置与摄像头定位 37 个业务系统形成“山头主义”， 已在筹建校园大数据平台进行打通。 后勤处 CIM 平台监管基础设 施 基建处 CIM 平台管控 BIM 模 型 教务处 大数据平台 学生处 大数据平台 后勤保障 校园管理 业务子系统数量增加 互相独立、重叠交叉 内卷化发展模式 备和软件设备基本完善 , 学习环境得以营造。 我国智慧校园建设 仍 处于起步阶段 , 有很多问题亟待进一步去解决。 相关案例借鉴 ( 国 02 际 ) 斯坦福大学致力于创建决策科学、可持续发展的环境友 好型校园 ，其基于大数据分析的智慧校园 iCAP （ Integrated Controls & Analytics Program ） ，能 对校园各类设施数据进 行分析并可视化 ，监控与报告能源 使用情况 ，快速诊断故障、 预测性维修 ，提高资源使用效率 整合空间技术和人类空间思维 ，跟踪移动、通信模式和资源消耗， 从交通和停车、设施和空间、学术信息、课程和项目方面体现了空间 赋能。 佛罗里达国际大学： 空间赋能智慧校园模式 斯坦福大学： 大数据分析的智慧校园模式 建 设 模 式 利用了云计算技术手段 ，实现云平台的构建 ，通过这种云平台 为 学习者提供了便利的学习空间。 在日本的广岛大学 ，采用云计算技术并联合无线射频技术构建 了 智能化的考勤系统 ，通过相关智能平板系统 ，学校管理人员能够 随时 对 考勤 进行查看 ，并且利用相关技术 能够实现信息共享 。相关文字聊天、 照片传送等都可借助于云计算技术实 现 ，为学习者提供了便利的学习空间 和自由的交流空间。 使用了相关交际平台 ，营造出了社 交性的学习环境。 国外不仅使用了 SNS 、 Facebook 、论坛、 邮箱等相关设计媒体 手段 ，还搭建了全方位的服务平台 ，通 过相关建设 ，有效支持学习者的社交活 动 ，跨平台社交网站的建设 ，拓展校园 的社交网络 ，丰富社交资源 ，在社交深度和广度上实现极大的突破。 借助互联网技术进行底层设施构建 ，通过传感器构建传感物 联的可监控校园 ，实现相关物联互动 ，实现安全校园的有效构建。 在瑞士联邦理工学院 ，利用相关传感器和互联技术手段构建 了 ETHOC 系统 ，从信息提供者结构和用户接口两方面进行设计， 实现校园信息的互联互通 ，通过物联网支持下的传感器技术 ，对 校园践行全面的监督 ，发现异常情况系统会立即显示出来 ，对 于 实现安全校园的建设是极大的促进。 借助大数据技术， 对课程开展情况进行有效分析 ，对课程 教 育问题进行有效把握。 马里斯特学院构建大 数据分析平台 ，通过平台 对学生学业情况、教育质 量情况进行研究 ，为教育 质量的提升提供了支持。 依托大数据分析课程开展情况 ， 帮助学生有效学习 为学习者提供便利的学习空间 营造交际性的学习环境 实现安全校园的构建 方案架构 提供 "1+N" 整体解决方案架构 , 1 个数字平台 +N 个应用 , 打造 基于 03 上线下一体化的智能管家 N 项应用 智慧运营平台 N 项应用 地下管网 灯联网 智能浇灌 能耗监管 大数据 平台 IOT 平台 智能安防 人车管理 校园手机一卡通 物 联 网 市 场 一 站 式 开 发 平 台 校园管理 后勤保障 定制开发 / 嵌入式 OS 边缘计算 BIM + GIS CIM 园精细阻运营管理 智 慧 管 网 智 慧 图 书 馆 一个标准统一的时空大数据平台 一个数字管理平台 搭载 积木式应用场 景 运 营 管 理 中 心 态 势 感 知 管 理 驾 驶 舱 辅 助 决 策 灯 联 网 智 能 安 防 智 慧 购 物 人 车 管 理 校 园 手 机 一 卡 通 能 耗 监 管 智 能 植 被 浇 灌 新基建 新型基础设施的实质是新一轮科技变革和产业变革的基础设施，是推动科 技与经济深度融合的创新服务体系。新型基础设施包括以 5G 网络、数据中心 为代表的信息科技方面的硬基础设施，也包括推动科技创新与产业发展相融 合 的软基础设施，核心是科技创新服务体系。 CIM 平台 通过将 BIM 技术、 3DGIS （地理空间信息技术）、 IOT （物联网）以及 可 视化交互技术深入融合，作为三维城市 空间 模型和城市动态信息的有机综 合。 为校园管理提供数字底板支撑服务为及“一张图” 服务，是智慧校园管理 的有效 工具。 构 建 数 据 生 态 价 值 校园管家 ① ② ③ ④ ⑤ 实现对海量时空数据接入 和计算分析、通过机器学 习和数据模型挖掘规律进 行趋势 研判 基于 CIM 的校园智能管家通过将 BIM 技 术、 3DGIS （地理空间信息技 术） IOT （物联网）以及可视化交互 技术深入融 合，作为三维城市 空间 模 型和城市动态 信息的有机综合 为智能校园提供更丰富、精确、直观 的基础数据，为突破当前智慧城市建设 的关键瓶颈提供强大支撑，是新型智慧 城市的数字基础设施，更是为城市智能 化提升及智慧城市建设和后期运维提供 不可或缺的必要基础。 提供空间管理和空间分析能力， 增加 AI 赋能，提供行业共性支 撑服务能力 通过空间信息可视化技术实现 对三维空间的精确描述，便于 支持实现迅速感知和精准决策 实现对 GIS+BIM+IoT 空间数 据轻量化加载、支持移动端 实 时响应支撑 空间赋能传统行业智能化提 升、科技化运维，赋能智慧 应用 基于 CIM 的校园智能管家构建了一个和现实世界一样的数字化三维世界，是“新基建”中深度互联网、大数据、人工智能、 5G 、工业互联网、数据中心等一系列技 术实现数字化管理的“载体”和数字底座，统一通过数字孪生模型为可视化入口直观调用或查看大数据、人工智能、互联网及数据中心所承载的数据或信息，实现 无 极 720 度放大、缩小、旋转、拖拽等无死角查看，一比一实现三维可视化环境数字底座的搭建 CIM 业务子系统数量增加 互相独立、重叠交叉 内卷化发展模式 管理总平台质量升级 集合资源、互动反馈 协同化发展模式 智慧校园是一种适宜选项。 以人为本 , 打造智能基础、 平安数治、 便捷生活、 绿色未来 四 大板块主题 , 提高师生的生活品质成为智慧校园发展的新方向和新追求。 力求做到物以 04 致 用 , 物以适用才是服务系统的根本所在。 场 景 现状 场 景 现状 能源 管控 智慧 管网 智能 浇灌 灯联 网 智慧 安防 智慧 校园 井盖 监测 供水 漏损 监测 积水 点监 测 自来 水爆 管 污水 溢流 应用场 景 突发 事件 监测 火情 监测 光伏 发电 校园 绿化 远程 控制 节能 降耗 充电 桩能 源管 理 车速 监测 线路 检测 疫情 监测 停车 协助 资源 节约 校园智慧 安防管理 平台 全算力及 算法管理 中心系统 校园视频 智能监控 系统 校园车辆 智能管理 系统 视频监控、道路监控及测速 视频共享平台、多维数据融合应用平台 事后：修复、评估、改进 事前：审计、评估、定制安全策略， 获取安全基线 事中：持续监控入侵事件，实时漏洞 扫描 AI 全算力云管理软件、人脸智能分析算法软件及授 权 出入口设备、车辆智能管理中心设备 现状基础： 目前校区安防主要依靠校园保卫处人员 ，未实现数字化与一体化管理， 信息孤岛现象严重。重要出入口位置及节点位置布设有摄像头 ，但存在监控盲区 ，且 目前学校的安防视频存储时间为 1-3 月 ，需要人为识别异常。另外校园还建设有门 禁、 消防、广播等子系统 ，但不具备联动功能。 建设内容：智能化的综合安防管理平台可以实现校园视频监控、报警、 出入口控 制、可视对讲的统一管理 ，并将报警信息上传至保卫处。数字安防系统具有强大的报 警、智能分析、生物识别等应用外 ，还提供多个辅 助 功能： 网管功能、设备巡检、 集 成大屏控制、多级电子地图、业务监督、分布式部署、交接班应用等 ，实现技防、 人 防的有机结合。 建设意义： 形成安防大数据 ，从中发现威胁 ，消灭隐患 ，遏制严重事故的发生， 解放安保人员工作压力 ，为师生营造更安全、高效的学习工作环境。结合 CIM 平台 ， 可将现场实时画面及事故预警信息共享至后勤处。 未来校园安防立体防护圈 未来校园安防可视化管理 应用场 景 校 园 管 家 - 巡 更 设 备 + 人 脸 识 别 智 能 安 防 系 统 平 台 视 频 监 控 周 界 出 入 口 未来校园安防体系 未来校园安防感知系统 实现路径 建设内容： 利用物联网 + 视频监控技术 ，实现视频巡检、告警联动和视频 指挥 ，满足对消防设备远程巡检、火灾隐患及时报警、火场情况实时掌握的要 求。基于视频的定期巡检 ，解决消防隐患问题 ，能够真正做到“ 防患于未然”。 建设意义： 可提升对火情、疫情等事件的预防度 ，在校园安全方面提供更 全面的洞察与预防能力 ，实现全过程、全要素、全方位的智能化管理。结合 CIM 平台 ，可实现消防设备的智能化定期检查 ，对火情也可有效地预防、及 时 地处理。 火情监测 现状基础： 目前校园火情监测主要依靠后勤人员定期检查消防设备及消防 隐患 ，耗费人力物力 ，且防患有效性较差。 应用场 景 现状基础 ： 目前校园疫情监测主要依靠保卫处对进出校人员进行体 温检测 ，耗费人力物力 ，且整个检测过程有相当多的漏洞存在 ，无法保证 全面及动态 防 疫。 建设内容： 通过“无接触收集 - 动态行踪追踪 - 健康防控检测 ”数字防 疫系统。在人员密集的生活区和教学区对疫情防控从发生、传播、管理三 个维度进行科学应对 ，设置多个智能检测点 ，形成反馈 ，为常态化疫情 防 控提供坚实保障。 建设意义： 可提升对火情、疫情等事件的预防度 ，在校园安全方面 提供更全面的洞察与预防能力 ，实现全过程、全要素、全方位的智能化管 理。结合 CIM 平台 ，可实现对疫情的全方位监测 ，对疫情也可有效地预 防、 及时地处理。 异常识别 应用场 景 实现路径 现状基础： 目前校园人车管理主要依靠校园安保人员 ，未实现对车 辆 的查询引导等智能化功能。校园道路结构主要为三个内环的串接， 由于 道 路宽敞 ，时有校园飙车现象 ，但难以取证并管控 ，为正常上下课的师 生造 成极大隐患。 建设内容： 应保卫处需求 ，在监控、人行、车行加入视频 AI 算法识 别 能力 ，构建统一的社区住户 ID 安全通行管理能力 ，实现人车关联 ，车辆 监 控 。 针对校园内飙车现象 ，利用摄像头、雷达测速设备等实时监测过 往车 辆 ，对超速及违规车辆进行抓拍，将信息共享至保卫处 ，提高道路 通行能 力 ，净化校园秩序。 建设意义： 可实现校园人员、车辆的有效管控 ，推进校园交通设施 标 准化和智能化建设 提高道路通行能力 净化校园秩序 结合 CIM 平台 应用场 景 交通态 势 诊断 平台 交通视频分析平台 现状基础 ： 目前校园人车管理主要依靠校园安保人员 ，未实现对车 辆的查询引导等智能化功能。重点停车区未确定 ，停车泊位（包括机动车 和非机动车）缺乏 ，路边停车比例过大。 建设内容： 对地面公共停车场和道路停车位进行智慧停车系统建设， 同时系统接入校园地下停车场的系统 ，通过户外停车诱导屏、微信公众号、 手机 APP 等方式指引师生、后勤人员、校园访客停放车辆 ，盘活车场的 停 车能力。将校园车辆管理系统与校园 app 打通 ，实现车辆与设备联动 ，创 建访客预约 ，智能停车等生活场 景 。 建设意义： 在校园内建立体系化数字交通系统 ，打造动静结合的数 字停车系统 ，解决停车飙车问题 ，对师生出行、访客进出、后勤管理进行 服务和管控 ，充分保障校园内交通畅通和安全 ，提升交通系统运行效率 和 管理水平 ，以增加公众出行满意度。 数字停车 应用场 景 实现路径 智慧管网 地下管网一张图、物联网检测预警模块、 管网养护 管理系统 全移动管 网办公系 统 基于 CIM 的一图三 模块 网格化工 单管理系 统 事后：修复、评估、改进 事前：审计、评估、定制安全策略， 获取安全基线 事中：持续监控入侵事件，实时漏洞 扫描 供水官网检测模块、排水管网检测模块 实现路径 现状基础： 目前新校区管道处于铺设完成初期 ，并附有 BIM 模型 ，虽主管 道 线路明了 ，但支线较杂乱 ，管道铺设深浅不一 ，材质不一 ，且未铺设监测传 感硬 件。新校区管网时有爆管现象发生 ，每次事故由于排查困难， 响应滞后 ， 耗水可 达 20 吨 ，造成极大浪费。 建设内容： 通过安装液位计、流量计等实时监测设备 ，及时发现类似检 查 井液位超报警线、管网满管运行、低流速运行等风险问题 ，借助管网大数据 分析 手段 ，识别出高风险满溢点 ，提前找出隐患位置 ，形成处置任务发送至工 作人员 及时现场处置。 建设意义： 促进管理水平的提高 ，充分合理使用水资源 ，达到节能减排 ， 提高用能效率的目的。结合 CIM 平台 ，可及时监控管道炸裂问题 ，实时了解 事件 发生位置与情况 ，提升管网维修效率。 应用场 景 地下管道检测、维修 现状基础： 目前新校区管道处于铺设完成初期 ，并附有 BIM 模型 ， 虽 主管道线路明了 ，但支线较杂乱 ，管道铺设深浅不一 ，材质不一 ，且未 铺设 监测传感硬件。新校区管网时有爆管现象发生 ，每次事故由于排查困 难 ，响 应滞后 ，耗水可达 20 吨 ，造成极大浪费。 建设内容： 当发生自来水爆管时 ，水压发生突变 ，结合管网的拓扑 结 构及相关水压异常变化的点位 ，第一时间定位爆管点位 ，形成处置任务 发送 至工作人员去现场处置。 建设意义： 过整合管网多种专题数据 ，实现管网基础数据的管理 ， 便 于发生问题时根及时定位发生位置 ，并准确显示周边管网数据 ，避免发 生挖 断管线等二次事故。可及时监控管道炸裂问题 ，实时了解事件发生位 置与情 况 ，提升管网维修效率。 应用场 景 爆管管道定位 机器人协同维修 现状基础： 目前新校区管道处于铺设完成初期 ，并附有 BIM 模型 ，虽 主管道线路明了 ，但支线较杂乱 ，管道铺设深浅不一 ，材质不一 ，且未铺 设 监测传感硬件。新校区管网时有爆管现象发生 ，每次事故由于排查困难 ， 响 应滞后 ，耗水可达 20 吨 ，造成极大浪费。 建设内容： 响应校后勤处需求 ，构建地下管线运维与应急管