某古建保护与修缮管理信息平台开发项目建议书.doc

XX古建保护与修缮管理信息平台开发项目建议书

XX古建保护与修缮管理信息平台

项目建议书

PROJET PROPOSAL

2010-年10月25日

目 录

1、项目背景
2、工作内容
3、工作程序及进度安排
4、系统各模块功能
5、系统解决方案
6、项目团队
7、相关项目业绩

1 项目背景

目前国内尚无专业软件或平台，为古建筑的保护与修复提供前期的档案管理、修缮过程全过程实时监测、以及遗产监测的全面的古建筑保护与修复的专业信息管理与技术支持平台。虽然XX正在应用部分专业软件，但是这些软件都是相对独立的，相关数据得不到很好的综合利用。
因此在信息技术的支持下，构建一个专业的古建保护与修复信息平台，并在此基础上将已有相对独立的软件集成在系统中，达到古建筑管理、维护、修复、研究等项工作的资源整合、信息共享、综合分析和支持决策，满足全面提高古建筑保护与修缮管理水平的重要方法与迫切需要。“XX古建保护和修缮管理信息平台”是应用GIS、GPS、VR、BIM等最新计算机技术构建的各种管理信息的集成平台，既包含需要建设新的管理信息模块，也需要将原有的分散的专业软件、管理信息模块与系统集成在该平台上，达到信息共享的目的，为XX的古建筑保护与修缮提供及时准确的信息依据。
平台的开发与建设根据XX基建实际工作进行，以德和园2011年修缮为契机，记录保护、修缮、研究的全过程，展示各种研究成果，为将来其他古建筑的保护与修缮提供示范，为古建筑研究人员提供一种新颖、全面的研究手段与平台。
该信息平台具有以下特点：管理平台可视化、信息数据集成化、数据形式多样化、支持决策、跨部门、信息共享、数据安全可靠和海量数据存储能力。
2 工作内容
根据初步的调研与分析，“XX古建保护和修缮管理信息平台”的功能结构如图1所示，由古建管理、古建修缮、科技管理和页面管理四大功能模块构成。
颐和园古建保护和修缮管理信息平台
底图层
科技管理
人才管理
CAD层
区域层
科技工作
古建管理
古建修缮
建筑层
修缮历史查询
古建查询
基本信息
古建监测

页面管理
政策法规
工作信息
电子地图
零项工程
项目工程
计划大表
培训信息
基本信息
课题管理
课题申报
BIM
管网层
照明层
园林层

图1 系统功能结构
工作内容及经费测算如表1所示。

19

表1 工作内容及经费测算

工作内容
成果形式
参加人员
经费测算（单位：元）
小计（单位：元）
1
需求调研与分析：
1. 目前工作流程分析
2. 梳理信息流程
3. 规范管理流程
需求分析报告
1. XX相关部门成员
2. 天津大学项目组成员
差旅：10000.00
资料：10000.00
耗材：10000.00
30000.00
2
系统总体设计：
1. 功能模块的划分
2. 数据流图的建立
3. 基于GIS的简化原型系统设计
1. 系统总体设计书
2. 第一个基于GIS简化原型系统
（实现图层控制、地图操作等）
1. XX相关部门成员
2. 天津大学项目组成员
设计费:20000.00
开发费:20000.00
差旅:10000.00
耗材:10000.00
专家论证会:20000.00
80000.00
3
系统详细设计与原型系统增量
1. 数据库设计
2. 系统结构图设计
3. 在原型系统中嵌入BIM
4. 对图像及视频数据进行采集
1. 系统详细设计书
2. 基于GIS简化原型增量系统
（在系统中实现BIM的调用）
1. XX相关部门成员
2. 天津大学项目组成员
设计费:40000.00
开发费:40000.00
耗材:10000.00
90000.00
4
系统开发
基于GIS的XX古建保护与修复系统
（基本实现古建管理、古建修缮、科技管理和页面管理四大功能模块）
1.天津大学项目组成员
开发费:80000
差旅:10000.00
耗材:10000.00
100000.00
5
系统测试
1. 功能测试
2. 技术测试
测试报告
1. XX相关部门成员
2. 天津大学项目组成员
测试费:20000.00
差旅:10000.00
耗材:10000.00
40000.00
6
系统维护
完善系统功能
1.天津大学项目组成员
维护费:40000.00
差旅:10000.00
耗材:10000.00
60000.00
小计
400000.00
7
项目验收、结题
1. XX古建保护和修缮管理信息平台
2. 软件著作权
3. 专利
1. XX相关部门成员
2. 天津大学项目组成员
鉴定会:30000.00
项目报奖:20000.00
专利申请:10000.00
软件著作权登记:10000.00
出版印刷:100000.00
170000.00
　合计
　570000.00
“XX古建保护和修缮管理信息平台”由XX管理处和天津大学共同投资、研发与建设。建议资金投入比例为XX70%，约人民币40万元；天津大学30%，约人民币17万元。

3工作程序及进度安排

表2 “XX古建保护和修缮管理信息平台”项目工作计划表
2010.11.1-
2010.12.31
2011.1.1-
2011.1.31
2011.2.1-
1011.2.31
2011.3.1-
2011.4.30
2011.5.1-
2011.5.31
2011.6.1-
2011.6.31
2011.7.1-
2011.8.31
2011.9.1-
2011.12.31
需求调研与分析：
1. 目前工作流程分析
2. 梳理信息流程
3. 规范管理流程

系统总体设计：
1. 功能模块的划分
2. 数据流图的建立

基于GIS的简化原型系统设计
详细设计
1. 数据库设计
2. 系统结构图设计

基于GIS的简化原型系统增量
在原型系统中嵌入BIM
对图像及视频数据进行采集

实现古建管理、页面管理两模块功能
实现古建修缮、科技管理两模块功能

系统测试

系统维护

1.鉴定会2.项目报奖
3.专利申请4.软件著作权登记5.出版印刷

古建查询
BIM管理
古建信息

古建管理
基本信息
变形监测

三维扫描信息

图纸信息
基础设施信息
避雷消防安防信息
灾害性天气监测
采样信息
光照信息
色彩信息
彩画琉璃石雕砖雕信息

日常监测

古建监测
构件信息
内部巡游
水电管理信息

图 2 古建管理模块功能图
4.2.1基本信息
基本信息由古建信息和基础设施信息两部分构成。
基本信息由多个图层构成，包括建筑、山石道路、水电基础设施、绿化、路椅牌示、残疾人坡道等。
建筑、地面、道路、山石道路、绿化、路椅牌示、残疾人坡道等均以图层的形式融入系统，提供指定区域的一站式查询，打包输出后直接形成景区现状电子文件，做为项目工程修缮的依据。
以上部分为本次开发需要完成的工作。
水电基础设施部分因已有专业软件，需要进一步了解其系统数据的导出方式并与本系统融合。
4.2.2 BIM管理
BIM技术使得建筑模型上的建筑构件都带有属性信息，不仅可以为普通用户提供直观的建筑结构展示方式，更能够为管理和研究者提供完整的建筑构件信息，为修缮和保护工作提供直观、详实的依据。
4.2.3古建监测
该部分是古建筑保护的日常工作平台，使管理者能够及时、准确地掌握古建筑的现状及变化趋势与规律，为古建筑的修缮提供依据。该模块的功能如图3所示。

古建监测
日常维护
人工采集
定时检测
自动检测
巡查记录管理
巡查人员管理
巡查人员上报
遗址监测
重点监测
灾害性天气监测
数据分析

图 3 古建监测功能图
l 日常监测
巡查人员持可以用手持通信设备（如手机）登录进入巡查上报界面，记录巡查情况并将巡查结果上传。
如出现破损巡查结果由系统将需修缮的的详细信息发送到日常维护部门，维护部门完成维修后向系统上传维护完成报表，系统在安排巡查人员对修复结果进行核查。
如出现严重破损或重大险情，巡查结果则通过系统直接报送相关领导，接到险情报告后，领导安排抢险，完成后向系统上传抢险维修报表，系统在安排巡查人员对修复结果进行核查。
整个巡查上报、维修、抢险、反馈等过程均被系统记录，并提供各种统计功能，生成汇总报表和监测档案，为今后的XX保护和修葺提供重要的历史记录。
l 重点建筑的监测
选择具有代表性重点建筑和部分遗址，在周围布设永久带强制对中的变形监测墩台，定期对建筑进行监测。掌握其变形规律，探索其变形内在因素，为今后进一步的保护措施提供科学的技术支撑。
该部分有专业设备及软件完成，本次开发需要为专业软件所获得的各项监测数据进入本系统提供接口，并使得本系统能够对这部分信息实现共享。
4.2.4古建查询
提供多种查询方式，并以文字、图片、表格、视频、BIM等多种形式展示查询结果。
4.3古建修缮
古建修缮模块功能如图4所示。

项目工程
项目前期
在建项目归档
项目后期
项目中期
报表管理
立项
监理单位
合同执行
设计单位
施工单位
开工手续
项目部
招投标
报评
报批
实施计划
竣工档案
固定资产
项目评审
决算
结算
合同
造价估算
预算
勘察
合同签定
质量管理
安全管理
造价管理
施工管理
进度管理
工程管理
技术管理
资料下载
资料归档
资料分析
资料采集

图4 古建修缮模块功能图
该模块是本次开发的重要内容。
我们理解所涉及到的工程是以建筑、景观群为单位的，因此在图层上设置一区域层方便修缮工程的管理。
合同及财务都是围绕修缮项目进行管理与核算的，因此将合同与财务管理整合在此模块中。
在修缮项目管理模块中除了规范项目前期和后期管理的规范化外，更重要的是对项目进行过程中的各种文物资料研究成果的集成与展示，在项目中期对实施过程进行详实记录，突出重点修复中的原始状态、修复手段、技法等技术资料的保留与整合。
4.4科技管理
4.4.1人才管理
录入、修改各部门的人员信息，提供各种人事信息的查询与汇总。
4.4.2科题管理
将课题的申报与管理纳入本系统，将有关资料录入本系统，自动生成项目工程的进度计划表和相应的项目工程档案，对今后的工作有重要的指导作用。
4.5 用户管理
本系统将用户分为五类：系统管理员、巡查人员管理员、部门管理员、高级查询用户和普通查询用户。用户登录后只能使用该用户被赋予的功能权限。
当以系统管理员身份登陆的时候，他被赋予信息的管理、维护等操作权限；巡查人员管理员对巡查对象根据系统设定的检测内容进行录入、上传；部门管理者，可以对本部门的内容进行管理、查询，为系统上传本部门的相关数据、报表，对系统开放的信息可以进行查询操作；高级查询用户可以使用系统的全部查询功能；普通查询用户则可以使用部分开放的查询功能。

5、系统解决方案
5.1 系统架构
考虑到目前XX信息化建设的现状，以及将来系统的扩展和维护的需求，建议采用浏览器/服务器（B/S）的系统结构。系统管理员负责应用服务器的管理和对数据库进行维护，其他用户使用Web浏览器登录系统使用自己被赋予权限的功能。
GIS服务器

5.2 数据库
目前可选的数据库产品比较多，如Oracle、Informix、Sybase、SQL Server等。
考虑到本系统的具体需求，建议选择SQL Server 2005作为本系统的数据库。
5.3 地理信息管理GIS
电子地图需要利用GIS技术实现，目前最成熟、功能最全的是ESRI公司的ArcGIS产品，国内的GIS产品还在发展中，如超图。
建议采用ESRI公司的ArcGIS产品中的ArcEngine 9.2作为嵌入式组件进行系统开发。
5.4建筑信息模型BIM
　　建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)是引领建筑业信息技术走向更高层次的一种新技术。
建筑信息模型，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。建筑信息模型是数字技术在建筑工程中的直接应用，在本项目中用BIM来描述古建筑的模型信息，为古建筑的保护与修复提供各种建筑信息以做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。
人类基本上就两种生存状态：不是在房子里，就是在去房子的路上。抛开精确的定义，用最简单的概念进行划分，GIS是管房子外面的（道路、燃气、电力、通讯、供水），BIM（建筑信息模型）是管房子里面的（建筑、结构、机电）。
5.5一站式管理
本系统采用一站式管理，它是基于GIS与BIM技术结合实现的，包括园区建设和智慧园区，以及行政管理。整个系统是一幅巨大的站点地图，通过点选即可显示直观效果的航拍图，也可以显示便于查找的二维CAD地形图，或同时显示；对电子地图可进行拖动、缩放、定位、框选等操作；同时可以直接利用各种条件（如年代、地点、类别）查询到园区的详细资料。
5.6智慧园区
远期目标通过监控、感应器等硬件设施的建设完成，可实现园区管理的全智能化；近期在不具备硬件基础的情况下，对建筑保护的定期巡查建议使用智能手机，通过WEB访问登录专门设计的应用程序实现现场巡查数据的上传。
5.7 专用软件数据的共享
对于财务系统等的相关数据，考虑到其数据的安全性，建议设计页面以上传报表文件的形式实现；其他系统的数据可考虑数据导入的方式。
6 项目团队
为确保本系统开发的顺利进行开展及保证完成的成果质量，本项目参与人员构成为XX信息平台建设小组和天津大学项目研发组两部分，建设小组负责系统功能需求、工作流程的分析与提供，项目开发组则完成系统平台的具体研发与实现。
天津大学的项目研发组则集成了天津大学计算机学院和建筑学院的科研人员。
l 建筑历史与理论研究所（国家文物局重点科研基 天津大学建筑学院“文物建筑测绘研究基地”）
l 建筑技术与科学研究所（天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室）
l 计算机图形图像研究所（天津市计算机图形图像与可视计算重点实验室）
项目组成员长期从事古建筑保护、建筑技术、计算机图形图像、管理信息系统的研究工作，积累了大量的研究成果和项目研发经验。
近年来，项目组成员参加完成了多项包括国家自然科学基金在内的研究与开发项目。
1. 国家863 计划项目
用于建筑环境仿真设计的分布式虚拟现实系统
中外建发展股份有限公司CIMS应用示范工程
2. 国家自然科学基金项目
　 实时体绘制关键技术及支撑体系结构研究（60373061）
　 中国水墨画效果的 3D 渲染技术研究（60573156）
　 清代建筑世家样式雷及其建筑图档综合研究（50738003）
　 中国水墨画效果的计算机模拟与绘制系统（60073048）
　 民航机场灾难应急处置的可视分析研究（60572169）
3. 天津市自然科学基金项目
　 复杂背景下的人脸检测和跟踪系统及关键技术研究
　 分布式VR开发系统的图形算法与开发环境的研究
　 基于图象的建筑和虚拟现实造型和绘制系统
　建筑声环境可听化仿真设计应用系统
4. 天津市科技攻关和科技支撑项目
　 分布式多用户虚拟现实系统
基于分布式智能/多相机网络的可扩展的安防系统
5. 其他单位委托项目
中国古代建筑与营造科学价值挖掘研究（国家文物总局指南针计划）
清代皇家古建筑彩画信息数字化保护与应用系统
古代祭祀仪式的实时计算机仿真
国家文物局重点科研基地建设（国家文物总局）
海底管道定量风险评估信息系统
北方技术交易市场计算机网络交易管理系统
北方木材批发交易中心计算机网络交易管理系统
兰州金属交易市场计算机网络交易软件
成都金属交易所计算机交易系统
天津狗不理饭庄计算机网络管理信息系统
天津市汽车供应公司计算机网络管理信息系统