基于BIM的技術(shù)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運維方法研究

吳勁松，趙德寧，李舒濤，陳肖龍

（中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 510663）

近年來，隨著電網(wǎng)信息化的發(fā)不斷展，電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建筑規(guī)模和設(shè)備數(shù)量飛速增長，給電網(wǎng)企業(yè)的機房運維管理工作帶來了新的挑戰(zhàn)，運維的工作量急劇上升，工作難度加大。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心運維管理方式，缺乏有效的可視化工具。顯然傳統(tǒng)的運維管理方法已經(jīng)不太能夠適應(yīng)現(xiàn)有規(guī)模的數(shù)據(jù)中心。BIM技術(shù)具有直觀、智能、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一等優(yōu)點，在建筑行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，為建筑的運維管理提供可視化的3D模型。本文主要討論BIM技術(shù)在智能運維方法上的應(yīng)用情況。

1 智能運維管理的內(nèi)容

1.1 空間管理

所謂的空間管理就是針對所運維的建筑物進行空間分析和管理，通過將數(shù)據(jù)庫和BIM模型整合在一起，并跟蹤空間的使用現(xiàn)狀，并據(jù)此提高空間的使用效率。此外，空間管理還涉及到根據(jù)人流量、用途和后勤管理估算空間的占用成本，并生成數(shù)據(jù)分析報表來計算空間相關(guān)成本。

1.2 資產(chǎn)管理

資產(chǎn)管理包括日常固定資產(chǎn)管理、資產(chǎn)盤點、折舊管理，減少閑置資產(chǎn)的浪費，防止資產(chǎn)流失，規(guī)范業(yè)主的資產(chǎn)管理，幫助業(yè)主提高整體的資產(chǎn)管理水平。

1.3 公共安全管理

公共安全管理是指應(yīng)對火災(zāi)、非法侵入、自然災(zāi)害、重大安全事故和公共衛(wèi)生事故等危害人們生命財產(chǎn)安全的各種突發(fā)事件，建立起應(yīng)急及長效的技術(shù)防范保障體系，并且使用工具軟件計算行走路徑和疏散時間，能通過三維動畫模擬過程。

1.4 能耗管理

能耗管理包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及數(shù)據(jù)發(fā)送模塊等。能耗管理采用實時監(jiān)測的方式，可以自動采集各個細項的能耗運行參數(shù)，并存儲到數(shù)據(jù)庫以便查詢和使用；實現(xiàn)對以自動方式采集的各分類分項總能耗和單位面積能耗進行逐日、逐月、逐年匯總，和單位面積能耗進行按月、按年同比或環(huán)比分析。

1.5 維護管理

利用三維模型的統(tǒng)計功能，可以方便建立建筑內(nèi)設(shè)備信息及其臺帳庫，定義和修改設(shè)備各類屬性信息，針對不同設(shè)備定制個性化的維護計劃；對設(shè)備故障的處理，實現(xiàn)從維修申請、派工、維修、驗收等全過程化的管理。運維參與方在BIM模型中錄入各類傳感器位置和設(shè)備信息，在設(shè)備上粘貼二維碼信息條，可支持運維管理。

1.6 智能分析

利用軟件進行數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)挖掘，從海量的數(shù)據(jù)中分析出針對運維管理的規(guī)律和統(tǒng)計資料。

2 BIM在智能運維管理的作用

2.1 與傳統(tǒng)運維管理模式的對比

（1）傳統(tǒng)運維的資料來源是基于二維平面圖紙和文字表格，基于BIM的運維管理是基于三維數(shù)字信息模型上，模型中包含物理信息和建造過程數(shù)據(jù)，并且在同一平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類導(dǎo)出，材料類別統(tǒng)計。

（2）三維模型更完整表達建筑物的外部與內(nèi)部聯(lián)系，傳統(tǒng)運維通過文字或平面形式表達，在交接位置會出現(xiàn)錯漏。

（3）傳統(tǒng)運維管理的過程記錄只存在于某個區(qū)域網(wǎng)或管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)無統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，造成數(shù)據(jù)的孤島，無法數(shù)據(jù)共享，但BIM智能運維模式下，通過統(tǒng)一的IFC（Industry Foundation Classes-建筑工程數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)）格式能實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出。

2.2 基于BIM的智能運維管理

2.2.1 數(shù)據(jù)集成與共享

BIM技術(shù)包含了從設(shè)計、建設(shè)施工、運維直至使用周期終結(jié)的全生命期內(nèi)各種相關(guān)信息，包含勘察設(shè)計信息、規(guī)劃條件信息、招投標(biāo)和采購信息、建筑物幾何信息、結(jié)構(gòu)尺寸和受力信息、管道布置信息、建筑材料與構(gòu)造等信息，將規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維等各階段包含項目信息、模型信息和構(gòu)件參數(shù)信息的數(shù)據(jù)，使得信息相互獨立的各個系統(tǒng)達到資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。

2.2.2 運維管理3D可視化

三維可視化可實現(xiàn)建筑物內(nèi)部所有機電線纜通過三維模型展示、查找，針對文字或平面無法細化、已有覆蓋物、交底不清晰的問題，可以借助3D虛擬動漫技術(shù)呈現(xiàn)樓層或位置，使維護難點部位可視化、提前預(yù)見問題，確保工程檢修。通過三維模型實現(xiàn)與客戶及檢修單位的順暢交流。

2.2.3 人工智能的作用

BIM具有大量模型信息并與外部有標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)，而人工智能技術(shù)則將應(yīng)用這些信息進行分析，以學(xué)習(xí)式的智能機器為目標(biāo)，代替運維人員重復(fù)，有規(guī)律性的活動。運維工作中減少人工的重復(fù)篩選，生成文字報表或部分建議書。

2.2.4 機器人巡檢

將竣工交付數(shù)據(jù)，運維數(shù)據(jù)與后期運維所建立的綜合監(jiān)控設(shè)備整合，通過三維可視化平臺展現(xiàn)，現(xiàn)場機器人巡檢，與運維數(shù)據(jù)庫進行緊密結(jié)合，達到部分代替人工日常巡檢，降低運維成本的目的。

2.2.5 應(yīng)急管理決策與模擬

應(yīng)急管理是將建筑內(nèi)設(shè)備的所有數(shù)據(jù)上報分析，通過BIM模型上定位設(shè)備元件和綁定真實設(shè)備，最終在BIM智能管理系統(tǒng)中實現(xiàn)對整個建筑空間的管控，對建筑設(shè)備的遠程監(jiān)控和報警處理。應(yīng)急管理的決策流程如圖1所示。

圖1 應(yīng)急管理決策閉環(huán)

同時在建筑信息模型中，管理人員可以預(yù)設(shè)突發(fā)事件，模擬事故發(fā)生后，人員的疏散路徑和持續(xù)時間，從而降低動員人員實施的成本，與此同時也可以通過模型來模擬突發(fā)事件，以此評估可能的風(fēng)險和損失，并且制定相應(yīng)的應(yīng)急計劃。

3 結(jié)語

本文針對BIM技術(shù)在智能運維方法上的應(yīng)用情況做了詳細討論。首先對智能運維管理的內(nèi)容進行闡述，然后對BIM技術(shù)在智能運維管理中的作用做了5個方面的分析?；诖?，我們認(rèn)為BIM技術(shù)在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運維的應(yīng)用上有非常大的價值。同時，數(shù)據(jù)中心三維可視化的研究對電網(wǎng)企業(yè)機房運維管理具有重大意義。