基于BIM的技術的電網數據中心智能運維方法研究

吳勁松，趙德寧，李舒濤，陳肖龍

（中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，廣東 廣州 510663）

近年來，隨著電網信息化的發不斷展，電網數據中心建筑規模和設備數量飛速增長，給電網企業的機房運維管理工作帶來了新的挑戰，運維的工作量急劇上升，工作難度加大。傳統的數據中心運維管理方式，缺乏有效的可視化工具。顯然傳統的運維管理方法已經不太能夠適應現有規模的數據中心。BIM技術具有直觀、智能、標準統一等優點，在建筑行業得到了廣泛應用，為建筑的運維管理提供可視化的3D模型。本文主要討論BIM技術在智能運維方法上的應用情況。

1 智能運維管理的內容

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，通過將數據庫和BIM模型整合在一起，并跟蹤空間的使用現狀，并據此提高空間的使用效率。此外，空間管理還涉及到根據人流量、用途和后勤管理估算空間的占用成本，并生成數據分析報表來計算空間相關成本。

1.2 資產管理

資產管理包括日常固定資產管理、資產盤點、折舊管理，減少閑置資產的浪費，防止資產流失，規范業主的資產管理，幫助業主提高整體的資產管理水平。

1.3 公共安全管理

公共安全管理是指應對火災、非法侵入、自然災害、重大安全事故和公共衛生事故等危害人們生命財產安全的各種突發事件，建立起應急及長效的技術防范保障體系，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

能耗管理包括數據采集模塊、數據處理模塊以及數據發送模塊等。能耗管理采用實時監測的方式，可以自動采集各個細項的能耗運行參數，并存儲到數據庫以便查詢和使用；實現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、按年同比或環比分析。

1.5 維護管理

利用三維模型的統計功能，可以方便建立建筑內設備信息及其臺帳庫，定義和修改設備各類屬性信息，針對不同設備定制個性化的維護計劃；對設備故障的處理，實現從維修申請、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備信息，在設備上粘貼二維碼信息條，可支持運維管理。

1.6 智能分析

利用軟件進行數據管理和數據挖掘，從海量的數據中分析出針對運維管理的規律和統計資料。

2 BIM在智能運維管理的作用

2.1 與傳統運維管理模式的對比

（1）傳統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字信息模型上，模型中包含物理信息和建造過程數據，并且在同一平臺上實現數據的分類導出，材料類別統計。

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

（3）傳統運維管理的過程記錄只存在于某個區域網或管理系統中，數據無統一的接口標準，造成數據的孤島，無法數據共享，但BIM智能運維模式下，通過統一的IFC（Industry Foundation Classes-建筑工程數據交換標準）格式能實現各系統之間的數據導入和導出。

2.2 基于BIM的智能運維管理

2.2.1 數據集成與共享

BIM技術包含了從設計、建設施工、運維直至使用周期終結的全生命期內各種相關信息，包含勘察設計信息、規劃條件信息、招投標和采購信息、建筑物幾何信息、結構尺寸和受力信息、管道布置信息、建筑材料與構造等信息，將規劃、設計、施工、運維等各階段包含項目信息、模型信息和構件參數信息的數據，使得信息相互獨立的各個系統達到資源共享和業務協同。

2.2.2 運維管理3D可視化

三維可視化可實現建筑物內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虛擬動漫技術呈現樓層或位置，使維護難點部位可視化、提前預見問題，確保工程檢修。通過三維模型實現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準接口標準，而人工智能技術則將應用這些信息進行分析，以學習式的智能機器為目標，代替運維人員重復，有規律性的活動。運維工作中減少人工的重復篩選，生成文字報表或部分建議書。

2.2.4 機器人巡檢

將竣工交付數據，運維數據與后期運維所建立的綜合監控設備整合，通過三維可視化平臺展現，現場機器人巡檢，與運維數據庫進行緊密結合，達到部分代替人工日常巡檢，降低運維成本的目的。

2.2.5 應急管理決策與模擬

應急管理是將建筑內設備的所有數據上報分析，通過BIM模型上定位設備元件和綁定真實設備，最終在BIM智能管理系統中實現對整個建筑空間的管控，對建筑設備的遠程監控和報警處理。應急管理的決策流程如圖1所示。

圖1 應急管理決策閉環

同時在建筑信息模型中，管理人員可以預設突發事件，模擬事故發生后，人員的疏散路徑和持續時間，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事件，以此評估可能的風險和損失，并且制定相應的應急計劃。

3 結語

本文針對BIM技術在智能運維方法上的應用情況做了詳細討論。首先對智能運維管理的內容進行闡述，然后對BIM技術在智能運維管理中的作用做了5個方面的分析。基于此，我們認為BIM技術在電網數據中心智能運維的應用上有非常大的價值。同時，數據中心三維可視化的研究對電網企業機房運維管理具有重大意義。