運維系統監控項自適應與可擴展式配置

黃雪倫

摘要：隨著新一代信息技術的高速發展，傳統的基于二維平面圖的運維方式已經難以滿足用戶的需求。本文以數字化交付與運維系統搭建過程為依托，提出了基于數字化交付六級編碼的自適應與可拓展體系，整體提高系統的可適應性和可擴展性，滿足更多IOT物聯網設備的接入，結合BIM技術打造基于BIM的數字化交付與智能運維系統

關鍵詞：BIM;運維;自適應;可拓展

一、研究背景

當今時代，BIM運維系統面臨著如下挑戰：

（1）運維系統需對接的硬件和軟件環境越來越復雜。首先，IOT設備制造技術的發展，IOT硬件種類越來越多且功能越來越強，新的硬件設備層出不窮。其次，IOT硬件應用的操作系統種類、應用協議及版本日益增加，結構及功能越發復雜。

（2）現場環境在不斷變化。一方面，由于用戶對智能運維系統的重視程度不一，其項目應用的智能運維子系統、IOT硬件數量、類型截然不同，需求的配置也猶如云泥之別，軟件在運行過程中必須不斷適應這些新的需求。

（3）現階段智能化子系統應用軟件、操作代碼人為干預的情況頗多，導致運維在持續運行中會出現一些新的匹配缺陷或錯誤，這就需要系統可進行擴展配置，使軟件自身需要具備越來越強的兼容性與容錯能力。

（4）在傳統的建筑運維領域，經驗往往是一種模糊而很難把握的形態，很難將其作為精準判決的依據。例如，針對建筑設備運行過程中出現的各種故障特征，經驗豐富者可以快速判斷出癥結所在并提供解決方案。傳統運維方式過于依賴從業者的經驗水平。

為了應對由軟硬件環境、現場環境和人為干預等因素所導致的挑戰，BIM運維系統必須具有不斷地改變和調整自己行為的能力，以適應新的環境，滿足新的需求和糾正新的缺陷。

二、研究內容

（一）研究基于BIM的監控項自適應模塊

監控項自適應是指系統在運行過程中，通過對比監控項數據庫與項目BIM模型主數據編碼，感知項目含監控項BIM模型，同時感知軟硬件環境、現場環境和人為干預情況，并根據感知的數據對比正常的數據，在二者不一致時，對本身結構或行為進行自糾自查，最終對平臺使用者（開發工程師）提出異常修改請求。

（二）研究基于BIM的監控項可擴展模塊

BIM運維系統的適應性以自身體系結構元素為操作對象，通過增加 、刪除 、修改監控項，來達到適應項目實際需求的目的。一般構件的可擴展、修改行為在傳統的BIM運維運維體系結構中是不被考慮的，但是作為一款通用型產品，系統結構和構件的自適應性均需要考慮根據項目配置差別，監控項應可進行修改、增加配置，并選擇配置與否。

（三）研究監控項數據庫自定義切換模塊

基于冗余和多樣性思維，監控項數據庫應事先設計多個容錯版本。使BIM運維系統能夠在運行時，可通過感知軟硬件環境、現場環境和人為干預情況，對自身結構和行為的調整來進行自定義切換和修正自身缺陷，最終提高軟件系統的可信度。

（四）研究基于歷史數據的智能診斷系統

針對建筑設備運行過程中出現的各種故障特征，可以將傳感器的歷史數據通過機器學習訓練出針對不同故障現象的數字化特征模型，并結合專家處理的記錄，將其形成未來對設備故障狀態進行精準判決的依據，并可針對不同的新形態的故障進行特征庫的豐富和更新，最終形成自治化的智能診斷和判決。

三、基于數字化交付六級編碼的自適應與可擴展式體系

（一）動態系統體系

允許在系統運行過程中發生更新的體系被稱為“動態系統體系”。系統被創建后，“動態系統體系”可以在系統運行過程中，根據環境和需求的變化以及而自動（手動）進行調整。運行系統中的數據存儲和運算將會因系統體系的動態改變而受到影響，系統因此而具有動態自適應能力。

（二）體系動態更新的執行

系統在運行中的改變，通過一系列操作反映到它的呈現界面上，例如監控項的增加、修改或刪除。系統體系的改變包括分別對構件和監控項進行的增加、刪除或修改操作，伴隨這些操作，系統的拓撲結構也在發生改變。體系結構演化管理機制對系統拓撲結構的改變進行通報。系統管理員有權對不合理的改變進行撤銷，對于合理的改變選擇執行，由此系統實現自適應與可擴展。

（三）動態體系結構模型

基于構件的動態體系結構模型維護一個物化、顯式、因果關聯、可修改的運行時體系結構，分為2層：體系結構層、配置信息層。它是實現系統體系結構動態變化的關鍵。該模型主要功能為：

（1）為軟件在運行時調整提供實時視圖;

（2）為判斷軟件運行時變化是否正確提供系統約束和屬性。

體系結構層位于整個模型的最上層，它負責對軟件整個體系結構進行控制。其中，“體系結構配置”主要實現對構件的配置、描述和執行;“體系結構描述”主要是對構件和監控下的數據進行描述。對系統的拓撲結構、構件到監控下之間的映射和擴展更新機制進行更改，這些都是在體系結構層完成的。

配置信息層位于模型中間，主要由構件配置、監控下配置、構件描述2個部分組成。其中，“構件配置”管理構件的所有行為 ;“監控項配置”主要負責構件間和智能化子系統間的映射配置，用于保持動態更新時的一致性。在配置信息層，可以運用不同的構件裝載和版本控制途徑。

四、總結

為了提高系統的可適應性和可擴展性，配置系統通過與BIM結合，實現了設備獨立性或設備無關性。通過引用邏輯設備和物理設備的概念，在系統中使用邏輯設備名進行配置操作，最終系統執行時使用物理設備名，通過配置系統通過執行監控項的匹配，完成平臺監控項與智能化系統監控項的轉換，從而使系統的開發得以標準化。通過對故障現象歷史數據的訓練學習，提供一套自治化的智能診斷和判決。