BIM+技術在海委數據中心的應用

吳新榮

（水利部海河水利委員會，天津 300170）

水利部海河水利委員會（以下簡稱海委）為水利部的派出機構，代表水利部在海河流域內依法履行水行政管理職責，并直接管轄潘家口、大黑汀和岳城3座大型水庫。海委機關內設16個部門，下轄4個管理局（漳衛南運河管理局、引灤工程管理局、海河下游管理局、漳河上游管理局）、8個直屬事業單位和2個直屬企業。

隨著水利信息化的不斷建設和完善，海委已經建成連接水利部、流域內六省市及委屬四局的廣域網，同時建成覆蓋海委機關各部門和直屬單位包括防汛調度樓、綜合樓、行政樓、水質樓、檔案館、海珠賓館6幢建筑的局域網。

目前，海委數據中心建有包括綜合辦公、防汛抗旱指揮、水資源監控管理、水行政執法、水情信息業務、視頻監控、工程控制在內的共38 套業務應用系統，在網運行的網絡及安全設備、服務器及磁盤陣列等主要設備200余套，PC 終端700余臺，配有保障以上主要設備運行的供配電系統和消防、機房專用精密空調、動力環境監控等安防系統。因此，利用先進的技術手段管理好海委數據中心的設備設施，保障各水利業務應用系統安全穩定運行尤為重要。

1 BIM技術概述

1.1 BIM概念

BIM 是 Building Information Modeling（建筑信息模型）的簡寫，是以三維數字技術為基礎集成了建筑工程項目各類相關信息的工程數據模型，是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達。

BIM 具有單一工程數據源，可解決分布式、異構工程數據之間的一致性和全局共享問題，支持建設項目生命周期中動態的工程信息創建、管理和共享。

1.2 BIM發展歷程及應用

1975年，美國喬治亞理工學院的Chuck Eastman教授首先提出BIM的概念，之后美國、英國及ISO（國際標準化組織）相繼發布了一系列有關BIM的標準。2004年，我國首個建筑生命周期管理實驗室在哈爾濱工業大學建成，之后清華大學、住房和城鄉建設部、中國工程建設標準化協會相繼制定、發布了BIM有關技術規范及標準。

目前，BIM 技術已經成為全球最熱門的建筑業信息技術之一，在建筑工程設計及施工中得到了廣泛應用，極大地提升了建筑項目的科學管控水平，但在信息化數據中心領域的應用還有待開發。

1.3 BIM特點

1.3.1 模型信息的完備性

針對單體設備，BIM 模型既能對其立體幾何信息進行形象逼真的描述，也能將設備的屬性信息、安裝信息、竣工信息和運維信息保存起來。因為BIM是開放式設計，若數據中心設備變更、設備增加或減少，則BIM模型也可隨之調整。

1.3.2 模型信息的關聯性

BIM 模型中的設備信息是可識別且相互關聯的。根據模型拓撲圖中設備信息之間的邏輯關系，如果某個設備發生變化，與之關聯的所有設備信息將隨之自動更新。

1.3.3 模型信息的一致性

在信息化建設和運維階段，同一設備的模型信息是一致的，同一信息無需重復輸入。同一設備的模型在不同階段可以簡單地進行修改和擴展而無需重新創建，避免了信息不一致、信息割裂等問題。

2 BIM+技術在海委數據中心應用前景

海委數據中心用于廣域網互聯的路由器、核心網絡設備、安全設備、服務器及存儲設備部署在位于防汛調度樓的中心主機房，接入交換機部署在局域網6 幢建筑的中心機房或配線間，PC 終端等設備分布在局域網內各辦公區。

根據海委數據中心設備實際部署情況，可按其物理位置、功能區、設備分類、設備屬性等信息建立BIM模型，便于對設備進行精準管理。

2.1 BIM+DCIM

對于已經建成的數據中心，BIM 最主要的應用是數據中心基礎設施管理（DCIM：Data Center Infrastructure Management）。

BIM+DCIM 即利用BIM 3D 可視化模型，持續收集數據中心的資產、資源信息以及各種設備的運行狀態，分析、整合和提煉有用數據，幫助數據中心運維人員管理數據中心設備，并優化數據中心性能。BIM+DCIM可用于數據中心的資產管理和運維管理。

2.1.1 數據中心資產管理

BIM+DCIM 用于海委數據中心資產管理的目的在于進行資產盤點并進行資產的優化配置。

海委數據中心的主要設備設施分為6 類：路由器、交換機等網絡設備；防火墻、入侵防御等安全設備；服務器；磁盤陣列等存儲設備；配電柜、UPS、蓄電池等供電設備；消防、機房專用精密空調、動力環境監控設備、門禁等安防設備。

基于BIM 3D 模型精確位置信息及物聯網RFID（射頻識別）射頻定位手段，可以實現對海委數據中心各類設備的精確定位。對于移動類型的設備，可以通過附加RFID 標簽，實時跟蹤定位設備，實現對設備的智能化管理。

BIM+DCIM也能對設備的屬性、性能、功能、位置、隸屬關系、應用及管理等信息進行描述，如設備來源信息（所屬工程項目等）、安裝或部署時間、竣工驗收時間、試運行時間、產品保修期；設備名稱、品牌、規格型號、主要性能指標、產品序列號、軟件版本、IP地址、部署的應用系統；存放地點、機架位置、使用狀態、使用部門、管理部門、資產歸屬單位、委托的運維公司等。因為BIM 3D是開放式設計，在設備使用過程中，若位置或管理等信息發生變化，則BIM模型可隨之調整。

2.1.2 數據中心運維管理

BIM+DCIM 用于海委數據中心運維管理的目的在于對發生故障的設備進行精準定位從而快速修復，以恢復設備正常使用。

在綜合布線方面，BIM 3D 模型可以幫助梳理海委數據中心密集的各種管線，讓運維管理人員從平面的圖紙及網絡跳線表中解脫出來，能夠更加直觀地了解數據中心管線分布及走線情況。

在設備查找和故障定位方面，BIM 3D 模型可以集成、梳理海委數據中心各種硬件設備和水利業務應用系統之間內在的邏輯關系，在運維管理時使設備故障定位更加準確、便捷、高效，而不是以往的僅僅依靠常規經驗、依靠個人能力判斷故障所在位置。

BIM+DCIM 處于海委數據中心各種設備和業務應用系統的上層，將網絡設備、安全設備、服務器等硬件設備和綜合辦公、防汛抗旱、水資源管理、水情信息等水利業務應用系統之間的模型標準化、邏輯化，能夠根據從水利業務應用系統中提取的一個或多個信息分析數據中心內網絡及安全設備、服務器等的運行情況，從規劃、調優到變更等多個維度進行BIM 可視化管理。例如，隨意抽取“綜合辦公系統”中的“會議室預定”信息，在BIM 模型上即可展現部署“綜合辦公系統”的服務器、存儲信息的磁盤陣列等設備。再比如，海委水文局的某臺PC終端無法登陸“水情查詢系統”，因為水文局位于綜合樓，BIM 模型將展現與此臺PC 相連的位于綜合樓配線間的交換機、連接綜合樓的位于防調樓主機房的核心交換機、部署“水情查詢系統”的服務器，運維人員只需檢查這3臺設備即可查出故障原因。

2.2 BIM+AI

AI是Artificial Intelligence的簡寫，即人工智能。

BIM+AI 即 BIM 技術和 AI 技術相結合，可應用于海委數據中心運維系統告警故障推演，達到精準運維的目的。

通過對海委數據中心各類設備和應用系統的實時監測，獲得大量實時運行數據信息。利用這些海量數據信息和AI技術，基于特定的推演算法，為運維人員提供基于實際數據的風險評估。結合BIM運維模型中設備與設備之間、設備與水利業務應用系統之間的邏輯拓撲關系圖，梳理出故障發生的內在原因，并依據歷史告警路徑推演當前系統的最不利點及設備邏輯鏈路發生故障的幾率，來提前為運維人員示警。

3 結論

針對海委數據中心各種設備和應用系統現狀，本文闡述了將BIM+技術應用于海委數據中心資產管理和運維管理的設想，將極大提升全委的網絡管理水平。

結合云計算、大數據、物聯網、人工智能等信息化進程及國內外BIM 發展趨勢，未來BIM 技術將貫穿于數據中心工程的規劃、設計、建設、運維管理全生命周期。