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

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1 電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理的內(nèi)容分析

1.1 空間管理

電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理工作涉及較多內(nèi)容，需參照電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的施工建設(shè)結(jié)構(gòu)，結(jié)合二維圖紙、三維圖紙對(duì)各個(gè)區(qū)域位置進(jìn)行綜合全面地管理控制。在運(yùn)維管理過程中，須落實(shí)強(qiáng)有力的空間管理，對(duì)整個(gè)建筑物中的各項(xiàng)要素進(jìn)行專項(xiàng)化管理控制。空間管理工作具備三維特征，在此期間需利用BIM模型，借助BIM數(shù)據(jù)庫查找空間結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵要素，實(shí)施跟蹤控制、跟蹤管理，對(duì)其中的人流量、結(jié)構(gòu)用途以及后勤部位進(jìn)行科學(xué)高效地測(cè)算評(píng)估，并且生成相應(yīng)的工作管理報(bào)表，提高整個(gè)體系的綜合管控效率。

空間管理工作是BIM數(shù)字化運(yùn)維管理項(xiàng)目中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)建立在三維空間結(jié)構(gòu)模式下，在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的初始階段，施工人員、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)會(huì)借助相應(yīng)的3D模型及BIM數(shù)字化模型來開展相應(yīng)的建設(shè)活動(dòng)，因此在智能運(yùn)維管理過程中，可借助在前期工程項(xiàng)目建設(shè)環(huán)節(jié)所遺留的BIM數(shù)字化信息開展后續(xù)的運(yùn)維管理工作，使得空間管理工作的效率能得到有效提升。

1.2 資產(chǎn)管理

資產(chǎn)管理工作也是電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理工作中不可缺少的關(guān)鍵要素，在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心包含較多的機(jī)電設(shè)備及機(jī)電管線材料，在對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行專項(xiàng)管理控制期間，如結(jié)合單一的臺(tái)賬管理，則很難對(duì)其中的各項(xiàng)資產(chǎn)信息進(jìn)行專業(yè)化控制。在資產(chǎn)管理工作中需落實(shí)常態(tài)化的盤點(diǎn)工作、清算工作及折舊計(jì)算工作，同時(shí)還需提高各類資產(chǎn)的利用效率，避免資產(chǎn)流失。而在對(duì)業(yè)主資產(chǎn)進(jìn)行管理控制期間，借助常態(tài)化的記賬管理模式、管理方法還不具備高效性，而利用BIM數(shù)字化系統(tǒng)，可借助前期的工程信息、如結(jié)合工程量清單，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心中所布置的資產(chǎn)設(shè)備信息進(jìn)行科學(xué)有效地管理，并且在資產(chǎn)管理過程中也可通過BIM系統(tǒng)的三維模型快速鎖定資產(chǎn)的位置，實(shí)施專項(xiàng)化控制。

1.3 安全管理

電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心設(shè)置有較多的機(jī)房以及機(jī)電設(shè)施，在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心初始建設(shè)階段，施工單位以及設(shè)計(jì)部門也結(jié)合了科學(xué)有效的防火設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)，使得電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的各類機(jī)電設(shè)施能夠正常安全地運(yùn)作。而在智能運(yùn)維管理工作中，需對(duì)各類機(jī)電保障設(shè)施如通風(fēng)系統(tǒng)、煙霧傳感器系統(tǒng)、溫度探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行專項(xiàng)化地管理，確保電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的設(shè)備時(shí)刻處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。安全管理工作主要是應(yīng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行期間潛在的事故，并且防范人員非法入侵，對(duì)自然災(zāi)害實(shí)施專項(xiàng)控制，結(jié)合科學(xué)有效的管理方法，借助三維動(dòng)畫可模擬整個(gè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心潛在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)問題。

1.4 能耗控制

在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理工作中，實(shí)施高質(zhì)量、高效率的能耗管理控制工作也是必不可少的，在能耗控制環(huán)節(jié)，運(yùn)維人員需要對(duì)各個(gè)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行精細(xì)化地識(shí)別、分析、調(diào)控，在運(yùn)維過程中對(duì)關(guān)鍵的能耗設(shè)備進(jìn)行綜合全面地控制。一般情況下電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的能耗管理系統(tǒng)具備階梯性動(dòng)態(tài)化的運(yùn)作特征，比如結(jié)合變頻技術(shù)控制空調(diào)系統(tǒng)減少系統(tǒng)中的能源損耗。此外，在能耗管控過程中，運(yùn)維人員也需要對(duì)能耗增加問題進(jìn)行線性分析、評(píng)估，尋找到影響整個(gè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心能耗問題的關(guān)鍵要素。

2 BIM技術(shù)在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理過程中的應(yīng)用分析

2.1 模擬控制

BIM系統(tǒng)以及BIM技術(shù)具備較多的功能模塊，在運(yùn)維管理工作中，運(yùn)維人員借助BIM技術(shù)可以對(duì)整個(gè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心實(shí)施專項(xiàng)化地管控，借助成熟完善的3D模型，結(jié)合科學(xué)有效的建模分析工作，輸入特定的物理模型、數(shù)學(xué)模型，通過收集各類設(shè)施的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，借助BIM建模技術(shù)以及仿真虛擬技術(shù)，能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)中潛在的故障問題進(jìn)行模擬分析控制。具體來說，運(yùn)維管理人員可以借助BIM技術(shù)，結(jié)合傳感器系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，及時(shí)收集電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心中的各項(xiàng)信息參數(shù)，將其投放到BIM系統(tǒng)中進(jìn)行模擬檢測(cè)，可對(duì)其中潛在的安全問題以及設(shè)備故障隱患問題進(jìn)行模擬識(shí)別，從而幫助運(yùn)維人員在前期預(yù)防性運(yùn)維管理工作中明確相應(yīng)的工作中心和要點(diǎn)。

此類運(yùn)維模式與傳統(tǒng)運(yùn)維管理方法具備顯著差異，這就BIM系統(tǒng)來開展相應(yīng)的運(yùn)維管理工作具備可視化功能，借助3D模型、3D構(gòu)造建立三維數(shù)字模型，再結(jié)合MR、VR、AR技術(shù)，可使得運(yùn)維管理人員更加清晰、直觀、高效地掌握在運(yùn)維管理工作中的核心區(qū)位置，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)高效的運(yùn)維管理。此外，在運(yùn)維管理工作中借助BIM數(shù)字化系統(tǒng)可將整個(gè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心中的各項(xiàng)元素、各結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)，將各項(xiàng)信息映射到整個(gè)虛擬系統(tǒng)中，可最大限度地解除在傳統(tǒng)運(yùn)維管理工作中存在的信息孤島現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)信息共享。

總體來說，在智能運(yùn)維管理模式下，借助BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)數(shù)字信息的線性以及非線性分析，結(jié)合模擬控制、虛擬控制，結(jié)合人工智能系統(tǒng)，可對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的潛在故障問題以及安全隱患問題進(jìn)行專項(xiàng)化管理控制。

2.2 數(shù)據(jù)集成以及共享

在當(dāng)今建筑領(lǐng)域，借助BIM技術(shù)開展相應(yīng)的施工建設(shè)活動(dòng)主要是借助兩大功能，即BIM建模技術(shù)以及BIM數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。BIM建模技術(shù)主要是通過模擬構(gòu)造、模擬分析，對(duì)工程項(xiàng)目中所存在的碰撞干涉問題以及工程設(shè)計(jì)變更問題進(jìn)行科學(xué)有效地分析把控，同時(shí)通過模擬構(gòu)建、模型設(shè)計(jì)也能夠?qū)φ麄€(gè)工程項(xiàng)目的施工建設(shè)進(jìn)度進(jìn)行專項(xiàng)控制。而在后續(xù)的BIM數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，則記錄著整個(gè)工程項(xiàng)目的立項(xiàng)分析、可行性探究、技術(shù)交底、成本交底、安全交底、招投標(biāo)、工程設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、工程運(yùn)維、工程結(jié)算、工程驗(yàn)收等各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，簡而言之，BIM大數(shù)據(jù)庫包含了整個(gè)工程項(xiàng)目所有的信息資料，其記錄著整個(gè)工程項(xiàng)目的每一個(gè)細(xì)節(jié)、每一個(gè)環(huán)節(jié)。

在當(dāng)前電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理工作中，主要是利用BIM數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)工程信息更加科學(xué)有效地調(diào)取使用，比如在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理工作中，運(yùn)維人員需要對(duì)機(jī)電管線設(shè)施進(jìn)行科學(xué)高效地檢測(cè)、分析、評(píng)估，在設(shè)備更新、設(shè)備升級(jí)以及設(shè)備優(yōu)化過程中，需要確保設(shè)備管線的連接更加通暢、高效，同時(shí)還需要確保在設(shè)備故障隔絕處理過程中及時(shí)斷開與之對(duì)應(yīng)的管線連接，而不影響其他正常設(shè)備運(yùn)作。此時(shí)，運(yùn)維人員便需要結(jié)合相應(yīng)的BIM數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，結(jié)合相應(yīng)的大數(shù)據(jù)庫調(diào)取工程設(shè)計(jì)信息，將建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵信息資料進(jìn)行有效提取使用，從而達(dá)成資源共享，提高運(yùn)維管理水平。

借助BIM技術(shù)，進(jìn)一步減少了相關(guān)運(yùn)維人員在運(yùn)維管理工作中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量、測(cè)算所投入的時(shí)間，可結(jié)合BIM系統(tǒng)中的大數(shù)據(jù)資料快速鎖定相應(yīng)的運(yùn)維管理目標(biāo)，制定科學(xué)高效的運(yùn)維管理方案，實(shí)現(xiàn)信息共享、信息流通。因此在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理工作中，運(yùn)維人員需要引起對(duì)BIM大數(shù)據(jù)庫的足夠重視，深度挖掘大數(shù)據(jù)庫中的信息資料，提高運(yùn)維管理水平。

2.3 碰撞檢測(cè)，智能分析

碰撞檢測(cè)作為BIM技術(shù)中的標(biāo)志性技術(shù)在各行各業(yè)得到廣泛使用，碰撞檢測(cè)能夠節(jié)約成本，使得工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)更加具備科學(xué)性、高效性。碰撞檢測(cè)技術(shù)結(jié)合特定的碰撞檢測(cè)模型以及碰撞檢測(cè)軟件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)三維模型、二維模型更加科學(xué)高效地分析、診斷、識(shí)別。比如在當(dāng)前電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)劃的初始階段，設(shè)計(jì)人員便需要借助相應(yīng)的碰撞檢測(cè)功能對(duì)數(shù)據(jù)中心中的各項(xiàng)機(jī)電管線設(shè)施的空間布局進(jìn)行優(yōu)化、設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)其中的供水、供暖、通風(fēng)以及各項(xiàng)強(qiáng)弱電井進(jìn)行科學(xué)合理地規(guī)劃建設(shè)，而通過碰撞檢測(cè)，引進(jìn)一系列的設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，可以將整個(gè)工程項(xiàng)目中的碰撞點(diǎn)位進(jìn)行有效識(shí)別、控制、分析。

相關(guān)碰撞點(diǎn)位的概念也相對(duì)較為廣泛，從實(shí)體意義上看，所謂的碰撞點(diǎn)位是指在對(duì)各項(xiàng)設(shè)施的空間布局進(jìn)行優(yōu)化的過程中存在相互干涉、相互干擾的情況；而在象征意義層面上，則是指在施工建設(shè)期間存在施工建設(shè)內(nèi)容相互交織、相互重疊的現(xiàn)象，無論在空間還是時(shí)間方面存在重復(fù)干涉的情況。如果在整個(gè)工程項(xiàng)目中存在極度碰撞干涉的情況，則會(huì)使得工程項(xiàng)目施工建設(shè)的成本進(jìn)一步提高，工程單位、設(shè)計(jì)部門需要改良工程設(shè)計(jì)來提高施工建設(shè)水平（圖1）。

圖1 碰撞檢測(cè)

在電網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理工作中也會(huì)涉及到大量設(shè)備更新、優(yōu)化、升級(jí)的項(xiàng)目，從而需要對(duì)原有的結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行大批量、大范圍地重新構(gòu)建、改造，但是原有的工程設(shè)計(jì)具備相對(duì)較為固定的結(jié)構(gòu)，在此期間如果通過傳統(tǒng)的二維平面圖紙或簡單的三維模型，還很難對(duì)其中的干涉點(diǎn)位、碰撞點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)時(shí)高效地管理控制。而此時(shí)利用相應(yīng)的BIM技術(shù)，借助相應(yīng)的碰撞檢測(cè)軟件輸入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可對(duì)整個(gè)運(yùn)維工作中的碰撞干涉點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)時(shí)高效地分析控制，從而幫助運(yùn)維人員優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使得電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的各項(xiàng)基建設(shè)施、管線設(shè)施均能夠得到更加科學(xué)有效地運(yùn)維管理，使得升級(jí)改造過后的電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)作更加高效、流暢。碰撞檢測(cè)技術(shù)能夠幫助運(yùn)維人員改良設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)節(jié)約運(yùn)維管理成本，使得在運(yùn)維管理工作中所投入的人力、財(cái)力、材料、設(shè)備的費(fèi)用均能夠得到有效縮減。

2.4 人員教育培訓(xùn)

電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理工作需要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)體系中的各項(xiàng)要素進(jìn)行更加科學(xué)有效地控制，在傳統(tǒng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維管理工作中，相關(guān)運(yùn)維人員結(jié)合常規(guī)的管理方法以及相應(yīng)的管理技術(shù)，雖然可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)常態(tài)化地運(yùn)維管控，但是卻無法更加高效地傳承運(yùn)維技術(shù)以及運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的智能運(yùn)維工作也十分考驗(yàn)相關(guān)運(yùn)維人員的工作經(jīng)驗(yàn)以及工作經(jīng)歷，而相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)和工作經(jīng)歷是建立在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)充分認(rèn)知了解的情況下。由于在傳統(tǒng)運(yùn)維管理工作中相關(guān)運(yùn)維管理人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不清晰、不了解，還需要花費(fèi)較長的時(shí)間來適應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)、功能，并且相關(guān)運(yùn)維人員也需要花費(fèi)較長的時(shí)間完成對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)探索，只有積累足夠多的經(jīng)驗(yàn)才能夠在運(yùn)維管理工作中提高自身的工作效率。

而利用相應(yīng)的BIM技術(shù),電力企業(yè)可在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理工作中加大對(duì)相關(guān)新進(jìn)人員的育培訓(xùn)力度，借助可視化功能，可使得相關(guān)新進(jìn)人員及時(shí)了解到在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)維工作中的核心要素，實(shí)現(xiàn)對(duì)新進(jìn)人員更加科學(xué)高效地培養(yǎng)。此外，利用BIM技術(shù)中的大數(shù)據(jù)資料，工作人員也能夠及時(shí)調(diào)取在過去電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理工作中所使用到的方法以及所處理的故障類型，使得新進(jìn)人員能夠快速完成學(xué)習(xí)成長，在后續(xù)運(yùn)維管理工作中快速上手。

在教育培訓(xùn)工作中，企業(yè)也可以利用BIM技術(shù)+VR技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的虛擬仿真系統(tǒng)來開展對(duì)相關(guān)運(yùn)維人員的教育培訓(xùn)工作，比如讓相關(guān)運(yùn)維人員嘗試在BIM系統(tǒng)中進(jìn)行模擬運(yùn)維管理，以此來增強(qiáng)相關(guān)運(yùn)維人員的實(shí)戰(zhàn)素養(yǎng)。因此，BIM技術(shù)在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心教育培訓(xùn)工作中的使用具備積極正向的作用，能夠?yàn)橄嚓P(guān)企業(yè)單位培育出更多專業(yè)型、全能型的人才，為相關(guān)人才提供實(shí)踐學(xué)習(xí)的場(chǎng)地，實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)傳承、技術(shù)傳承。

總體來說，BIM技術(shù)在電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維工作中的使用，對(duì)于提高整個(gè)系統(tǒng)的綜合運(yùn)行水平具備較大的現(xiàn)實(shí)意義，企業(yè)以及相關(guān)單位需要對(duì)相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化、完善，制定科學(xué)有效的運(yùn)維管理機(jī)制，利用BIM技術(shù)提高運(yùn)維管理水平。