基于BIM的技術的電網數據中心智能運維方法研究

國網甘肅省電力公司平涼供電公司 丁奎平

1 電網數據中心智能運維管理的內容分析

1.1 空間管理

電網數據中心智能運維管理工作涉及較多內容，需參照電網數據中心的施工建設結構，結合二維圖紙、三維圖紙對各個區域位置進行綜合全面地管理控制。在運維管理過程中，須落實強有力的空間管理，對整個建筑物中的各項要素進行專項化管理控制?？臻g管理工作具備三維特征，在此期間需利用BIM模型，借助BIM數據庫查找空間結構中的關鍵要素，實施跟蹤控制、跟蹤管理，對其中的人流量、結構用途以及后勤部位進行科學高效地測算評估，并且生成相應的工作管理報表，提高整個體系的綜合管控效率。

空間管理工作是BIM數字化運維管理項目中不可缺少的關鍵技術，整個系統建立在三維空間結構模式下，在電網數據中心建設的初始階段，施工人員、設計團隊會借助相應的3D模型及BIM數字化模型來開展相應的建設活動，因此在智能運維管理過程中，可借助在前期工程項目建設環節所遺留的BIM數字化信息開展后續的運維管理工作，使得空間管理工作的效率能得到有效提升。

1.2 資產管理

資產管理工作也是電網數據中心智能運維管理工作中不可缺少的關鍵要素，在電網數據中心包含較多的機電設備及機電管線材料，在對相關設備進行專項管理控制期間，如結合單一的臺賬管理，則很難對其中的各項資產信息進行專業化控制。在資產管理工作中需落實常態化的盤點工作、清算工作及折舊計算工作，同時還需提高各類資產的利用效率，避免資產流失。而在對業主資產進行管理控制期間，借助常態化的記賬管理模式、管理方法還不具備高效性，而利用BIM數字化系統，可借助前期的工程信息、如結合工程量清單，對整個電網數據中心中所布置的資產設備信息進行科學有效地管理，并且在資產管理過程中也可通過BIM系統的三維模型快速鎖定資產的位置，實施專項化控制。

1.3 安全管理

電網數據中心設置有較多的機房以及機電設施，在電網數據中心初始建設階段，施工單位以及設計部門也結合了科學有效的防火設計、通風設計，使得電網數據中心的各類機電設施能夠正常安全地運作。而在智能運維管理工作中，需對各類機電保障設施如通風系統、煙霧傳感器系統、溫度探測系統進行專項化地管理，確保電網數據中心的設備時刻處于安全穩定的運行狀態。安全管理工作主要是應對設備運行期間潛在的事故，并且防范人員非法入侵，對自然災害實施專項控制，結合科學有效的管理方法，借助三維動畫可模擬整個電網數據中心潛在的運行風險問題。

1.4 能耗控制

在電網數據中心智能運維管理工作中，實施高質量、高效率的能耗管理控制工作也是必不可少的，在能耗控制環節，運維人員需要對各個機電設備的運行參數進行精細化地識別、分析、調控，在運維過程中對關鍵的能耗設備進行綜合全面地控制。一般情況下電網數據中心的能耗管理系統具備階梯性動態化的運作特征，比如結合變頻技術控制空調系統減少系統中的能源損耗。此外，在能耗管控過程中，運維人員也需要對能耗增加問題進行線性分析、評估，尋找到影響整個電網數據中心能耗問題的關鍵要素。

2 BIM技術在電網數據中心智能運維管理過程中的應用分析

2.1 模擬控制

BIM系統以及BIM技術具備較多的功能模塊，在運維管理工作中，運維人員借助BIM技術可以對整個電網數據中心實施專項化地管控，借助成熟完善的3D模型，結合科學有效的建模分析工作，輸入特定的物理模型、數學模型，通過收集各類設施的實時運行參數，借助BIM建模技術以及仿真虛擬技術，能夠對整個系統中潛在的故障問題進行模擬分析控制。具體來說，運維管理人員可以借助BIM技術，結合傳感器系統、物聯網系統，及時收集電網數據中心中的各項信息參數，將其投放到BIM系統中進行模擬檢測，可對其中潛在的安全問題以及設備故障隱患問題進行模擬識別，從而幫助運維人員在前期預防性運維管理工作中明確相應的工作中心和要點。

此類運維模式與傳統運維管理方法具備顯著差異，這就BIM系統來開展相應的運維管理工作具備可視化功能，借助3D模型、3D構造建立三維數字模型，再結合MR、VR、AR技術，可使得運維管理人員更加清晰、直觀、高效地掌握在運維管理工作中的核心區位置，實現更加科學高效的運維管理。此外，在運維管理工作中借助BIM數字化系統可將整個電網數據中心中的各項元素、各結構部件進行有效關聯，將各項信息映射到整個虛擬系統中，可最大限度地解除在傳統運維管理工作中存在的信息孤島現象，實現信息共享。

總體來說，在智能運維管理模式下，借助BIM技術可實現對各項數字信息的線性以及非線性分析，結合模擬控制、虛擬控制，結合人工智能系統，可對電網數據中心的潛在故障問題以及安全隱患問題進行專項化管理控制。

2.2 數據集成以及共享

在當今建筑領域，借助BIM技術開展相應的施工建設活動主要是借助兩大功能，即BIM建模技術以及BIM數據庫系統。BIM建模技術主要是通過模擬構造、模擬分析，對工程項目中所存在的碰撞干涉問題以及工程設計變更問題進行科學有效地分析把控，同時通過模擬構建、模型設計也能夠對整個工程項目的施工建設進度進行專項控制。而在后續的BIM數據系統中，則記錄著整個工程項目的立項分析、可行性探究、技術交底、成本交底、安全交底、招投標、工程設計、工程建設、工程運維、工程結算、工程驗收等各項數據信息，簡而言之，BIM大數據庫包含了整個工程項目所有的信息資料，其記錄著整個工程項目的每一個細節、每一個環節。

在當前電網數據中心智能運維管理工作中，主要是利用BIM數據庫系統實現對各項工程信息更加科學有效地調取使用，比如在電網數據中心智能運維管理工作中，運維人員需要對機電管線設施進行科學高效地檢測、分析、評估，在設備更新、設備升級以及設備優化過程中，需要確保設備管線的連接更加通暢、高效，同時還需要確保在設備故障隔絕處理過程中及時斷開與之對應的管線連接，而不影響其他正常設備運作。此時，運維人員便需要結合相應的BIM數據庫系統，結合相應的大數據庫調取工程設計信息，將建筑結構的關鍵信息資料進行有效提取使用，從而達成資源共享，提高運維管理水平。

借助BIM技術，進一步減少了相關運維人員在運維管理工作中進行現場實地測量、測算所投入的時間，可結合BIM系統中的大數據資料快速鎖定相應的運維管理目標，制定科學高效的運維管理方案，實現信息共享、信息流通。因此在電網數據中心智能運維管理工作中，運維人員需要引起對BIM大數據庫的足夠重視，深度挖掘大數據庫中的信息資料，提高運維管理水平。

2.3 碰撞檢測，智能分析

碰撞檢測作為BIM技術中的標志性技術在各行各業得到廣泛使用，碰撞檢測能夠節約成本，使得工程項目設計更加具備科學性、高效性。碰撞檢測技術結合特定的碰撞檢測模型以及碰撞檢測軟件，可實現對三維模型、二維模型更加科學高效地分析、診斷、識別。比如在當前電網數據中心建設規劃的初始階段，設計人員便需要借助相應的碰撞檢測功能對數據中心中的各項機電管線設施的空間布局進行優化、設計，同時對其中的供水、供暖、通風以及各項強弱電井進行科學合理地規劃建設，而通過碰撞檢測，引進一系列的設計規范、設計準則，可以將整個工程項目中的碰撞點位進行有效識別、控制、分析。

相關碰撞點位的概念也相對較為廣泛，從實體意義上看，所謂的碰撞點位是指在對各項設施的空間布局進行優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，則是指在施工建設期間存在施工建設內容相互交織、相互重疊的現象，無論在空間還是時間方面存在重復干涉的情況。如果在整個工程項目中存在極度碰撞干涉的情況，則會使得工程項目施工建設的成本進一步提高，工程單位、設計部門需要改良工程設計來提高施工建設水平（圖1）。

圖1 碰撞檢測

在電網大數據中心運維管理工作中也會涉及到大量設備更新、優化、升級的項目，從而需要對原有的結構部位進行大批量、大范圍地重新構建、改造，但是原有的工程設計具備相對較為固定的結構，在此期間如果通過傳統的二維平面圖紙或簡單的三維模型，還很難對其中的干涉點位、碰撞點位進行實時高效地管理控制。而此時利用相應的BIM技術，借助相應的碰撞檢測軟件輸入結構設計，可對整個運維工作中的碰撞干涉點位進行實時高效地分析控制，從而幫助運維人員優化系統設計，使得電網數據中心的各項基建設施、管線設施均能夠得到更加科學有效地運維管理，使得升級改造過后的電網數據中心的運作更加高效、流暢。碰撞檢測技術能夠幫助運維人員改良設計、優化設計，同時節約運維管理成本，使得在運維管理工作中所投入的人力、財力、材料、設備的費用均能夠得到有效縮減。

2.4 人員教育培訓

電網數據中心智能運維管理工作需要實現對整個體系中的各項要素進行更加科學有效地控制，在傳統電網數據中心智能運維管理工作中，相關運維人員結合常規的管理方法以及相應的管理技術，雖然可實現對整個系統常態化地運維管控，但是卻無法更加高效地傳承運維技術以及運維經驗。同時電網數據中心的智能運維工作也十分考驗相關運維人員的工作經驗以及工作經歷，而相關工作經驗和工作經歷是建立在對整個系統充分認知了解的情況下。由于在傳統運維管理工作中相關運維管理人員對整個系統結構不清晰、不了解，還需要花費較長的時間來適應整個系統的空間結構、功能，并且相關運維人員也需要花費較長的時間完成對基礎結構的學習探索，只有積累足夠多的經驗才能夠在運維管理工作中提高自身的工作效率。

而利用相應的BIM技術,電力企業可在電網數據中心運維管理工作中加大對相關新進人員的育培訓力度，借助可視化功能，可使得相關新進人員及時了解到在整個系統運維工作中的核心要素，實現對新進人員更加科學高效地培養。此外，利用BIM技術中的大數據資料，工作人員也能夠及時調取在過去電網數據中心運維管理工作中所使用到的方法以及所處理的故障類型，使得新進人員能夠快速完成學習成長，在后續運維管理工作中快速上手。

在教育培訓工作中，企業也可以利用BIM技術+VR技術，結合相應的虛擬仿真系統來開展對相關運維人員的教育培訓工作，比如讓相關運維人員嘗試在BIM系統中進行模擬運維管理，以此來增強相關運維人員的實戰素養。因此，BIM技術在電網數據中心教育培訓工作中的使用具備積極正向的作用，能夠為相關企業單位培育出更多專業型、全能型的人才，為相關人才提供實踐學習的場地，實現經驗傳承、技術傳承。

總體來說，BIM技術在電網數據中心智能運維工作中的使用，對于提高整個系統的綜合運行水平具備較大的現實意義，企業以及相關單位需要對相應的技術進行優化、完善，制定科學有效的運維管理機制，利用BIM技術提高運維管理水平。