運(yùn)維系統(tǒng)監(jiān)控項(xiàng)自適應(yīng)與可擴(kuò)展式配置

黃雪倫

摘要：隨著新一代信息技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的基于二維平面圖的運(yùn)維方式已經(jīng)難以滿足用戶的需求。本文以數(shù)字化交付與運(yùn)維系統(tǒng)搭建過程為依托，提出了基于數(shù)字化交付六級(jí)編碼的自適應(yīng)與可拓展體系，整體提高系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，滿足更多IOT物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的接入，結(jié)合BIM技術(shù)打造基于BIM的數(shù)字化交付與智能運(yùn)維系統(tǒng)

關(guān)鍵詞：BIM;運(yùn)維;自適應(yīng);可拓展

一、研究背景

當(dāng)今時(shí)代，BIM運(yùn)維系統(tǒng)面臨著如下挑戰(zhàn)：

（1）運(yùn)維系統(tǒng)需對(duì)接的硬件和軟件環(huán)境越來越復(fù)雜。首先，IOT設(shè)備制造技術(shù)的發(fā)展，IOT硬件種類越來越多且功能越來越強(qiáng)，新的硬件設(shè)備層出不窮。其次，IOT硬件應(yīng)用的操作系統(tǒng)種類、應(yīng)用協(xié)議及版本日益增加，結(jié)構(gòu)及功能越發(fā)復(fù)雜。

（2）現(xiàn)場環(huán)境在不斷變化。一方面，由于用戶對(duì)智能運(yùn)維系統(tǒng)的重視程度不一，其項(xiàng)目應(yīng)用的智能運(yùn)維子系統(tǒng)、IOT硬件數(shù)量、類型截然不同，需求的配置也猶如云泥之別，軟件在運(yùn)行過程中必須不斷適應(yīng)這些新的需求。

（3）現(xiàn)階段智能化子系統(tǒng)應(yīng)用軟件、操作代碼人為干預(yù)的情況頗多，導(dǎo)致運(yùn)維在持續(xù)運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)一些新的匹配缺陷或錯(cuò)誤，這就需要系統(tǒng)可進(jìn)行擴(kuò)展配置，使軟件自身需要具備越來越強(qiáng)的兼容性與容錯(cuò)能力。

（4）在傳統(tǒng)的建筑運(yùn)維領(lǐng)域，經(jīng)驗(yàn)往往是一種模糊而很難把握的形態(tài)，很難將其作為精準(zhǔn)判決的依據(jù)。例如，針對(duì)建筑設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種故障特征，經(jīng)驗(yàn)豐富者可以快速判斷出癥結(jié)所在并提供解決方案。傳統(tǒng)運(yùn)維方式過于依賴從業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)水平。

為了應(yīng)對(duì)由軟硬件環(huán)境、現(xiàn)場環(huán)境和人為干預(yù)等因素所導(dǎo)致的挑戰(zhàn)，BIM運(yùn)維系統(tǒng)必須具有不斷地改變和調(diào)整自己行為的能力，以適應(yīng)新的環(huán)境，滿足新的需求和糾正新的缺陷。

二、研究內(nèi)容

（一）研究基于BIM的監(jiān)控項(xiàng)自適應(yīng)模塊

監(jiān)控項(xiàng)自適應(yīng)是指系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，通過對(duì)比監(jiān)控項(xiàng)數(shù)據(jù)庫與項(xiàng)目BIM模型主數(shù)據(jù)編碼，感知項(xiàng)目含監(jiān)控項(xiàng)BIM模型，同時(shí)感知軟硬件環(huán)境、現(xiàn)場環(huán)境和人為干預(yù)情況，并根據(jù)感知的數(shù)據(jù)對(duì)比正常的數(shù)據(jù)，在二者不一致時(shí)，對(duì)本身結(jié)構(gòu)或行為進(jìn)行自糾自查，最終對(duì)平臺(tái)使用者（開發(fā)工程師）提出異常修改請(qǐng)求。

（二）研究基于BIM的監(jiān)控項(xiàng)可擴(kuò)展模塊

BIM運(yùn)維系統(tǒng)的適應(yīng)性以自身體系結(jié)構(gòu)元素為操作對(duì)象，通過增加 、刪除 、修改監(jiān)控項(xiàng)，來達(dá)到適應(yīng)項(xiàng)目實(shí)際需求的目的。一般構(gòu)件的可擴(kuò)展、修改行為在傳統(tǒng)的BIM運(yùn)維運(yùn)維體系結(jié)構(gòu)中是不被考慮的，但是作為一款通用型產(chǎn)品，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的自適應(yīng)性均需要考慮根據(jù)項(xiàng)目配置差別，監(jiān)控項(xiàng)應(yīng)可進(jìn)行修改、增加配置，并選擇配置與否。

（三）研究監(jiān)控項(xiàng)數(shù)據(jù)庫自定義切換模塊

基于冗余和多樣性思維，監(jiān)控項(xiàng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)事先設(shè)計(jì)多個(gè)容錯(cuò)版本。使BIM運(yùn)維系統(tǒng)能夠在運(yùn)行時(shí)，可通過感知軟硬件環(huán)境、現(xiàn)場環(huán)境和人為干預(yù)情況，對(duì)自身結(jié)構(gòu)和行為的調(diào)整來進(jìn)行自定義切換和修正自身缺陷，最終提高軟件系統(tǒng)的可信度。

（四）研究基于歷史數(shù)據(jù)的智能診斷系統(tǒng)

針對(duì)建筑設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種故障特征，可以將傳感器的歷史數(shù)據(jù)通過機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練出針對(duì)不同故障現(xiàn)象的數(shù)字化特征模型，并結(jié)合專家處理的記錄，將其形成未來對(duì)設(shè)備故障狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)判決的依據(jù)，并可針對(duì)不同的新形態(tài)的故障進(jìn)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(shù)字化交付六級(jí)編碼的自適應(yīng)與可擴(kuò)展式體系

（一）動(dòng)態(tài)系統(tǒng)體系

允許在系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生更新的體系被稱為“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)體系”。系統(tǒng)被創(chuàng)建后，“動(dòng)態(tài)系統(tǒng)體系”可以在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，根據(jù)環(huán)境和需求的變化以及而自動(dòng)（手動(dòng)）進(jìn)行調(diào)整。運(yùn)行系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和運(yùn)算將會(huì)因系統(tǒng)體系的動(dòng)態(tài)改變而受到影響，系統(tǒng)因此而具有動(dòng)態(tài)自適應(yīng)能力。

（二）體系動(dòng)態(tài)更新的執(zhí)行

系統(tǒng)在運(yùn)行中的改變，通過一系列操作反映到它的呈現(xiàn)界面上，例如監(jiān)控項(xiàng)的增加、修改或刪除。系統(tǒng)體系的改變包括分別對(duì)構(gòu)件和監(jiān)控項(xiàng)進(jìn)行的增加、刪除或修改操作，伴隨這些操作，系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也在發(fā)生改變。體系結(jié)構(gòu)演化管理機(jī)制對(duì)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變進(jìn)行通報(bào)。系統(tǒng)管理員有權(quán)對(duì)不合理的改變進(jìn)行撤銷，對(duì)于合理的改變選擇執(zhí)行，由此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)與可擴(kuò)展。

（三）動(dòng)態(tài)體系結(jié)構(gòu)模型

基于構(gòu)件的動(dòng)態(tài)體系結(jié)構(gòu)模型維護(hù)一個(gè)物化、顯式、因果關(guān)聯(lián)、可修改的運(yùn)行時(shí)體系結(jié)構(gòu)，分為2層：體系結(jié)構(gòu)層、配置信息層。它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的關(guān)鍵。該模型主要功能為：

（1）為軟件在運(yùn)行時(shí)調(diào)整提供實(shí)時(shí)視圖;

（2）為判斷軟件運(yùn)行時(shí)變化是否正確提供系統(tǒng)約束和屬性。

體系結(jié)構(gòu)層位于整個(gè)模型的最上層，它負(fù)責(zé)對(duì)軟件整個(gè)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。其中，“體系結(jié)構(gòu)配置”主要實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件的配置、描述和執(zhí)行;“體系結(jié)構(gòu)描述”主要是對(duì)構(gòu)件和監(jiān)控下的數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。對(duì)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、構(gòu)件到監(jiān)控下之間的映射和擴(kuò)展更新機(jī)制進(jìn)行更改，這些都是在體系結(jié)構(gòu)層完成的。

配置信息層位于模型中間，主要由構(gòu)件配置、監(jiān)控下配置、構(gòu)件描述2個(gè)部分組成。其中，“構(gòu)件配置”管理構(gòu)件的所有行為 ;“監(jiān)控項(xiàng)配置”主要負(fù)責(zé)構(gòu)件間和智能化子系統(tǒng)間的映射配置，用于保持動(dòng)態(tài)更新時(shí)的一致性。在配置信息層，可以運(yùn)用不同的構(gòu)件裝載和版本控制途徑。

四、總結(jié)

為了提高系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，配置系統(tǒng)通過與BIM結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性或設(shè)備無關(guān)性。通過引用邏輯設(shè)備和物理設(shè)備的概念，在系統(tǒng)中使用邏輯設(shè)備名進(jìn)行配置操作，最終系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)使用物理設(shè)備名，通過配置系統(tǒng)通過執(zhí)行監(jiān)控項(xiàng)的匹配，完成平臺(tái)監(jiān)控項(xiàng)與智能化系統(tǒng)監(jiān)控項(xiàng)的轉(zhuǎn)換，從而使系統(tǒng)的開發(fā)得以標(biāo)準(zhǔn)化。通過對(duì)故障現(xiàn)象歷史數(shù)據(jù)的訓(xùn)練學(xué)習(xí)，提供一套自治化的智能診斷和判決。