BIM+技術(shù)在海委數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用

吳新榮

（水利部海河水利委員會(huì)，天津 300170）

水利部海河水利委員會(huì)（以下簡稱海委）為水利部的派出機(jī)構(gòu)，代表水利部在海河流域內(nèi)依法履行水行政管理職責(zé)，并直接管轄潘家口、大黑汀和岳城3座大型水庫。海委機(jī)關(guān)內(nèi)設(shè)16個(gè)部門，下轄4個(gè)管理局（漳衛(wèi)南運(yùn)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(gè)直屬事業(yè)單位和2個(gè)直屬企業(yè)。

隨著水利信息化的不斷建設(shè)和完善，海委已經(jīng)建成連接水利部、流域內(nèi)六省市及委屬四局的廣域網(wǎng)，同時(shí)建成覆蓋海委機(jī)關(guān)各部門和直屬單位包括防汛調(diào)度樓、綜合樓、行政樓、水質(zhì)樓、檔案館、海珠賓館6幢建筑的局域網(wǎng)。

目前，海委數(shù)據(jù)中心建有包括綜合辦公、防汛抗旱指揮、水資源監(jiān)控管理、水行政執(zhí)法、水情信息業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控、工程控制在內(nèi)的共38 套業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，在網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)及安全設(shè)備、服務(wù)器及磁盤陣列等主要設(shè)備200余套，PC 終端700余臺(tái)，配有保障以上主要設(shè)備運(yùn)行的供配電系統(tǒng)和消防、機(jī)房專用精密空調(diào)、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控等安防系統(tǒng)。因此，利用先進(jìn)的技術(shù)手段管理好海委數(shù)據(jù)中心的設(shè)備設(shè)施，保障各水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。

1 BIM技術(shù)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(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)集成了建筑工程項(xiàng)目各類相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。

BIM 具有單一工程數(shù)據(jù)源，可解決分布式、異構(gòu)工程數(shù)據(jù)之間的一致性和全局共享問題，支持建設(shè)項(xiàng)目生命周期中動(dòng)態(tài)的工程信息創(chuàng)建、管理和共享。

1.2 BIM發(fā)展歷程及應(yīng)用

1975年，美國喬治亞理工學(xué)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(biāo)準(zhǔn)化組織）相繼發(fā)布了一系列有關(guān)BIM的標(biāo)準(zhǔn)。2004年，我國首個(gè)建筑生命周期管理實(shí)驗(yàn)室在哈爾濱工業(yè)大學(xué)建成，之后清華大學(xué)、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)相繼制定、發(fā)布了BIM有關(guān)技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。

目前，BIM 技術(shù)已經(jīng)成為全球最熱門的建筑業(yè)信息技術(shù)之一，在建筑工程設(shè)計(jì)及施工中得到了廣泛應(yīng)用，極大地提升了建筑項(xiàng)目的科學(xué)管控水平，但在信息化數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的應(yīng)用還有待開發(fā)。

1.3 BIM特點(diǎn)

1.3.1 模型信息的完備性

針對單體設(shè)備，BIM 模型既能對其立體幾何信息進(jìn)行形象逼真的描述，也能將設(shè)備的屬性信息、安裝信息、竣工信息和運(yùn)維信息保存起來。因?yàn)锽IM是開放式設(shè)計(jì)，若數(shù)據(jù)中心設(shè)備變更、設(shè)備增加或減少，則BIM模型也可隨之調(diào)整。

1.3.2 模型信息的關(guān)聯(lián)性

BIM 模型中的設(shè)備信息是可識(shí)別且相互關(guān)聯(lián)的。根據(jù)模型拓?fù)鋱D中設(shè)備信息之間的邏輯關(guān)系，如果某個(gè)設(shè)備發(fā)生變化，與之關(guān)聯(lián)的所有設(shè)備信息將隨之自動(dòng)更新。

1.3.3 模型信息的一致性

在信息化建設(shè)和運(yùn)維階段，同一設(shè)備的模型信息是一致的，同一信息無需重復(fù)輸入。同一設(shè)備的模型在不同階段可以簡單地進(jìn)行修改和擴(kuò)展而無需重新創(chuàng)建，避免了信息不一致、信息割裂等問題。

2 BIM+技術(shù)在海委數(shù)據(jù)中心應(yīng)用前景

海委數(shù)據(jù)中心用于廣域網(wǎng)互聯(lián)的路由器、核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、服務(wù)器及存儲(chǔ)設(shè)備部署在位于防汛調(diào)度樓的中心主機(jī)房，接入交換機(jī)部署在局域網(wǎng)6 幢建筑的中心機(jī)房或配線間，PC 終端等設(shè)備分布在局域網(wǎng)內(nèi)各辦公區(qū)。

根據(jù)海委數(shù)據(jù)中心設(shè)備實(shí)際部署情況，可按其物理位置、功能區(qū)、設(shè)備分類、設(shè)備屬性等信息建立BIM模型，便于對設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)管理。

2.1 BIM+DCIM

對于已經(jīng)建成的數(shù)據(jù)中心，BIM 最主要的應(yīng)用是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理（DCIM：Data Center Infrastructure Management）。

BIM+DCIM 即利用BIM 3D 可視化模型，持續(xù)收集數(shù)據(jù)中心的資產(chǎn)、資源信息以及各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，分析、整合和提煉有用數(shù)據(jù)，幫助數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員管理數(shù)據(jù)中心設(shè)備，并優(yōu)化數(shù)據(jù)中心性能。BIM+DCIM可用于數(shù)據(jù)中心的資產(chǎn)管理和運(yùn)維管理。

2.1.1 數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)管理

BIM+DCIM 用于海委數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)管理的目的在于進(jìn)行資產(chǎn)盤點(diǎn)并進(jìn)行資產(chǎn)的優(yōu)化配置。

海委數(shù)據(jù)中心的主要設(shè)備設(shè)施分為6 類：路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；防火墻、入侵防御等安全設(shè)備；服務(wù)器；磁盤陣列等存儲(chǔ)設(shè)備；配電柜、UPS、蓄電池等供電設(shè)備；消防、機(jī)房專用精密空調(diào)、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、門禁等安防設(shè)備。

基于BIM 3D 模型精確位置信息及物聯(lián)網(wǎng)RFID（射頻識(shí)別）射頻定位手段，可以實(shí)現(xiàn)對海委數(shù)據(jù)中心各類設(shè)備的精確定位。對于移動(dòng)類型的設(shè)備，可以通過附加RFID 標(biāo)簽，實(shí)時(shí)跟蹤定位設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的智能化管理。

BIM+DCIM也能對設(shè)備的屬性、性能、功能、位置、隸屬關(guān)系、應(yīng)用及管理等信息進(jìn)行描述，如設(shè)備來源信息（所屬工程項(xiàng)目等）、安裝或部署時(shí)間、竣工驗(yàn)收時(shí)間、試運(yùn)行時(shí)間、產(chǎn)品保修期；設(shè)備名稱、品牌、規(guī)格型號、主要性能指標(biāo)、產(chǎn)品序列號、軟件版本、IP地址、部署的應(yīng)用系統(tǒng)；存放地點(diǎn)、機(jī)架位置、使用狀態(tài)、使用部門、管理部門、資產(chǎn)歸屬單位、委托的運(yùn)維公司等。因?yàn)锽IM 3D是開放式設(shè)計(jì)，在設(shè)備使用過程中，若位置或管理等信息發(fā)生變化，則BIM模型可隨之調(diào)整。

2.1.2 數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理

BIM+DCIM 用于海委數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的目的在于對發(fā)生故障的設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)定位從而快速修復(fù)，以恢復(fù)設(shè)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(shù)據(jù)中心密集的各種管線，讓運(yùn)維管理人員從平面的圖紙及網(wǎng)絡(luò)跳線表中解脫出來，能夠更加直觀地了解數(shù)據(jù)中心管線分布及走線情況。

在設(shè)備查找和故障定位方面，BIM 3D 模型可以集成、梳理海委數(shù)據(jù)中心各種硬件設(shè)備和水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間內(nèi)在的邏輯關(guān)系，在運(yùn)維管理時(shí)使設(shè)備故障定位更加準(zhǔn)確、便捷、高效，而不是以往的僅僅依靠常規(guī)經(jīng)驗(yàn)、依靠個(gè)人能力判斷故障所在位置。

BIM+DCIM 處于海委數(shù)據(jù)中心各種設(shè)備和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的上層，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、服務(wù)器等硬件設(shè)備和綜合辦公、防汛抗旱、水資源管理、水情信息等水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間的模型標(biāo)準(zhǔn)化、邏輯化，能夠根據(jù)從水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中提取的一個(gè)或多個(gè)信息分析數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)絡(luò)及安全設(shè)備、服務(wù)器等的運(yùn)行情況，從規(guī)劃、調(diào)優(yōu)到變更等多個(gè)維度進(jìn)行BIM 可視化管理。例如，隨意抽取“綜合辦公系統(tǒng)”中的“會(huì)議室預(yù)定”信息，在BIM 模型上即可展現(xiàn)部署“綜合辦公系統(tǒng)”的服務(wù)器、存儲(chǔ)信息的磁盤陣列等設(shè)備。再比如，海委水文局的某臺(tái)PC終端無法登陸“水情查詢系統(tǒng)”，因?yàn)樗木治挥诰C合樓，BIM 模型將展現(xiàn)與此臺(tái)PC 相連的位于綜合樓配線間的交換機(jī)、連接綜合樓的位于防調(diào)樓主機(jī)房的核心交換機(jī)、部署“水情查詢系統(tǒng)”的服務(wù)器，運(yùn)維人員只需檢查這3臺(tái)設(shè)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(shù)和 AI 技術(shù)相結(jié)合，可應(yīng)用于海委數(shù)據(jù)中心運(yùn)維系統(tǒng)告警故障推演，達(dá)到精準(zhǔn)運(yùn)維的目的。

通過對海委數(shù)據(jù)中心各類設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，獲得大量實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息。利用這些海量數(shù)據(jù)信息和AI技術(shù)，基于特定的推演算法，為運(yùn)維人員提供基于實(shí)際數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)評估。結(jié)合BIM運(yùn)維模型中設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間的邏輯拓?fù)潢P(guān)系圖，梳理出故障發(fā)生的內(nèi)在原因，并依據(jù)歷史告警路徑推演當(dāng)前系統(tǒng)的最不利點(diǎn)及設(shè)備邏輯鏈路發(fā)生故障的幾率，來提前為運(yùn)維人員示警。

3 結(jié)論

針對海委數(shù)據(jù)中心各種設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)狀，本文闡述了將BIM+技術(shù)應(yīng)用于海委數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)管理和運(yùn)維管理的設(shè)想，將極大提升全委的網(wǎng)絡(luò)管理水平。

結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息化進(jìn)程及國內(nèi)外BIM 發(fā)展趨勢，未來BIM 技術(shù)將貫穿于數(shù)據(jù)中心工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維管理全生命周期。