BIM技術在通信網絡機房可視化運維系統的應用研究

羅旌魁

（福建東政智能科技有限公司）

1 概述

建筑信息模型以三維數字技術為基礎，并集成建筑工程項目各種相關信息的工程基礎數據模型，是對工程項目相關信息的數字化表達[1]。

本文以某地下通信網絡機房為例，運維內容包含了水、風、電、氣、消防、安防、空調等多個專業設備。地下網絡通信機房傳統的運維工作效率低、工作壓力大，通過BIM技術的虛擬現實實現機房內設施、設備、管線的空間三維模型，可為設備運行狀態監控、故障定位等創造有利的條件，可更加形象直觀地對機房進行立體化監控，提高運維效率，減輕運維壓力。

2 應用目標

基于BIM技術開發的BIM三維可視化運維平臺，可實現地下通信網絡機房的三維可視化運維管理，實現機房及各子系統物理模型三維展示，同時實現各專業系統設備實時工作參數的采集及展示。

3 應用要點研究

通過BIM三維可視化運維平臺，接入地下通信網絡機房的安防設備、機電設備、通風空調、給排水、環境監控、變配電等設備，實現三維可視化管理，將機房的各系統設備在BIM平臺中標定位置，將機房平面圖紙實現BIM數字化，實現機房內各設備的BIM三維可視化顯示和三維可視化運維管理。

4 系統運維應用功能

4.1 空調水系統

①在BIM模型中定位各水系統環路和支路，定位各制冷站、空調水系統機房的設備及管道構件；

②監測空調水系統各類設備與閥門的開/關狀態和故障/報警/正常狀態，并在BIM模型中以三維顏色渲染的方式表現其狀態，以實現高效交互；

③監測空調水系統的運行參數，包括各水環路和支路的流量、溫度、冷熱量，以及各類設備的運行參數，并在BIM模型中以三維顏色渲染的方式表現各類參數；

④評估空調水系統各類設備的運行能效，包括制冷機組COP、水泵效率與輸配系數、冷卻塔效率與輸配系數、冷站綜合能效等，并預測各設備和機房的節能潛力；

⑤在自控系統權限開放的前提下，BIM三維可視化運維平臺通過能效評估和運行參數診斷，可向現有自控系統發出優化運行操作指令，以維持空調水系統處于最優能效運行。

4.2 風系統

①在BIM模型中定位各風系統設備、風管及管道構件，并以三維顏色渲染的方式區分表現不同的子系統；

②監測風系統各類設備與閥門的開/關狀態和故障/報警/正常狀態、過濾器的正常/壓差報警狀態、加濕器的開/關狀態等，并在BIM模型中以三維顏色渲染的方式表現其狀態；

③監測風系統及下屬設備的運行參數，包括風側參數和水側參數，并在 BIM模型中以三維顏色渲染的方式表現各類參數；

④評估風系統設備的運行能效，包括風機效率與輸配系數等，并預測各設備節能潛力；

⑤在自控系統權限開放的前提下， BIM 三維可視化運維平臺通過能效評估和運行參數診斷，向現有自控系統發出優化運行操作指令，以維持風系統處于最優能效運行。

4.3 給排水系統

①在 BIM 模型中定位給排水系統各水環路、機房、設備及管道構件；

②監測給排水系統各類設備與閥門的開/關狀態和故障/報警/正常狀態，并在BIM 模型中以三維顏色渲染的方式表現其狀態；

③監測給排水系統的運行參數，包括壓力、流量、溫度等，并在BIM模型中以三維顏色渲染的方式表現各類參數；

④評估給排水泵的效率，并預測其節能潛力；

⑤在自控系統權限開放的前提下， BIM 三維可視化運維平臺通過能效評估和運行參數診斷，向現有自控系統發出優化運行操作指令，以維持給排水系統處于最優能效運行。

4.4 照明系統

①在BIM模型中定位各照明回路，并統計各回路的燈具數量、功率；

②監測照明系統各照明回路的開/關狀態，并在BIM模型中以三維顏色渲染的方式表現其狀態，及時發現不合理的狀態并進行處理，實現照明系統的節能管理；

③在自控系統權限開放的前提下， BIM 三維可視化運維平臺通過預設時間表或遠程手動操作，向現有自控系統發出優化運行操作指令，使照明系統處于節能運行狀態。

4.5 變配電系統

①在BIM模型中對各配電室、不間斷電源、配電柜、配電箱等變配電系統及機房設備進行空間定位；

②監測變配電系統各設備的開/關狀態，并在BIM模型中以三維顏色渲染的方式表現。針對配電支路有過流、過壓和欠壓等用電事故，可以通過聲音或光的形式進行報警，及時通知管理者采取措施進行處理，避免因故障出現事故；

③監測各變壓器的負載率、電壓、電流等運行參數，并在BIM模型中以三維顏色渲染的方式進行表現。

4.6 環境監控系統

①在 BIM 三維模型中 ，對溫濕度 、 PM2.5 濃度、二氧化碳濃度、TVOC 濃度、一氧化碳、氧氣、硫化物等環境品質參數進行實時監測，并按數值高低對地下通信網絡機房區域進行染色，從而對各類環境參數進行更高效、直觀的三維全局監控；

②BIM 三維可視化運維平臺對環境參數超限的點位進行預警、報警，自動定位到報警區域，并智能識別控制該區域環境的設備，提醒運行管理人員查看設備運行參數并介入設備調控，及時發現風險點位并進行處理，提升環境品質管理質量；

③BIM 運營系統可查詢環境參數的歷史數據，并對現場的環境品質進行評估，指導管理人員對設備開啟策略進行優化調整；

④該功能需要加裝部分傳感設備。

4.7 安防系統

4.7.1 視頻監控系統

接入現有符合國家標準接口的視頻監控系統，可以通過BIM三維可視化運維平臺操作界面。

4.7.2 入侵報警系統

接入符合國家標準接口的入侵報警系統，可以通過BIM三維可視化運維平臺界面，實現入侵報警系統的實時監測，并可與視頻監控系統實現視頻聯動。

4.7.3 門禁系統

接入符合國家標準接口的門禁系統，實現門禁開關狀態的檢查，應能遠程對大門的關閉開啟進行控制，并可與視頻監控系統實現視頻聯動。

4.8 能源管理模塊

地下網絡通信機房在能源使用方面呈現多元化的形式，能耗構成極為復雜，合理分配管理能源顯得尤為重要?；贐IM技術開發的能源管理模塊，將地下網絡通信機房的能耗按照用途和設備類型進行多層級劃分，形成統一的、規范化的能耗分項模型，并將相似空間屬性信息聯系起來，通過三維立體展示方式，將整個地下通信網絡機房進行全方位模擬，使管理人員能夠更加高效地進行節能管理。

4.8.1 數據采集

通過計量點對用能數據進行實時采集，還需人工錄入無法實時采集的數據。

4.8.2 數據查詢與對比

可對能耗數據、設備運行數據、環境參數等地下網絡通信機房運營相關數據進行查詢、對比分析。包括分類分項的能耗數據和各種設備的運行數據。

數據對比分析模塊可對不同時段的同類數據、相同時段不同類數據進行對比分析；可對所查詢能耗的下級能耗分布占比進行統計分析。通過豐富的數據對比分析功能，實現數據的高效管理。

4.8.3 能耗排名

可從多個維度對能耗情況進行排名和分類，該項功能提供多種維度的數據整體排名，包括按照不同時間跨度、不同分項用電、不同用能類型進行的排名。

4.8.4 數據報表

能耗數據、設備運行數據、環境參數等地下通信網絡機房運營的相關數據都可直接生成報表，并進行報表的預覽、保存（和刪除）、下載。下載的報表應自動存儲為常用辦公軟件的格式。報表的類型、條目、時間段、時間間隔可選，下載報表的存儲路徑可由用戶指定和修改。

5 結語

基于BIM技術的三維可視化運維平臺，實現了更加直觀生動的三維界面，使維護和管理工作從人工被動看守的方式向“可視化、智能化、遠程化”的三維可視化運維模式轉變。消除了系統操作員與系統設計者之間的技術障礙，更利于雙方之間的溝通理解，有助于操作員加深對新系統、新技術的理解和掌握[2]。為通信網絡機房高效的管理和安全運維提供了有力保障。