一种基于BIM的数据中心基础设施管理系统

摘要

一种基于BIM的数据中心基础设施管理系统，包括感知与信息输入层、数据采集与传输层、综合管理层、信息交互展示层。感知与信息输入层，包括信息输入模块和第三方系统接入模块，用于输入信息；数据采集与传输层，用于实现数据采集、通讯、处理；综合管理层，包括三维可视化管理模块、资产管理模块、容量管理模块、能效管理模块和知识库管理模块；信息交互展示层，用于图形化人机交互界面从多个层次展现园区全景、楼栋全景、机房内三维全景。本发明可打破数据中心传统的各子系统之间的信息孤岛，实现数据互通和统一监控管理，使运维人员更直观、简便地了解各设备和管线的运行状态、定位及维护管理情况，可大幅提高运维工作的效率、准确性和直观性。

说明书

技术领域

本发明属于数据中心管理系统技术领域，特别涉及一种基于BIM的数据中心基础设施管理系统。

背景技术

我国的数据中心近年来迎来爆发式的增长，单个数据中心的规模也越来越大。大型数据中心中IT设施、配电、制冷、安防等各自独立的控制系统产生海量的碎片化运行数据，这些运行数据多在独立系统中以报表或者系统图的形式显示，通常分散、不直观或难以定位。各个独立系统的大量碎片化运行信息导致数据中心的运维工作被动且低效，造成管理效率低、资产管理困难、故障定位难等问题，增大了运维决策的成本和时间。

三维数据比二维数据更能全面体现客观实际情况。目前，大部分数据中心采用的还是各自独立的控制系统，缺乏一个统一、智能的基础设施管理系统(DCIM)。少数采用DCIM系统的数据中心也是主要以平面、报表等形式交互，没能结合设计和施工时的BIM模型成果，远没有充分实现BIM技术丰富的信息价值。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于BIM的数据中心基础设施管理系统，将BIM技术与数据中心基础设施管理结合的内容，有助于提高数据中心基础设施管理系统的效率和智能化水平。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于BIM的数据中心基础设施管理系统，其特征在于：包括感知与信息输入层、数据采集与传输层、综合管理层、信息交互展示层；

所述感知与信息输入层，包括：

信息输入模块，用于输入信息，输入信息包括BIM模型数据、人员数据、属性数据、IT设施、资产信息、客户信息；

第三方系统接入模块，用于接入第三方系统信息，第三方系统包括动力环境系统、楼宇自控系统、安防系统；

所述数据采集与传输层，用于将所述感知与信息输入层输入的数据传输到综合管理层，实现数据采集、通讯、处理；

所述综合管理层，包括：

三维可视化管理模块：用于将所述感知与信息输入层输入的信息与BIM模型结合，使运维人员在BIM模型中可直接查看设备和管线的信息、状态、运行参数，并可进行控制、信息录入工作；

资产管理模块：根据标签条码或系统存储的资产数据信息，进行资产生命周期管理；

容量管理模块：用于管理配电柜与UPS容量、制冷量容量、机柜空间容量和PDU容量，以三维或报表形式全面展示机房的总体容量利用情况和剩余率；

能效管理模块：用于全面监控系统的各设备能耗，并进行统计和计算，统计和计算的数据以图的形式展示，所述图包括曲线图、柱状图、饼状图；还用于分析能耗的趋势，对用电量异常情况进行报警，并对节能措施进行评估，为数据中心选择节能的运行策略提供依据；

知识库管理模块：用于对图纸、方案、设备说明、操作流程资料进行管理，并与BIM模型中的设备或者管线关联，实现资料的有序存储和快速查询；

所述信息交互展示层，用于图形化人机交互界面从多个层次展现园区全景、楼栋全景、机房内三维全景。

进一步的，所述感知与信息输入层中输入的BIM模型数据是对整个数据中心的BIM模型数据轻量化之后的模型数据，轻量化手段包括复杂网格切分、重复网格归并、网格简化、几何数据压缩。

进一步的，所述数据采集与传输层支持各种标准化协议和接口，并可对外提供各种标准通讯协议，实现与第三方系统的无缝对接，预留对网络设备、服务器、操作系统、数据库和应用系统的监控接口。

进一步的，所述信息交互展示层，采用控制室大屏、PC客户端、移动客户端三种监控形式展示信息交互界面。

本发明的有益效果为：

基于BIM的数据中心基础设施管理系统可打破数据中心传统的动力环境监控、安防、楼宇自控等各子系统之间的信息孤岛，实现数据互通和统一监控管理。另外，数据中心内设备、管线众多，产生庞大的运行数据，将这些信息处理后在设备和管线的三维信息模型显示，可使运维人员更加直观、简便地了解各个设备和管线的运行状态、定位以及维护管理情况等其他信息，可大幅提高运维工作的效率、准确性和直观性。

附图说明

图1为一种基于BIM的数据中心基础设施管理系统的架构图。

图2为三维可视化管理模块的逻辑图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种基于BIM的数据中心基础设施管理系统，包括感知与信息输入层、数据采集与传输层、综合管理层、信息交互展示层。本发明所提供的一种基于BIM的数据中心基础设施管理系统是数据中心信息技术和设施管理的综合集成，以统一监控、统一管理为目标，具体设计遵循整体性、开放性、可靠性、扩展性、可维护性的原则。

1.感知与信息输入层

所述感知与信息输入层，包括：信息输入模块，用于输入信息，输入信息包括BIM模型数据、人员数据、属性数据、IT设施、资产信息、客户信息；第三方系统接入模块，用于接入第三方系统信息，第三方系统包括动力环境系统、楼宇自控系统、安防系统。

感知与信息输入层接入的主要信息有：

a.BIM模型数据、人员数据、属性数据等内容。整个数据中心的BIM模型数据较为庞大，导入到DCIM系统必须经过轻量化处理。轻量化可采用复杂网格切分、重复网格归并、网格简化、几何数据压缩等手段，以提高系统的运行和处理速度。人员数据和文档数据，可以表格的方式导入系统。

b.动力环境系统。接入的信号有：发电机、高低压开关柜、变压器、UPS及蓄电池组、精密配电柜、ATS/STS、PDU机柜电源等电气设备的运行状态、耗电量等信号；通信机房和设备用房的空调、漏水、湿度、新风机、空气质量、光照度、粉尘含量、照明控制等环境信号；机房的漏水、温湿度、照明等环境信号。

c.楼宇自控系统。包含制冷机房的冷水机组、水泵、电动阀门、传感器等信号；精密空调、新风机等设备的运行状态。

d.安防系统。包括视频监控、门禁系统、电子巡更、防盗报警、入侵检测等信号。

e.IT设施。包括服务器的CPU负载、内存和硬盘使用量、I/O性能、服务、进程、网络接口流量等参数；交换机、路由器、防火墙等网络设备的流量、CPU负载等参数；服务器风扇转速、机柜内温度、CPU温度、电压等硬件状态信息。

f.资产信息。包括每台设备的物理位置、基础物理环境、配线等信息。

g.客户信息。包含客户名称、托管类型、级别、贷款、占用机柜信息、合同等内容。

2.数据采集与传输层

所述数据采集与传输层，用于将所述感知与信息输入层输入的数据传输到综合管理层，实现数据采集、通讯、处理；

数据采集与传输层支持RS485、RS232、OPC、Bacnet、SNMP、TCP、UDP、Web service等各种标准化协议和接口，并可对外提供各种标准通讯协议，实现与第三方系统的无缝对接。充分考虑将来的扩展应用，并为预留对网络设备、服务器、操作系统、数据库和应用系统等监控接口。

3.综合管理层

该层主要由管理软件、管理终端和服务器组成，包括：

a.三维可视化管理模块。将设计和施工阶段的BIM模型经过轻量化处理后，导入三维可视化管理系统形成整个数据中心的BIM模型。同时，将动力环境监控系统、IT设施系统上传的设备、管线运行参数以及资产信息管理系统产生的设备采购安装、维护管理等信息与BIM模型结合，运维人员在三维模型就可以直接查看设备和管线的信息、状态、运行参数并可进行控制、信息录入等工作。三维模型中设备和管线的颜色根据运行状态的正常与否采用不同的颜色显示，便于运维人员快速定位故障位置。三维可视化管理的逻辑图见图2。

b.资产管理模块。根据标签条码或系统存储的资产数据信息，进行出入库、上下架、维修、盘点、处置等资产生命周期管理。系统严格区分资产的属性，通过资产不同属性特点将资产来扩展资产管理系统的应用。资产管理系统同样可在BIM模型上操作。

c.容量管理模块。容量管理系统用于管理配电柜与UPS容量、制冷量容量、机柜空间容量和PDU容量，可以三维或报表形式全面展示机房的总体容量利用情况和剩余率。

d.能效管理模块。能效管理系统全面监控系统的各设备能耗，并进行统计和计算，得出总用电量统计、用电量分项统计、单位面积用能分析、机房PUE计算等数据并以曲线图、柱状图、饼状图等形式展示。分析能耗的趋势，对用电量异常情况进行报警，并对节能措施进行评估，为数据中心选择节能的运行策略提供依据。

e.知识库管理模块。知识库管理系统可对图纸、方案、设备说明、操作流程资料进行管理，并与三维模型中的设备或者管线关联，实现资料的有序存储和快速查询。知识库为运维人员在操作设备、执行业务时遇到的问题提供帮助和支持，也可作为三维可视化的基础业务资料为员工提供培训。

4.信息交互展示层。

该层用图形化人机交互界面从多个层次展现园区全景、楼栋全景、机房内三维全景，运维人员可以在交互界面查看综合管理层包含的各项功能，并根据操作人员权限进行相应级别的操控。信息交互也可在移动端通过APP、小程序等方式进行，并冗余备份、开放接口。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。