基於數字孿生技術的智慧機房視覺化運維繫統方案

Sovit資料視覺化研究猿發表於2023-12-15

前言

基於數字孿生技術的智慧機房視覺化運維繫統方案

進入資訊化時代,數字經濟發展如火如荼,資料中心作為全行業數智化轉型的智慧基座,重要性日益凸顯。與此同時,隨著東數西算工程落地和新型算力網路體系構建,資料中心建設規模和業務總量不斷增長,機房管理規模持續增長、網路複雜度不斷加大、資源頻繁變更迭代、能源成本日益增加,加上雙碳目標的提出,如何透過智慧化手段實現節能、運維能力升級成為行業發展共識。

建設背景

市場背景

受新基建、數字化轉型及數字中國遠景目標等國家政策促進及企業降本增效需求的驅動,我國資料中心市場規模持續高速增長。2021年,我國資料中心市場規模達到1500.2億元,近五年年均複合增長率達到29.96%。隨著我國各地區、各行業數字化轉型的深入推進,我國資料中心市場規模將保持持續增長態勢,預計2023年市場規模將達到2470.1億元。

政策背景

2016.12.《工業和資訊化部關於印發大資料產業發展規劃(2016 - 2020年)》,到2020年,技術先進、應用繁榮、保障有力的大資料產業體系基本形成。

2021.05.《全國一體化大資料中心協同創新提體系算力樞紐實施方案》,佈局建設全國一體化算力網路國家樞紐借點,發展資料中心叢集;加快實施“東數西算”工程,提升跨區域算力排程水平。

2021.11.《“十四五”資訊通訊行業發展規劃的通知》,資料中心算力:2025年達到300每秒百億億次浮點計算,2020~2025年CAGR達到27%;通訊網路終端連線數:到2025年達到45億個,2020~2025年CAGR達到7%。

建設目標

聚焦生產運營和安防監控相關場景應用,全面提升機房管理的數字化、智慧化水平,更好支撐業務發展。遵循結構化、標準化、模組化、整合化,規劃了智慧機房的架構體系,達到資料中心IDC機房運維平臺各子系統之間的資料共享、互通互動。建成一套集中監控、統一管理的智慧機房綜合管理平臺,形成功能完善、反應快速的數字化運維體系,實現資料中心機房裝置、資產的智慧化監控與管理,為覆蓋專案設計、基建、運營的全生命週期過程。

系統概述

“智慧機房”面向資料中心辦公區管理部門打造的數字化解決方案,綜合運用大資料、物聯網、數字孿生等技術,透過三維建模,對園區外部環境、樓宇建築、機房空間、機櫃裝置進行3D視覺化呈現,直觀展示機房動力環境和機櫃執行情況,包括UPS、供線、空調、溫溼度、安防、消防、機櫃容量、埠等管理要素,輔助管理人員遠端掌握機房態勢,有效提高機房綜合監管能力、降低園區運營成本,實現管理精細化、決策科學化和服務高效化。

需求分析

園區三維場景

系統基於WebGL標準下的B/S框架,前端採用HTML5+JavaScript技術為基礎,進入Sovit2D/Sovit3D視覺化平臺後,結合物理世界建立三維場景(也可上傳背景圖),從資料中心園區、機房、機櫃等多個維度進行視覺化逐級呈現,涵蓋裝置資產、能效、人員、機房動力、網路、佈線、機櫃執行、環境等檢測要索,並將環資料接入 2D 皮膚,便於運維人員對整個機房執行的有效掌控。


機房資訊概覽


基於數字孿生技術的智慧機房視覺化運維繫統方案


透過對園區機房3D建模,建立智慧機房孿生體,對機房空間、機櫃進行三維視覺化呈現,展示機房動力監控、環境監控、安全消防監控、網路監控等資料,輔助管理人員掌握機房態勢。


智慧裝置管理

支援裝置三維模擬顯示,對機房各裝置執行狀態進行實時監測,對裝置執行異常(故障、短路、過載、過溫等)進行實時告警,輔助使用者直觀地掌握裝置執行狀態。


動環監測管理


基於數字孿生技術的智慧機房視覺化運維繫統方案


支援整合電源櫃、UPS、空調、蓄電池等動力裝置及機房溫溼度、煙感、紅外、水浸環境引數進行監測,實時監測其執行引數,診斷和處理故障,記錄和分析相關資料,輔助管理人員提高機房環境監控效力,提升機房執行的可靠性和通訊裝置的安全性。


影片監控管理


基於數字孿生技術的智慧機房視覺化運維繫統方案


支援與門禁、消防、安防、圍欄等影片監控進行聯動,根據真實世界攝像頭分佈情況,在三維場景中1:1還原影片監控點位,以攝像頭圖示標註其位置。支援場景互動調取相應監控影片,對異常目標自動抓拍、留存,出現異常警告時,監控點位會有聲光報警效果。


智慧門禁管理


基於數字孿生技術的智慧機房視覺化運維繫統方案


接入門禁識別系統,採集各機房的門禁狀態、通行次數等資料,輔以 2D 皮膚配合展示門禁數量、故障記錄、監控畫面等資訊。當系統識別到非法入侵時,觸發告警,透過門禁點位聲光報警等形式提醒運維人員及時處理。


能耗監測管理

透過物聯網感測器實現機房能耗資料、動環資料等的實時監測採集,輔助管理決策。在智慧機房平臺上,視覺化展示機房實時能耗情況、調節情況、PUE分析、節能成效分析等,實現智慧節能。


機房容量管理

支援1:1立體還原機房三維場景,展示可容納機櫃數、實際使用機櫃數、裝置擺放等。將 U 高、電力、承重三個維度的綜合空間進行動態統計,直觀展示機房內容量使用情況。為機櫃和裝置的位置規劃設計、機房資源合理配置等提供科學決策支援。


管線監測管理

基於物理機房實際線路情況,支援對非觀測裝置、機櫃進行顯隱控制、虛化顯示,將資料中心裝置埠及光纖、供電等線路進行高亮處理,並設定介質流向動畫,直觀掌握資料中心機房的管線分佈、走線情況、線網執行態勢,輔助運維人員快速排查及修復管線類故障。


智慧巡檢管理

支援整合智慧巡檢機器人系統,融合遠端巡檢機器人的室內定位座標,實現巡視機器人自動檢測當前裝置執行情況,包括伺服器、儲存裝置、網路裝置、電源裝置、空調裝置、安全裝置等,收集裝置的效能資料和故障資訊,實時監控資訊回傳。


智慧安防管理

支援整合各類監控、圍欄、門禁、煙感、水浸、窗破等安全防範管理體系實時資料,對機房各類安全事件、安防人員、影片巡更情況等要素進行智慧感知,支援安防報警事件快速顯示、定位,實時調取事件周邊監控影片。


智慧告警管理

支援對IDC機房全要素物件進行實時監測,並基於多個維度為各類重點事件建立閾值告警觸發機制,實現各類異常事件自動感知、實時告警、快速定位並展示告警內容。


智慧檢索管理

支援搜尋查詢功能:模糊檢索和關鍵詞檢索,對目標裝置進行模糊檢索、精準定位、詳細查閱。根據搜尋關鍵字對資料中心範圍內進行全域資訊檢索。

……

開發平臺

數維圖(SovitJs)應用自主研發的 Sovit2D、Sovit3D 產品,無縫融合 2D、3D 技術,搭建了一套3D 視覺化智慧機房視覺化運維管理平臺。透過數維圖視覺化開發平臺實現可互動式的 Web 二三維場景,基於多維感知、場景物聯、物信融合的技術理念,不斷豐富與完善資料中心機房全面感知,實現裝置設施智慧巡檢、環境風險監測預警,助力集控中心集中運維,輔助決策和全域性掌控。

建設價值

數字經濟發展如火如荼,資料中心作為全行業數智化轉型的智慧基座,重要性日益凸顯。智慧機房運用5G、物聯網、大資料、數字孿生等新技術,實現傳統機房的數智化運維升級,全面提升機房管理的數字化、智慧化水平,推動企業高質量發展。


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