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隨著“東數西算”工程和新基建的加速落地，數智化技術正逐漸滲透到各領域。但隨著數據中心建設規(guī)模的逐步擴大，必然帶來能耗的大幅增長和機房設備數量的不斷擴充，傳統(tǒng)機房的監(jiān)控和管理模式已無法滿足數據中心“集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理”的需求。 因此，更需要充分應用虛擬現(xiàn)實 VR 、大數據、云計算等前沿數字技術，以融合創(chuàng)新為牽引，以應用需求為導向，推進 IDC 數據中心體系化、中心化、綠色化協(xié)同運作，實現(xiàn)數字孿生數據中心機房解決方案。
本文介紹的是圖撲軟件基于 B/S 技術，搭建的輕量化數據中心 3D 機房數字孿生解決方案，以數據中心實際場景為基礎，在場景中通過城市、園區(qū)、機房等建筑及設備外觀，體現(xiàn)數據中心的空間位、周邊環(huán)境等信息。通過對數據中心環(huán)境、資產、容量、動力等數據源的采集、處理、分析，為運維人員提供集中監(jiān)控、集中管理、科學決策等全生命周期運維能力。 本方案實現(xiàn)了從宏觀科幻炫酷風格到微觀寫實具象風格的視角切換，打造了全景空間的多風格轉換。同時也平衡了實用性和設計感，通過采用不同風格的圖表面板、拓撲圖，對接多數據源進行狀態(tài)信息的顯示。 圖撲軟件還提供多語言數據可視化大屏，助力企業(yè)向創(chuàng)意多元化、產品專業(yè)化、品牌國際化的方向發(fā)展。 圖撲軟件數字孿生數據中心機房解決方案 圖撲軟件自研一款數字孿生機房快速實施工具，摒棄傳統(tǒng)的方式，在自主研發(fā)的 2D、3D 圖形渲染引擎 HT for Web 基礎上，為 Web 可視化提供豐富的展示形式和效果，幫助用戶快速搭建出數字孿生機房 3D 場景，達到所見即所得的效果。 實現(xiàn)對數據中心的眾多子系統(tǒng)集中監(jiān)控、集中管理的目的，降低機房管理難度，減輕機房運維壓力。也可為不同業(yè)務增長需求提供了靈活的解決方案。選擇圖撲軟件解決方案的優(yōu)勢在于：
數字孿生機房環(huán)境可視化 空間位置可視化 該場景圖撲軟件采用球體模型加以匹配地理環(huán)球貼圖，來實現(xiàn)地球的立體全景展示，使用鼠標或觸屏操作模式就能對立體地球進行 360° 自由旋轉、移動或縮放。通過接入各數據中心的經緯度信息，自動生成坐標位置，結合流光線條直觀清晰得顯示全球范圍內的多個數據中心分布情況和相互關系。
圖撲軟件可以整合其他 GIS 平臺（SuperMap、ArcGIS、GeoServer）或中間件（Cesuim、Mapbox）來實現(xiàn)空間位置可視化，也可以在 HT for Web 基礎上實現(xiàn)更加輕量快捷的解決方案，通過簡單的三角函數進行球體坐標算法運算來實現(xiàn)預期效果，這樣無需建模即可實現(xiàn)，降低了實施成本也縮短了項目實施周期。
由于全球范圍內的數據中心體量大、樣態(tài)多、分布廣，為了易于宏觀把控運行安全、PUE、資產信息、人員占比、電力、告警等基礎數據，圖撲應用多樣化 2D、3D 組態(tài)圖表，將數據進行圖形化和可視化，支持數據動態(tài)加載，以簡潔明了的形式呈現(xiàn)于主面板兩側。 城市可視化 場景支持層次化遞進瀏覽：全球級-國家級-城市級-園區(qū)級-機房級-機架級-架式設備級-端口級。
點擊相應的地圖節(jié)點，下鉆至數據中心節(jié)點所在的城市，提供鳥瞰或第三人稱形式漫游，體現(xiàn)園區(qū)區(qū)位、樓宇建筑、園區(qū)機架數量、容量使用率等基本信息，同時讓運維人員對該區(qū)域內數據中心、供應商、二級服務節(jié)點分布一目了然。
園區(qū)場景漫游 整體設計以寫實風格為主基調，選用第一人稱視角 360° 全方位漫游園區(qū)，模擬在園區(qū)內的巡視過程，為運維人員帶來第一人稱沉浸式體驗。
圖撲可視化解決方案支持跨平臺，移動終端均可輕松打開場景，實現(xiàn)觸屏設備的單指旋轉、雙指縮放、三指平移等操作，用戶不必再為跨平臺交互模式而煩惱。通過 HT SDK 內置交互能力，即可實現(xiàn)鼠標的旋轉、平移、拉近拉遠操作。 園區(qū)可視化 圖撲軟件（Hightopo）應用自主研發(fā)的渲染引擎，將數據中心園區(qū)外部景觀、樓宇、設施等建筑景觀 1：1 建模還原。
通過有效結合園區(qū)管理系統(tǒng)與可視化解決方案，實時監(jiān)控園區(qū)內各機房機架數量、容量使用率等，實現(xiàn)對園區(qū)動態(tài)、實時、直觀、全方位的監(jiān)控。
圖撲軟件智慧園區(qū)可視化解決方案，支持公共管理、產業(yè)發(fā)展、生活服務等業(yè)務。通過建立集消防、能耗、安防、設備、服務等多源信息一體化監(jiān)控機制，使園區(qū)運營治理逐步走向可感知、可監(jiān)控、可管理、可控制。 樓層可視化 點擊樓層跳轉至樓層透視界面，根據瀏覽和管理需求查看各樓層的空間結構、設備布局、告警動效等要素，其呈現(xiàn)結果將與真實環(huán)境一一映射。
管網可視化 圖撲軟件（Hightopo）利用自研圖形引擎強大的渲染功能，將場景穿梭于科幻與寫實之間，對市政供電、傳輸路由、給水管網的供線路徑進行高亮處理。真實復現(xiàn)數據中心日益密集的水電管道與網絡線路，使其分布排列變得一目了然。
通過紅外感應器、激光掃描器、物聯(lián)設備，對管道健康狀態(tài)進行透視監(jiān)測。如遇突發(fā)故障時，系統(tǒng)會自主呈現(xiàn)聲光警報，快速定位管線位置并顯示故障原因，幫助用戶更快排查及修復管線類故障，提高管線管理水平和故障解決效率。 資產管理可視化 資產 3D 可視化創(chuàng)建的核心需求：是幫助數據中心對資產進行全方位的數字化管理，降低在資產查找、盤點、遷移等方面的無效投入，將運維人員從繁雜重復的運維工作中解放出來。 圖撲軟件 3D 機房場景內的機架、配電柜、UPS、空調、IT 設備等與實際物理場景一一對應。
通過搭載智能傳感設備，對資產的基本信息、空間占用、利用情況、PUE、告警記錄等數據同步監(jiān)測。
PUE（Power Usage Effectiveness，即電能利用效率）作為國際上比較通行的數據中心電力使用效率的衡量指標。圖撲軟件（Hightopo）將精細監(jiān)測能耗流向，實時分析管理，在 2D 可視化面板中直觀動態(tài)顯示 PUE 值，同步協(xié)助找出 PUE 升高或降低的原因，持續(xù)進行能效優(yōu)化，支撐實現(xiàn)綠色數據中心。 機柜設備可視化 點擊機房中任意機柜下鉆至單一機柜場景，直觀查看機柜中的通信設備、服務器、板卡、電源模塊等設備的擺放位置、空余機位、機柜詳情。
圖撲軟件（Hightopo）將 2D 面板與數據綁定，同步顯示設備的業(yè)務 IP、設備廠商、設備高度、起始 U 位、結束 U 位、維護人、CPU 溫度、設備功耗等關鍵信息的動態(tài)數據。以簡潔的表現(xiàn)形式，為用戶呈現(xiàn)多角度、細致、全面、直觀的關鍵性數據，挖掘數據背后的價值。
端口可視化 點擊機架前板或后板即打開機架，點選任意資產設備，近距離觀看設備面板圖，真實反映該設備前后面板及所關聯(lián)設備端口（端到端）鏈路的布線情況，顯示每一個端口設備固定資產編號、網口信息、所屬機架編號等。
數字孿生機房資產管理能力的核心，是從有形資產（機房基礎設施、IT 設備等）和無形資產（IP、端口等）的全視角出發(fā)，形成機房資產的統(tǒng)一管理、聯(lián)動控制、動態(tài)預警，對資產全生命周期流程展開跟蹤管理。 容量可視化 機房資源的容量管理始終都是個棘手的難題，往往需要兼顧空間、配電、硬件資源等多方面因素。 場景中根據實際物理場景， 1:1 立體還原了機房可容納機柜、實際使用機柜數、設備擺放等。
針對機柜 U 位、電力、承重等情況，則以機架為單位，應用 U 位柱狀容量可視化效果，將 U 高、電力、承重三個維度的綜合空間進行動態(tài)統(tǒng)計，直觀展示機房內容量使用情況，幫助運維人員更有效地管理機房容量資源，讓基礎資源使用情況可以一目了然。 U 位可視化 結合右側的 U 位總容量、利用率數據，運維人員能實時了解容量情況，還能通過發(fā)展趨勢預測，為其提供數據決策支撐，確保實現(xiàn)更優(yōu)的容量規(guī)劃。支持智能推薦 U 位，在批量放置設備的場景中，自動根據設備需求，推薦設備上下位置，實現(xiàn)設備批量上架。
承重可視化 支持對接底層數據接口，對機柜承重指標、目前承重狀況、剩余容量進行可視化監(jiān)測。實時透視每一個機柜的承重負荷情況，同時了解地板的承重分布情況。 電力可視化 支持根據獲取的機柜電力容量、PDU、UPS 等電力信息，自主統(tǒng)計當前設備額定功率總量和剩余電力容量，并計算出實時的負載率，生成相應的電力容量趨勢圖。點擊對應的機柜可彈出 2D 面板供查看機柜電力總容量、利用率等數值。 對于設備上架操作，運維人員可根據上架設備的 U 高、承重、電力等要求等多個組合條件進行適配空間搜索，幫助運維人員為新增設備快速定位到合適的上架空間，讓機房各類資源負荷更加均衡。 動環(huán)監(jiān)控可視化 圖撲軟件（Hightopo）三維動環(huán)監(jiān)控場景，整合 2D 組態(tài)與 3D 仿真形態(tài)呈現(xiàn)。通過匹配智能傳感器，對整個機房內 UPS、配電、蓄電池等動力設備；溫濕度、氣流等環(huán)境變量；門禁、視頻、消防等安防設施，部署 3D 可視化動態(tài)監(jiān)測。通過跨平臺的數據協(xié)議，將獨立分散的數據庫或有價值的數據提取至圖撲軟件 3D 機房可視化系統(tǒng)當中，并以 7*24 小時無間斷監(jiān)測形式，實現(xiàn)多業(yè)務處理、管理決策和數據共享。 打造“全方位、全業(yè)務、全天候”動環(huán)監(jiān)控管理的實時在線平臺，及時發(fā)現(xiàn)隱患，提前處置可能產生的故障，保障機房穩(wěn)定持久運行，減輕運維人員負擔，實現(xiàn)機房無人值守或少人值守的目的。 環(huán)境可視化 Ⅰ.溫濕度云圖可視化 機房溫濕度是機房環(huán)境監(jiān)測指標的重中之重。為了防止機房環(huán)境溫濕度的過高或過低所導致的運轉故障，圖撲軟件（Hightopo）3D 數字孿生機房以 3D 溫濕度云圖方式，精確覆蓋重點區(qū)域。
將鼠標懸浮在機房內，可顯示當前位置的動態(tài)刷新溫濕度數值。若溫濕度超出臨界閾值，系統(tǒng)會發(fā)出提示和超標報警，根據預置規(guī)則執(zhí)行相應的處理動作。 Ⅱ.氣流可視化監(jiān)控 在低碳發(fā)展時代，數據中心作為高耗能產業(yè)，其合理的末端空調氣流組織是空調系統(tǒng)節(jié)能降耗的前提。圖撲軟件（Hightopo）3D 數字孿生機房搭載氣流傳感器、差壓式空氣壓力傳感器等裝置，把采集到的氣流組織進行 CFD 氣流組織仿真模擬，使之抽象的氣流場具象化，真實反映機房內冷卻氣流和熱空氣流向。
運維人員可借助風速、風量、溫度場的參數變化情況對氣流組織展開評測和調控，并建立基于氣流組織優(yōu)化的空調節(jié)能運行策略，從而讓機柜進風區(qū)域空調冷氣流分布均勻，垂直和水平方向溫度場處于相對均衡狀態(tài)。消除數據中心的局部熱點現(xiàn)象，為構建綠色數據中心做出貢獻。 注：CFD (Computational Fluid Dynamics,計算流體動力學) 安防可視化 Ⅰ.門禁可視化 接入 AI 人臉識別、門禁識別、紅外人體檢測等安防設備，將各機房的門禁狀態(tài)、通行次數、區(qū)域位置、部分信息等記錄同步上傳，輔以 2D 面板配合展示門禁數量、故障記錄、監(jiān)控畫面。
系統(tǒng)探測到非法入侵行為，將迅速觸發(fā)聲光報警裝置，通過多種形式通知運維人員及時處理。構建網格化機房治安防控體系，避免了因人員異常闖入所導致的經濟損失，為數據中心機房安全加設一道屏障。
運維人員無須常駐控制室內控制場景，通過 PC、PAD 或是智能手機，即可隨時隨地打開瀏覽器調取監(jiān)控場景，遠程遙控機房開/關門等。實現(xiàn)指揮中心集約化、透明化、無人化的管理模式。 Ⅱ.視頻 3D 可視化 圖撲軟件（Hightopo）2D/3D 可視化引擎作為基于 HTML5 標準的組件庫，支持無縫融合 HTML5 各項多媒體功能，與門禁、消防、視頻監(jiān)控等安防子系統(tǒng)聯(lián)動，對機房、樓宇、園區(qū)等各區(qū)域展開安防動態(tài)監(jiān)測，可隨時隨地調閱視頻圖像，從根本上解決視頻監(jiān)控物理盲區(qū)及邏輯盲區(qū)。
提供歷史數據追溯查詢，對特定時間段某件事進行歷史回溯及軌跡追蹤，應用圖撲軟件（Hightopo）視頻融合技術，將 2D 視頻圖像融合至場景的 3D 模型中，為用戶提供直觀的視頻圖像和視圖控制，如同身臨其境查看現(xiàn)場情況。圖撲軟件視頻融合技術采用 WebGL 技術，利用 GPU 高性能計算能力對視頻圖像進行實時處理，圖像處理不占用 CPU 資源，整個方案各個應用場景運行流暢。 動力系統(tǒng)可視化 供配電系統(tǒng)作為整個數據中心的動力源泉，需要時刻保持正常的工作運轉。通過搭載智能感知元件，即可滿足對供配電信息的實時動態(tài)監(jiān)測，重點關注發(fā)電機組、低壓進線配電、UPS、蓄電池組、列頭柜、PDU 等設備的電流、電壓、功率、液位、油壓等關鍵性指標。 幫助運維人員高效便捷地讀取配電系統(tǒng)的運行數據，從而推動從“人治”轉變向“數治”的管理模式。 拓撲圖 2D 拓撲圖 拓撲結構圖是指由網絡節(jié)點設備和通信介質構成的網絡結構圖，網絡拓撲設計的好壞對整個網絡的性能和經濟性有重大影響。 圖撲軟件（Hightopo）2D/3D 可視化引擎具有強大交互能力，拓撲圖形及表盤圖表等非常適合用于實時監(jiān)控系統(tǒng)的界面呈現(xiàn)。本次打造的全新 2D 組態(tài)界面中，采用固定面板方式呈現(xiàn)電力系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)設備的實時運轉參數和狀態(tài)模式。讓“一張圖”切換查詢功能，幫助運維人員快速捋清邏輯關系、設備狀態(tài)，實現(xiàn)問題快速定位。
3D 拓撲圖 但隨著數據中心設備數據的不斷增長，以往平面又密集的 2D 組態(tài)表現(xiàn)形式卻不再適用于多數據的呈現(xiàn)。在此基礎上，圖撲軟件（Hightopo）3D機房數字孿生解決方案增加 3D 可視化的形式，按照機房內實際布局對制冷系統(tǒng)的風冷水主機、冷水泵、蓄冷罐和電力系統(tǒng)的進線開關柜、計量柜、電容器組等資產，進行 3D 拓撲可視化呈現(xiàn)。
場景中提供資產之間的全鏈路拓撲可視呈現(xiàn)，幫助運維人員快速校對資產與資產之間的鏈路鏈接，輕松查找關聯(lián)的業(yè)務。 相較傳統(tǒng)的 2D 拓撲圖，圖撲軟件（Hightopo） 3D 拓撲圖既能承載更多的業(yè)務信息，又可以更立體、多樣、生動的展現(xiàn)設備的上下游依賴關系，構建出一張分層分權的網絡拓撲關系圖，讓運維人員能立體化、多面性、深層次地觀察各類設備之間互聯(lián)關系。還可廣泛應用于電信網絡可視化、電力網絡可視化、其他領域管網可視化。 圖撲軟件（Hightopo） 2D、3D 組態(tài)界面同 InTouch/IFix/WinCC 傳統(tǒng)組態(tài)軟件相比，圖撲軟件基于 Web 的平臺更適合 C/S 向 B/S 轉型的大趨勢，多元素豐富的可視化組件和快捷的數據綁定方式，可用于快速創(chuàng)建和部署。 智能巡檢 數據中心日常維護通常需要大量的運維人員按時巡檢、手工抄錄，但會導致檢巡頻次降低且耗時也過長。配合智能巡檢機器人替代人工巡視，實現(xiàn)對機房安全設備、網絡設備、服務器主機、UPS 硬件狀態(tài)監(jiān)控、IT 資產管理等設備的自主監(jiān)視、故障監(jiān)測、遠程告警管理。從而構建大范圍、無死角的運維管理環(huán)境，打造數據中心無人值守的管理模式。
告警可視化 支持基于時間、空間等多個維度，對風險管控模塊進行集中告警監(jiān)控，系統(tǒng)可依據標準值及設定的閾值對數據中心各子系統(tǒng)設備、環(huán)境、重點區(qū)域可能會產生的各類事件進行收集和識別。
對于識別到的異常信息及違規(guī)操作，系統(tǒng)將迅速定位至告警位置，通過高亮閃爍動效提醒運維人員的關注，并自動調取周邊監(jiān)控視頻，疊加豐富的圖表對事件進行多維度分析研判或重點數據抓取。 通過時間列表與維修記錄，實現(xiàn)在智慧城市、智慧園區(qū)、智慧機房場景下的運行監(jiān)控、運營分析評價、應急指揮、風險控制預警等業(yè)務場景。
整合現(xiàn)有數據資源，快速洞悉多類型基礎設施的實時運轉狀態(tài)，以及機房內部各項關鍵信息，從根本上避免了因環(huán)境問題而導致可能引發(fā)的機房業(yè)務故障。切實強化風險預判和防控能力，幫助企業(yè)早發(fā)現(xiàn)、早處理、早控制。 可視化搜索 圖撲軟件（Hightopo）3D 數字孿生機房解決方案選以樹狀結構，提供搜索查詢功能：模糊搜索和高級搜索，對目標設備進行模糊檢索、精準定位、詳細查閱。根據搜索關鍵字對數據中心范圍內進行全域信息檢索，查詢結果將自動切換至三維場景中的具體數據中心、樓層、房間、設備等視角，以獲取明細信息。運維人員無需頻繁出入也能清晰掌握資產履歷，從而做到資產全生命周期追溯與規(guī)劃。
圖撲軟件（Hightopo）的高性能可視化組件具有局部刷新、批量聚合、圖像緩存等特性，為數據中心海量數據的可視化體系提供了強有力的技術支撐。 助力打造綠色數據中心 數據中心作為典型的耗能大戶，“三分建設，七分管理”已成為該行業(yè)的集體共識。所以在“東數西算”工程的基礎上，更應以綠色節(jié)能低碳為基本準則，采取合理有效的數字化策略，優(yōu)化數據中心的資產配置，激發(fā)節(jié)能潛力，降低設施設備運行能耗，提高整體能效。 將圖撲軟件（Hightopo）數據中心可視化技術與節(jié)能低碳管理有機結合，在確保業(yè)務閉環(huán)運行的基礎上，為數據中心各子系統(tǒng)運行負荷、用能能效、效率提升、成本優(yōu)化等需求，提供計量、統(tǒng)計、對標、診斷、控制等監(jiān)測方案，實現(xiàn)透明化與可視化管理，進而有效提升資產管理與監(jiān)控的效率。 BIM 在數據中心的應用： 圖撲軟件（Hightopo）在數據中心建設規(guī)劃、設計、施工及運維管理等各個階段還使用到了 BIM 技術，對數據中心的建筑結構、基礎設施系統(tǒng)設備進行三維模擬直觀逼真呈現(xiàn)。 傳統(tǒng)的可視化系統(tǒng)常會采用 BIM（建筑信息模型 Building Information Modeling）軟件，如 Autodesk 的 Revit 或 Bentley 這類建筑和工程軟件，但這些 BIM 建模模型的數據往往過于龐大臃腫，絕大部分細節(jié)信息對樓宇自控意義不大，反而影響拖累了行業(yè) Web SCADA 或 Web 組態(tài)監(jiān)控的趨勢。而圖撲軟件自研的 HT for Web 產品使用輕量化 HTML5/WebGL 建模的方案，實現(xiàn)快速建模、運行時輕量化到甚至手機瀏覽器即可呈現(xiàn) 3D 可視化效果。 圖撲軟件（Hightopo）在場景風格展現(xiàn)上，有著多種不同的呈現(xiàn)方式：科技線框、抽象簡約、仿真寫實、水墨風格等等。為枯燥的運維管理界面，添加極具圖撲特色的設計元素，如：將中國的水墨畫融合進了平時枯燥的運維監(jiān)控系統(tǒng)中，為場景增添了一抹獨特的韻味。
支持在數據中心項目基礎上，建設風電、光伏、儲能等可視化項目，助力打造源網荷儲一體化管理體系。
后續(xù)我們將會為大家推出通過圖撲軟件打造的數據中心機房 VR 監(jiān)控平臺，助力構建面向未來的智慧機房創(chuàng)新管理運營模式。 在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，數據中心作為高耗能產業(yè)，必然在清潔、集約、循環(huán)的綠色發(fā)展道路上闊步前行。圖撲軟件順應碳中和大勢，應用數字孿生技術，助力用戶構建先進實用、自主可控、完備可靠的數據中心 3D 可視化解決方案。 通過數據中心 3D 全息視圖將數據中心機房內多個分散的監(jiān)控系統(tǒng)和運維流程歸集融合，橫向打通數據中心信息管理孤島，縱向對接上層事務處理與下層實時控制系統(tǒng)，增強各個子系統(tǒng)之間的協(xié)同能力。塑造全方位、多層次、立體化的資產管理、容量管理、動環(huán)管理、能耗管理監(jiān)管體系。 |
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