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前言

IDC（Internet Data Center，指互聯(lián)網）行業(yè)有這樣一句操作效率的名言："你無法控制沒有經過測量的事物。"言外之意：要想減少能源浪費情況就必須從最基本的測量開始。但如果無法得知能源都用到了什么地方的話，管理人員就無法知悉將重點放哪。

本文介紹通過 HT打造一個完整的三維數據中心可視化系統(tǒng)。在實現(xiàn)傳統(tǒng)的數據中心監(jiān)控可視化的功能外，添加了極具圖撲特色的設計元素，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，為枯燥的場景增添了一抹獨特的節(jié)奏與氣韻。

系統(tǒng)分析

宏觀到微觀，逐級下鉆

利用三維虛擬仿真技術對三維地球進行立體全景展示，通過采用 HT 的球體模型加以匹配地理環(huán)球貼圖來實現(xiàn)該效果。并可通過接入各個數據中心的經緯度信息自動生成坐標點的位置，直觀展示分布在全球各地的數據中心。雖然 HT 也整合了開源 Cesuim 的方案實現(xiàn) GIS 的功能，該方式完全不必采用 WebGIS 相關功能模塊，而是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，相比之下采用該方案來實現(xiàn)會更加輕量快捷，甚至不需要建模的介入就可以完成，極大降低了實施成本和周期。

雖然無法通過 LOD 動態(tài)加載出地圖細節(jié)，但場景交互設計還能夠更加自由發(fā)揮出各種視覺效果，例如通過交互、切換場景等實現(xiàn)逐級下鉆，實現(xiàn)了從地球-區(qū)域-園區(qū)-機房-機柜設備的逐級下鉆的功能，場景過度順滑自然。

通過點擊對應區(qū)域，逐層下鉆到數據中心的園區(qū)外景。整體場景采用了輕量化建模的方式，對數據中心所在園區(qū)、樓宇樣貌進行高精度建模還原，支持 360 度觀察虛擬園區(qū)，通過 HT 自帶交互，即可實現(xiàn)鼠標的旋轉、平移、拉近拉遠操作，同時也實現(xiàn)了觸屏設備的單指旋轉、雙指縮放、三指平移操作不必再為跨平臺的不同交互模式而煩惱。

這是個問答小模塊

很多未做過可視化項目的會有疑問？

1、如何完成這樣一個園區(qū)的三維建模？

常規(guī)情況下可通過提供衛(wèi)星云圖、效果圖、鳥瞰圖、CAD圖、現(xiàn)場照片等資料，由設計師進行輕量化建模。

2、目前手頭有 BIM 的模型信息，是否能夠直接用于這個場景的展示？

BIM 模型除了包含基本模型形狀外，還包含了大量業(yè)務和層次結構信息，所以一般 BIM 文件都非常大，幾百 MB 到上 GB 的都有，這對于采用所有展示內容都是實時加載的 Web 便是最大的困難點。雖然 HT 也提供了讀取 BIM IFC 格式的內容，通過動態(tài)加載部分信息再在 Web 上進行實時渲染展示，但是在實際的項目執(zhí)行過程中，還需要考慮各方因素，需要具體分析能否直接使用。大多數BIM都是工程使用，主要以呈現(xiàn)工程細節(jié)為主，在美觀效果上還是重新建模能達到更好的效果。

3、除了人工建模，是否還有其它方式？

目前可以通過無人機航拍生成傾斜攝影模型，再通過 GIS 方案展示出來。當然航拍的方式一般風格比較固定，該是什么樣，拍出來不會有太大差距，如遇到一些老舊廠區(qū)，跟之前頁面效果可能格格不入，包括 BIM 的方式，也大部分是比較丑的，所以輕量化重新建模的方式，設計師就有 設計 的發(fā)揮空間，創(chuàng)造更多美學上的都關系，如這個有山有水的園區(qū)，一眼必是 中國造 的。

動力監(jiān)控可視化

IDC 能耗與管控系統(tǒng)作為一個大型整體的數據中心展示系統(tǒng)，在宏觀使用場景下，將會更加關注整體數據。通過對接區(qū)域內的數據中心數量信息、能耗情況、節(jié)能信息、節(jié)能同比等，最大限度的幫助決策者觀察到各類的對象，為決策者貼心打造數據智能決策平臺。

同時作為一個監(jiān)控系統(tǒng)，預警、告警不可少。對接感知網絡數據，通過事件列表展示后臺實時推送的數據信息，實現(xiàn)顯示數據實時感知，設定預警閥值實現(xiàn)數據監(jiān)測預警，有效監(jiān)控監(jiān)測數據業(yè)務數據運行態(tài)勢。 PUE （Power Usage Effectiveness），作為評價數據中心能源效率的指標，通過數據面板直觀展示。

資產管理可視化

資產可視化模塊將會隨著層級關系的遞進查看不同下鉆層級的資產狀況。資產管理模塊具備全生命周期管理功能，通過后臺數據接口實現(xiàn)了自動上下架，無需人工手動操作，以接口數據來保證展示內容的準確性，最終集成了平臺上的所有設施設備。通過 3D 視圖進行關鍵信息查看，如虛擬機、系統(tǒng)進程、磁盤空間占用以及其他實時的數據監(jiān)控?？沙尸F(xiàn)資產的信息，包括但不限于設備類型、型號、采購及上架日期、位置、維保等信息，并自動刷新設備現(xiàn)有位置信息。

模塊中支持對場景內的設備進行模糊查找和定位，鏡頭自動移動到定位設備的當前位置，點擊即可彈出相關設備信息，輔助運維管理人員快速查找所需的設備。滿足不同類型資產的運維管理特性，確保資產信息完整無誤且有據可循。

容量管理可視化

可視化不僅僅能將肉眼所見的對象用圖像描繪出來，也能將設備的信息狀態(tài)形式表達出來。通過機位、U位、承重、功耗等各種可視化圖表，機房運維人員將更加清晰的掌握當前的容量情況，如當前機房的電力負載、機柜剩余空間、機房各區(qū)域承重情況以及存儲的容量情況，都可以形象直觀的表達出來，有效管理機房的容量資源，讓機房的各類資源負載倍加均衡。

容量可視化管理功能還支持通過空間搜索功能，對于已用空間和可用空間進行精確統(tǒng)計和展現(xiàn)。協(xié)助人員迅速找到合適新增設備的上架空間，精確定位所需空間。主要功能介紹如下：

可視化機位：透視當前數據中心環(huán)境中，已使用機位數量與剩余機位數量情況。可視化U位：透視每個機柜的U位使用情況?？梢暬兄兀和敢暶總€機柜的承重負荷情況?？梢暬模和敢暶總€機柜的總功耗情況，進而了解機房的能耗分布情況。當與監(jiān)控可視化相結合時，便實現(xiàn)了與動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的PDU（Power Distribution Unit，電源分配單元）監(jiān)控集成，機柜實時功率分布統(tǒng)計和機房PUE（Power Usage Effectiveness）的展示。能按不同區(qū)域查看能耗的用量，如樓層、房間、機柜進行查找和統(tǒng)計。運維人員不再需要通過原始數據去推理建立心理形象，而是直接用感官快速理解情況。

管線可視化

管線可視化內容通常分為網絡鏈路可視化、暖通管道可視化、電氣線路可視化等管線類型的可視化展示。如果使用傳統(tǒng)的人工建模方式，通常成本費用較高、實施周期較長，且搭建出來的可視化內容在場景中的使用意義不大，并且可視化的方向在于監(jiān)管業(yè)務數據，而非真實意義上的管線排布。

因此 HT 推出基于管線可視化的獨特算法用于生成設備與設備之間相連的管線生成，包括網絡接口、暖通管線（水冷空調、水塔、冷水機組、冷卻泵、恒濕機）人工建?；驍祿桑?、電氣管線（變壓器、配電箱、電池組、電池柜、電力監(jiān)控通訊柜、開關柜、主控柜）等鏈路可視化功能。系統(tǒng)可與網絡線路、電氣、暖通自控系統(tǒng)進行數據對接，通過算法自動排布生成管線，以可視化及動畫形式展現(xiàn)設備的運行狀態(tài)和連接狀態(tài)，因此連接關系和鏈路走向都能讓運維人員了然于目。

動環(huán)監(jiān)控可視化

3D 空間內展現(xiàn)了對整個數據中心動環(huán)資源實時的管理與監(jiān)控（包括UPS、自動旁路、空調送風等狀態(tài)），對設備資源進行狀態(tài)查詢、參數監(jiān)測、預警告警等智能監(jiān)測功能。以壓縮機、冷凝器、列頭柜各回路參數（電壓、電流、功率因數）等設備為主要監(jiān)測，監(jiān)視設備開關狀態(tài)以及設備參數變化的記錄和報警處理。

（1）UPS 監(jiān)控

監(jiān)測設備的參數和狀態(tài)，參數包括輸入輸出電壓、電流、功率、蓄電池組的電壓、溫度等；狀態(tài)包括整流器、逆變器、電池、負載等部件的狀態(tài)，顯示和記錄各參數的變化曲線，并對各類報警狀態(tài)進行記錄和報警處理?？蓪崿F(xiàn)機柜實時功率分布統(tǒng)計并按不同區(qū)域（樓層、房間、機柜）查看和統(tǒng)計設備能耗的用量。

（2）三維熱力云圖

通過對接數據中心內的物聯(lián)網設備（溫濕度傳感器），獲取到場景中的溫度點位信息，渲染出三維的熱力云圖效果。目前很多數據中心已經垂直安裝使用了低中高垂直方向的傳感器，傳統(tǒng)的熱力云圖是將將渲染出來的圖片貼合到平面地板上，使用三維的熱力云圖，可以帶來更直觀的視覺體驗，可以更快定位每個機柜上的設備發(fā)熱情況。

（3）氣流感知模擬

依照溫濕度傳感器傳達的數據，形成實時氣流組織分布圖 CFD （Computational Fluid Dynamics），使其清晰地看到機房內冷熱氣流流向和分布情況。

（4）節(jié)能監(jiān)控

當前，降低制冷系統(tǒng)的能耗是數據中心規(guī)劃建設的基本準則，且影響著數據中心建設效益。采用可視化節(jié)能策略，利用系統(tǒng)提供的智能算法，計算當前設備和環(huán)境溫度,自動給出各個制冷設備的最佳功率。優(yōu)化數據中心空調氣流，達到降低能耗，有效制冷的科學應用。

實時統(tǒng)計全年節(jié)能電量以及節(jié)能收益情況。

（5）門禁監(jiān)控

三維可視化在門禁監(jiān)控層面主要是與視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)及門禁系統(tǒng)進行集成，能展示所有視頻安防監(jiān)控點和門禁的位置，能查看人員歷史進出信息、攝像頭實時視頻，對于故障和預警的設備還可以清楚直觀的在場景中展示出來。其中對于視頻流監(jiān)控 HTML5 原生僅支持 MP4、OGG等，并不能支持目前實時視頻流的 RTSP 等視頻的播放，常見的解決方式是可通過轉碼服務來實現(xiàn)在網頁上播放視頻。同時視門禁監(jiān)控還可以支持人臉識別（識別錯誤抓拍記錄）進出、刷卡進出（非法刷卡抓拍記錄）乃至新興的視頻融合技術（采用貼圖+算法處理不規(guī)則形狀、視頻校正、色彩校正的方式實現(xiàn)），以此來達到場景中虛實結合一體化監(jiān)控的效果。

（6）預警告警

系統(tǒng)內具有完善的故障預警告警、事件自診斷、分析等功能，對于超過性能閾值的性能指標系統(tǒng)，能夠進行故障告警或預警并通知相應的運維管理人員，并做到保存歷史信息和報警事件。

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)目的是為了將上述各自獨立又或部分關聯(lián)的設備監(jiān)控起來，實現(xiàn)了機房設備的集中統(tǒng)一管理。

總結

圖撲軟件（Hightopo）的數據中心 3D 可視化系統(tǒng)將多種復雜的管理系統(tǒng)信息聚集在虛擬仿真環(huán)境下，以人類最直觀的理解形式展現(xiàn)，大幅度提升了信息交互和操控的效率，減少時間損耗和信息的浪費，保證信息的及時性和準確性。

繼而實現(xiàn)了數據中心端到端的 IT 可視化，強化 IT 管制手段和管理水平，包括縮短響應時間加速排障，提升資源利用率和運營效率過程，最終完成對數據中心高效綠色智能化運營。由此為數據中心科學決策有效管理打下夯實的基礎。您可以至圖撲軟件官網查看更多案例及效果。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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