摘要：為了更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排和資源利用，解決能耗高、能效差、容量利用率低和運(yùn)維成本高等問題，上海自主研發(fā)了數(shù)據(jù)中心一體化運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)首次應(yīng)用了數(shù)字孿生技術(shù)，并將上海港“三地四中心”的數(shù)據(jù)中心建筑、機(jī)柜及機(jī)柜內(nèi)的IT設(shè)備作為主要孿生對(duì)象。通過集成各個(gè)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)資源，系統(tǒng)構(gòu)建了3D可視化分析模塊、能耗管理模塊、容量管理模塊和流程管理模塊等功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)上海港數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)情況的智能化管理。經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用表明，通過將數(shù)字孿生技術(shù)深度融合到上海港數(shù)據(jù)中心管理中，以數(shù)據(jù)為核心生產(chǎn)要素，不僅能夠助力上海港數(shù)據(jù)中心綠色、智慧、安全發(fā)展，也能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做出應(yīng)用貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心；數(shù)字孿生；能耗管理；容量管理 流程管理；3D可視化

隨著我國(guó)大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代數(shù)字技術(shù)的蓬勃發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，也成了信息化底層建設(shè)的基礎(chǔ)。然而，數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展也帶來(lái)了能源消耗的不斷攀升，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為中國(guó)第九大高排放產(chǎn)業(yè)。對(duì)于上海港數(shù)據(jù)中心而言，為了滿足港口碼頭生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的需求，數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大，先后建設(shè)了四個(gè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房。但隨著規(guī)模的擴(kuò)大，容量利用率低下的問題也日益凸顯，多數(shù)數(shù)據(jù)中心的容量利用率不足70%。這導(dǎo)致了不必要的資源浪費(fèi)和無(wú)效排放的發(fā)生。為了解決這些難題，上海港自主研發(fā)了數(shù)據(jù)中心一體化運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)（IMMS）。該系統(tǒng)應(yīng)用了數(shù)字孿生技術(shù)，是在上海港數(shù)據(jù)中心的首次創(chuàng)新應(yīng)用。系統(tǒng)以上海港“三地四中心”的數(shù)據(jù)中心建筑、機(jī)柜及各種IT設(shè)備為主要孿生對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了對(duì)資產(chǎn)數(shù)據(jù)和運(yùn)維數(shù)據(jù)的智能化管理。通過模擬數(shù)據(jù)中心建筑物、樓層布局、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)鏈路，IMMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心的透明化管理。

一、總體方案設(shè)計(jì)

IMMS系統(tǒng)是一種以上海港數(shù)據(jù)中心為核心主體的一體化管控平臺(tái)，旨在為數(shù)據(jù)中心的日常運(yùn)營(yíng)管理提供服務(wù)。該系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)模式，采用數(shù)字孿生技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行研發(fā)，并利用大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)中心的各項(xiàng)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理和整理。在系統(tǒng)開發(fā)過程中，IMMS系統(tǒng)進(jìn)行了平臺(tái)框架設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)中心的3D可視化、能耗管理、容量管理和流程管理等功能進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)。

IMMS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)核心包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、算法優(yōu)化、規(guī)范管理、三維展示幾個(gè)方面。

實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)機(jī)柜的空間、電量、制冷等容量信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，并與多個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

算法優(yōu)化。利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)冷源系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和IT設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

規(guī)范管理。采用IT服務(wù)管理（ITSM）的標(biāo)準(zhǔn)化流程管理，確保數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維流程符合規(guī)范。

三維展示。通過數(shù)字孿生等3D可視化展示，對(duì)數(shù)據(jù)中心的建筑空間、架構(gòu)、機(jī)柜、設(shè)備、鏈路進(jìn)行孿生體建模，同時(shí)把能耗、制冷、空間、承重等數(shù)據(jù)信息嵌入到數(shù)字孿生展示中，提供直觀、全面的信息呈現(xiàn)，從而為數(shù)據(jù)中心運(yùn)維集中管理提供數(shù)據(jù)支撐。

（一）系統(tǒng)架構(gòu)

IMMS系統(tǒng)技術(shù)框架由信息采集層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、交互展示層、用戶管控層組成，如圖1所示。

圖1 IMMS技術(shù)框架

1.信息采集層

采集層主要用物聯(lián)網(wǎng)的思路，通過智能PDU、溫濕度采集、串口服務(wù)器、環(huán)控接口等設(shè)備采集，使用Databus數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和上傳。其中，分布式數(shù)據(jù)采集服務(wù)使用Databus Core技術(shù)，分布式采集代理服務(wù)使用Databus Agent技術(shù)。

2.數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層采用大數(shù)據(jù)開發(fā)框架，主要負(fù)責(zé)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行集群存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)清洗、分層管理、模型設(shè)立和優(yōu)化。其中集群存儲(chǔ)使用Hadoop和Hbase，消息總線使用Kafka。

3.業(yè)務(wù)應(yīng)用層

業(yè)務(wù)應(yīng)用層負(fù)責(zé)IMMS系統(tǒng)基于高可用、高并發(fā)和IT服務(wù)管理（ITSM）標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。該層主要針對(duì)IMMS系統(tǒng)的具體業(yè)務(wù)需求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)和開發(fā)，以滿足數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)管理的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

4.交互展示層

交互展示層采用數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)。其中數(shù)字孿生是基于數(shù)據(jù)中心的實(shí)際場(chǎng)景構(gòu)建虛擬的孿生體對(duì)象，并利用3D虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行建模和映射，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心的數(shù)字化展示和仿真。在具體實(shí)施過程中，數(shù)字孿生會(huì)根據(jù)IDC園區(qū)建筑、機(jī)房輔助空間、設(shè)備空間、冷通道、機(jī)柜布置以及柜內(nèi)設(shè)備等實(shí)景進(jìn)行建模。

5.用戶管控層

用戶控制層主要提供人機(jī)交互界面，以支持用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和管理。系統(tǒng)通過用戶界面（UI）提供各級(jí)系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)界面上提供的功能和選項(xiàng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取、策略實(shí)施、直觀展示和命令發(fā)布等操作。用戶可以通過系統(tǒng)界面獲取數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和報(bào)表數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)可以幫助用戶全面了解數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)和性能，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策制定。

（二）物理架構(gòu)

IMMS的物理架構(gòu)由設(shè)備層、采集層、服務(wù)層、展示層組成，詳見圖2。

1.設(shè)備層

設(shè)備層包括采集設(shè)備溫濕度采集器、智能PDU，串口服務(wù)器、列頭柜和配電柜、列間空調(diào)等。這些設(shè)備通過工業(yè)連接器設(shè)置北向數(shù)據(jù)接口，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、測(cè)量和感知，包括能耗、環(huán)境控制等信息數(shù)據(jù)。為了保證設(shè)備的質(zhì)量和性能，采集設(shè)備通常需要符合常見的認(rèn)證要求，如ISO9001、ISO14001、ISO45001、3C、CQC、CE、IMQ等。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和分布式處理，系統(tǒng)采用了Dubbo分布式采集框架進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.采集層

采集層負(fù)責(zé)將設(shè)備層的數(shù)據(jù)通過串口服務(wù)器以TCP/IP和Modbus協(xié)議接入局域網(wǎng)，并將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)層。

3.服務(wù)層

服務(wù)層涉及開發(fā)、測(cè)試、推廣所使用的服務(wù)器環(huán)境以及相關(guān)設(shè)備。其中，服務(wù)器集群通過LVS（Linux Virtual Server）搭建，操作系統(tǒng)使用Ubuntu20.04，微服務(wù)開發(fā)工具使用Spring Cloud，采集服務(wù)器搭建采用Databus Server+Agent，大數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)使用TDH（Hadoop+Hbase），雙機(jī)冗余和負(fù)載均衡使用Keepalived等工具。

二、功能模塊設(shè)計(jì)

IMMS系統(tǒng)主要由3D可視、能耗、容量、流程等四大管理功能模塊組成。該系統(tǒng)采用B/S模式設(shè)計(jì)，基于數(shù)字孿生的虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)，使用微服務(wù)開發(fā)架構(gòu)。系統(tǒng)具有高可用性、高并發(fā)性和易操作性等特點(diǎn)。在系統(tǒng)的研發(fā)和實(shí)施部署過程中，信息系統(tǒng)安全要求被充分考慮。IMMS系統(tǒng)在上港集團(tuán)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房進(jìn)行了實(shí)施和推廣。它解決了上海港“三地四中心”集中管控、運(yùn)維和管理決策的難題。

（一）3D可視化

3D可視化包括能效可視化、容量可視化、溫度云圖可視化、環(huán)境可視化、告警可視化和監(jiān)控可視化等內(nèi)容。它利用數(shù)字孿生的開發(fā)技術(shù)，通過多場(chǎng)景動(dòng)態(tài)加載和渲染展示，展示數(shù)據(jù)中心的全局和局部景象。展示方式可以通過大屏、立體息影和VR眼鏡等設(shè)備進(jìn)行逐級(jí)演進(jìn)式和自由轉(zhuǎn)換場(chǎng)景，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息嵌入到展示場(chǎng)景中。通過豐富多彩的色彩、詳實(shí)的內(nèi)容和精確的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)預(yù)警，支持管理者從更高維度進(jìn)行規(guī)劃、分析和決策。同時(shí)，3D可視化還支持授權(quán)交互，使維護(hù)工程師能夠及時(shí)獲取信息，提高故障處理效率。整體來(lái)說，3D可視化實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的集中管控、安全運(yùn)營(yíng)和直觀展示，是上海港“智慧港口”戰(zhàn)略在數(shù)據(jù)中心管理中的創(chuàng)新應(yīng)用。

在3D可視化中，實(shí)體場(chǎng)景包括數(shù)據(jù)中心建筑、輔助功能區(qū)、機(jī)房機(jī)柜、服務(wù)器、強(qiáng)弱電鏈路等。數(shù)字孿生技術(shù)通過數(shù)據(jù)處理、建模和仿真，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化建模映射。該功能不僅具備全局展示、漸入式演示和沉浸式訪問等展現(xiàn)模式，還實(shí)現(xiàn)了IT設(shè)施、動(dòng)環(huán)、容量、鏈路和告警的可視化。通過數(shù)據(jù)模擬、分析、預(yù)測(cè)和驗(yàn)證，為管理者提供決策依據(jù)。

（二）能耗管理

能耗管理主要以PUE（Power Usage Effectiveness）量化指標(biāo)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)和研發(fā)。該功能使用控制變量法建模，通過測(cè)算運(yùn)行變量參數(shù)，并進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和權(quán)重計(jì)算，獲取對(duì)PUE的影響權(quán)重值。通過歷史積累數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和設(shè)計(jì)分析，得到最佳的設(shè)定值，并通過展示模塊實(shí)時(shí)展。運(yùn)行變量參數(shù)包括PUE、能耗趨勢(shì)設(shè)計(jì)、耗電量分布等指標(biāo)。能耗管理功能的工作過程如下：

①能耗數(shù)據(jù)采集和歷史能耗數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：采集數(shù)據(jù)中心的能耗數(shù)據(jù)，并將歷史能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

②數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)集合、數(shù)據(jù)脫敏、噪聲消除和數(shù)據(jù)備份等操作。

③統(tǒng)計(jì)分析：對(duì)功耗序列數(shù)據(jù)進(jìn)行波動(dòng)模式分析，提取重要的數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行匯總、關(guān)聯(lián)分析和報(bào)表定制等操作。

④預(yù)測(cè)決策：利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法設(shè)計(jì)時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型，包括前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)LSTM。利用計(jì)算單點(diǎn)時(shí)隙值預(yù)測(cè)未來(lái)的能耗值，并使用LSTM對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行校正，以得到更準(zhǔn)確穩(wěn)定的預(yù)測(cè)結(jié)果。

能耗管理由數(shù)據(jù)采集、分析、指標(biāo)和展示、告警、報(bào)表、集中監(jiān)控、用能設(shè)備管理和PUE測(cè)算等子模塊組成。通過這些功能，IMMS系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析數(shù)據(jù)中心的能耗情況，并提供相關(guān)的指標(biāo)和報(bào)表，幫助管理者進(jìn)行能耗管理和決策。同時(shí)，系統(tǒng)還支持集中監(jiān)控和告警功能，以提供及時(shí)的異常警報(bào)和故障處理。

（三）容量管理

容量管理主要以空間、電力和制冷量三個(gè)維度的容量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行功能研發(fā)和設(shè)計(jì)，其目標(biāo)是提升數(shù)據(jù)中心的能效比和使用密度，提高設(shè)備的使用效率，并實(shí)現(xiàn)整體的管控和合理的資源規(guī)劃。容量管理的數(shù)據(jù)獲取主要來(lái)源如下：①空間U位數(shù)據(jù)：通過資產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入獲取。②電力數(shù)據(jù)：從能耗管理模塊獲取。③制冷量數(shù)據(jù)：通過環(huán)境監(jiān)控和溫濕度采集器獲取。該功能通過對(duì)容量歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，生成樹狀圖或曲線趨勢(shì)展示圖。容量預(yù)測(cè)可以通過容量分布圖了解機(jī)房的容量使用情況，進(jìn)行容量模擬分析，預(yù)測(cè)容量變化對(duì)IT設(shè)備規(guī)模和設(shè)備上架的影響，提供機(jī)房設(shè)備擴(kuò)容的指導(dǎo)決策和規(guī)劃。容量展示采用3D圖進(jìn)行展示，通過色彩顯示對(duì)應(yīng)的容量監(jiān)控狀態(tài)，展示內(nèi)容包括IT供電容量、機(jī)房空間容量、機(jī)房溫濕度和制冷容量等。

容量管理功能由電力、制冷、空間、全局分析、分層分析、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)留和設(shè)備上架智能推薦、容量模擬、資源預(yù)占、變更追蹤等子模塊組成。通過這些子模塊，IMMS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心容量的全面管理和規(guī)劃，確保合理的資源使用和容量部署。

（四）流程管理

流程管理是基于IT服務(wù)管理（ITSM）標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行規(guī)劃、研發(fā)和設(shè)計(jì)的，其基礎(chǔ)工作有日常巡檢、應(yīng)用發(fā)布和更新、突發(fā)事件處理三類，且包含事件、問題、配置、變更、工程等多個(gè)子模塊，詳見圖3。

在流程管理中，主要使用Activiti工作流BPM引擎、表單設(shè)置引擎等工具進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。它提供了一系列功能和服務(wù)，包括流程審批模板、移動(dòng)審批工具、智能巡檢、臺(tái)賬記錄、公告互聯(lián)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、時(shí)效分析、流程監(jiān)控、業(yè)務(wù)定時(shí)提醒、電子簽名、反饋記錄、工單定制、變更審核等。同時(shí)，流程管理通過規(guī)范化的流程設(shè)計(jì)和管理，節(jié)點(diǎn)間可以自由轉(zhuǎn)換。此外，通過綜合使用CMDB配置、資產(chǎn)、智能巡檢機(jī)器人、人員組織、知識(shí)庫(kù)、培訓(xùn)和供應(yīng)商等資源，流程管理實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)化管理、無(wú)紙化運(yùn)維和主動(dòng)式維護(hù)等目標(biāo)。它構(gòu)建了一個(gè)統(tǒng)一完整的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)管理體系，確保數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)按照管理要求進(jìn)行。流程管理由事件、問題、配置、變更、工程等功能子模塊組成。

三、關(guān)鍵技術(shù)

（一）數(shù)字孿生概念

數(shù)字孿生是一種基于“實(shí)踐先行、概念后成”的數(shù)字化理念和技術(shù)手段[1]。它利用實(shí)體的物理特征構(gòu)建模型，并結(jié)合各類傳感器采集的實(shí)時(shí)信息和歷史數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)特征匹配，使用數(shù)學(xué)算法、幾何特征、測(cè)距規(guī)則等進(jìn)行虛擬仿真映射過程。與實(shí)體進(jìn)行對(duì)比，數(shù)字孿生仿真體系能夠反映實(shí)體的全生命周期過程，并在統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)決策、直觀展示等方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

（二）數(shù)字孿生技術(shù)

概況來(lái)講，數(shù)字孿生在數(shù)據(jù)中心“智能管控”和“可視化管理”中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

①三維可視化：通過WebGL中的3D繪圖協(xié)議實(shí)現(xiàn)三維可視化，使用逐級(jí)放大的方式進(jìn)行3D瀏覽。

②前端開發(fā)工具和場(chǎng)景管理：使用微框架vue-cli3和Element-UI作為前端開發(fā)工具，通過Unity3D的Scenes場(chǎng)景管理器實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景動(dòng)態(tài)加載。數(shù)字孿生體模型使用Unity的DownloadHandlerAssetBundle組件從服務(wù)器中拉取并放置到AssetBundle包中供使用。設(shè)計(jì)應(yīng)用級(jí)接口由ActiveMQ、WebService、RESTFul等組成，以支持后期的橫向擴(kuò)展、升級(jí)更新和運(yùn)維管理等需求。

③可視化告警信息匯總展示：采用Dashboard智能儀表盤的數(shù)字虛擬化工具展示可視化告警信息。這個(gè)工具具有豐富的展示效果和可交互性，可以自由設(shè)置故障告警規(guī)則，并支持歷史告警和活動(dòng)告警的告警機(jī)制。采用告警表達(dá)式頻率抑制等方法，可以實(shí)現(xiàn)告警信息的實(shí)時(shí)、延時(shí)、過濾和壓制，以預(yù)防告警風(fēng)暴和抑制瞬間告警。

④資產(chǎn)可視化：采用Unity UIWidgets中的ListView Custom組件實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)可視化，滿足資產(chǎn)型號(hào)多變和孿生體建模的時(shí)時(shí)變更需求。

⑤能耗可視化：使用基于UGUI的Unity-XCharts數(shù)據(jù)可視化圖表插件展示能耗信息。圖表展示包括儀表盤、環(huán)形圖、熱力圖、折線圖、雷達(dá)圖、散點(diǎn)圖、柱狀圖、餅圖、極坐標(biāo)等類型。通過定時(shí)拉取后端接口數(shù)據(jù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，并使用Prefab預(yù)制體和代碼設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)圖表參數(shù)的豐富配置。

⑥容量可視化：采用“整體請(qǐng)求－分發(fā)－展示”的方式來(lái)避免海量請(qǐng)求造成的網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)。整體請(qǐng)求是定時(shí)請(qǐng)求整個(gè)樓層內(nèi)機(jī)柜的容量信息，數(shù)據(jù)更新到資產(chǎn)和容量展示組件中。容量展示根據(jù)利用率填充色塊的相對(duì)高度顯示，并通過Unity腳本生命周期的Update實(shí)現(xiàn)填充色塊的漸進(jìn)式增長(zhǎng)。容量展示支持連續(xù)U位的機(jī)柜，并使用Long型的數(shù)值存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)值，以表示機(jī)柜U位的占用情況。

⑦溫度云圖可視化：主要通過使用Cg/HLSL編寫的Shader程序進(jìn)行溫度云圖的前端渲染。這種方式具有渲染效果好、代碼重復(fù)應(yīng)用率高以及跨平臺(tái)等優(yōu)點(diǎn)。

⑧采集日志：采用SNMPTrap、Syslog等協(xié)議進(jìn)行日志采集。

四、應(yīng)用效果與未來(lái)規(guī)劃

數(shù)據(jù)中心一體化管理系統(tǒng)能夠顯著提高能源利用效率、增加容量密度，并降低數(shù)據(jù)中心的能耗。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)中心的集中管控、3D可視化展示、能耗精確統(tǒng)計(jì)以及容量的有效統(tǒng)計(jì)和展示，同時(shí)規(guī)范了數(shù)據(jù)中心流程，推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的綠色可持續(xù)發(fā)展。

目前，該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于上海港數(shù)據(jù)中心，并取得了顯著效果。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠降低能源消耗15%以上，提高設(shè)備利用率10%以上。此外，引入流程管理后，業(yè)務(wù)部門的效率也得到了30%以上的有效提升。

IMMS系統(tǒng)將繼續(xù)在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)方面進(jìn)行精細(xì)化管理，并與上海港數(shù)據(jù)中心作為智慧港口建設(shè)的核心基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合。未來(lái)的發(fā)展方向?qū)⒅匮芯咳绾闻c港口其他運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，進(jìn)一步提高港口運(yùn)營(yíng)效率。通過分析各個(gè)碼頭資源使用特征，優(yōu)化配置并共享數(shù)據(jù)中心資源，以提高資源利用率。

五、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)中心一體化智能管理系統(tǒng)利用數(shù)字孿生技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法等新一代信息技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行一體化管控。該系統(tǒng)支持3D可視化分析、能耗管理、容量管理和流程管理，符合ITSM的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)維服務(wù)流程。該系統(tǒng)在上海港數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了首次創(chuàng)新應(yīng)用，以上海港“三地四中心”的數(shù)據(jù)中心建筑、機(jī)柜及柜內(nèi)IT設(shè)備作為主要孿生對(duì)象。借助多場(chǎng)景建筑模型，系統(tǒng)能夠直觀地展示上海港數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)情況。通過靈活的空間管理、一體化的監(jiān)控管理、立體的資產(chǎn)管理以及直觀的能耗分析，實(shí)現(xiàn)了資產(chǎn)數(shù)據(jù)和運(yùn)維數(shù)據(jù)的智能化管理。系統(tǒng)借此推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的降本增效、節(jié)能減排，促進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展。不僅如此，IMMS系統(tǒng)的研發(fā)和在上海港數(shù)據(jù)中心的實(shí)施推廣，不僅響應(yīng)了國(guó)家“碳達(dá)峰、碳中和”發(fā)展戰(zhàn)略，同時(shí)也符合上港集團(tuán)建設(shè)“智慧港口”和“綠色集約”數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃。

作者單位：殷力 上海海勃物流軟件有限公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 張?zhí)戾Ш?數(shù)字孿生綜述[C]// 2019中國(guó)系統(tǒng)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)高層論壇.

[2] 張?zhí)靷?淺談數(shù)字孿生技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用及思考[J]. 智能建筑， 2021（8）：27-29.

殷力（1979.04-），男，漢族，上海，本科，信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師，研究方向：信息系統(tǒng)。