前言

IDC（Internet Data Center，指互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）行業(yè)有這樣一句操作效率的名言："你無法控制沒有經(jīng)過測量的事物。"言外之意：要想減少能源浪費(fèi)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(diǎn)放哪。

本文介紹通過 HT打造一個(gè)完整的三維數(shù)據(jù)中心可視化系統(tǒng)。在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心監(jiān)控可視化的功能外，添加了極具圖撲特色的設(shè)計(jì)元素，將中國的水墨畫融合進(jìn)了平時(shí)枯燥的運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)中，為枯燥的場景增添了一抹獨(dú)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(shù)對三維地球進(jìn)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(shí)現(xiàn)該效果。并可通過接入各個(gè)數(shù)據(jù)中心的經(jīng)緯度信息自動(dòng)生成坐標(biāo)點(diǎn)的位置，直觀展示分布在全球各地的數(shù)據(jù)中心。雖然 HT 也整合了開源 Cesuim 的方案實(shí)現(xiàn) GIS 的功能，該方式完全不必采用 WebGIS 相關(guān)功能模塊，而是通過簡單的三角函數(shù)進(jìn)行球體坐標(biāo)算法運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，相比之下采用該方案來實(shí)現(xiàn)會(huì)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(shí)施成本和周期。

雖然無法通過 LOD 動(dòng)態(tài)加載出地圖細(xì)節(jié)，但場景交互設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)逐級下鉆，實(shí)現(xiàn)了從地球-區(qū)域-園區(qū)-機(jī)房-機(jī)柜設(shè)備的逐級下鉆的功能，場景過度順滑自然。

通過點(diǎn)擊對應(yīng)區(qū)域，逐層下鉆到數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心所在園區(qū)、樓宇樣貌進(jìn)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(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的旋轉(zhuǎn)、平移、拉近拉遠(yuǎn)操作，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了觸屏設(shè)備的單指旋轉(zhuǎn)、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(gè)問答小模塊

—— 很多未做過可視化項(xiàng)目的會(huì)有疑問？

1、如何完成這樣一個(gè)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(shè)計(jì)師進(jìn)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(gè)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(wù)和層次結(jié)構(gòu)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(nèi)容都是實(shí)時(shí)加載的 Web 便是最大的困難點(diǎn)。雖然 HT 也提供了讀取 BIM IFC 格式的內(nèi)容，通過動(dòng)態(tài)加載部分信息再在 Web 上進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染展示，但是在實(shí)際的項(xiàng)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(shù)BIM都是工程使用，主要以呈現(xiàn)工程細(xì)節(jié)為主，在美觀效果上還是重新建模能達(dá)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(jī)航拍生成傾斜攝影模型，再通過 GIS 方案展示出來。當(dāng)然航拍的方式一般風(fēng)格比較固定，該是什么樣，拍出來不會(huì)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(shè)計(jì)師就有“設(shè)計(jì)”的發(fā)揮空間，創(chuàng)造更多美學(xué)上的都關(guān)系，如這個(gè)有山有水的園區(qū)，一眼必是“中國造”的。

動(dòng)力監(jiān)控可視化

IDC 能耗與管控系統(tǒng)作為一個(gè)大型整體的數(shù)據(jù)中心展示系統(tǒng)，在宏觀使用場景下，將會(huì)更加關(guān)注整體數(shù)據(jù)。通過對接區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)中心數(shù)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(shù)據(jù)智能決策平臺。

同時(shí)作為一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，預(yù)警、告警不可少。對接感知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，通過事件列表展示后臺實(shí)時(shí)推送的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)感知，設(shè)定預(yù)警閥值實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)警，有效監(jiān)控監(jiān)測數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)運(yùn)行態(tài)勢。 PUE （Power Usage Effectiveness），作為評價(jià)數(shù)據(jù)中心能源效率的指標(biāo)，通過數(shù)據(jù)面板直觀展示。

資產(chǎn)管理可視化

資產(chǎn)可視化模塊將會(huì)隨著層級關(guān)系的遞進(jìn)查看不同下鉆層級的資產(chǎn)狀況。資產(chǎn)管理模塊具備全生命周期管理功能，通過后臺數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)上下架，無需人工手動(dòng)操作，以接口數(shù)據(jù)來保證展示內(nèi)容的準(zhǔn)確性，最終集成了平臺上的所有設(shè)施設(shè)備。通過 3D 視圖進(jìn)行關(guān)鍵信息查看，如虛擬機(jī)、系統(tǒng)進(jìn)程、磁盤空間占用以及其他實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)控。可呈現(xiàn)資產(chǎn)的信息，包括但不限于設(shè)備類型、型號、采購及上架日期、位置、維保等信息，并自動(dòng)刷新設(shè)備現(xiàn)有位置信息。

模塊中支持對場景內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行模糊查找和定位，鏡頭自動(dòng)移動(dòng)到定位設(shè)備的當(dāng)前位置，點(diǎn)擊即可彈出相關(guān)設(shè)備信息，輔助運(yùn)維管理人員快速查找所需的設(shè)備。滿足不同類型資產(chǎn)的運(yùn)維管理特性，確保資產(chǎn)信息完整無誤且有據(jù)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(shè)備的信息狀態(tài)形式表達(dá)出來。通過機(jī)位、U位、承重、功耗等各種可視化圖表，機(jī)房運(yùn)維人員將更加清晰的掌握當(dāng)前的容量情況，如當(dāng)前機(jī)房的電力負(fù)載、機(jī)柜剩余空間、機(jī)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(dá)出來，有效管理機(jī)房的容量資源，讓機(jī)房的各類資源負(fù)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(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)和展現(xiàn)。協(xié)助人員迅速找到合適新增設(shè)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(jī)位：透視當(dāng)前數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，已使用機(jī)位數(shù)量與剩余機(jī)位數(shù)量情況。可視化U位：透視每個(gè)機(jī)柜的U位使用情況。可視化承重：透視每個(gè)機(jī)柜的承重負(fù)荷情況。可視化功耗：透視每個(gè)機(jī)柜的總功耗情況，進(jìn)而了解機(jī)房的能耗分布情況。當(dāng)與監(jiān)控可視化相結(jié)合時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了與動(dòng)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(jī)柜實(shí)時(shí)功率分布統(tǒng)計(jì)和機(jī)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(jī)柜進(jìn)行查找和統(tǒng)計(jì)。運(yùn)維人員不再需要通過原始數(shù)據(jù)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(nèi)容通常分為網(wǎng)絡(luò)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(fèi)用較高、實(shí)施周期較長，且搭建出來的可視化內(nèi)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(wù)數(shù)據(jù)，而非真實(shí)意義上的管線排布。

因此 HT 推出基于管線可視化的獨(dú)特算法用于生成設(shè)備與設(shè)備之間相連的管線生成，包括網(wǎng)絡(luò)接口、暖通管線（水冷空調(diào)、水塔、冷水機(jī)組、冷卻泵、恒濕機(jī)）人工建模或數(shù)據(jù)生成）、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(guān)柜、主控柜）等鏈路可視化功能。系統(tǒng)可與網(wǎng)絡(luò)線路、電氣、暖通自控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，通過算法自動(dòng)排布生成管線，以可視化及動(dòng)畫形式展現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和連接狀態(tài)，因此連接關(guān)系和鏈路走向都能讓運(yùn)維人員了然于目。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控可視化

3D 空間內(nèi)展現(xiàn)了對整個(gè)數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)資源實(shí)時(shí)的管理與監(jiān)控（包括UPS、自動(dòng)旁路、空調(diào)送風(fēng)等狀態(tài)），對設(shè)備資源進(jìn)行狀態(tài)查詢、參數(shù)監(jiān)測、預(yù)警告警等智能監(jiān)測功能。以壓縮機(jī)、冷凝器、列頭柜各回路參數(shù)（電壓、電流、功率因數(shù)）等設(shè)備為主要監(jiān)測，監(jiān)視設(shè)備開關(guān)狀態(tài)以及設(shè)備參數(shù)變化的記錄和報(bào)警處理。

（1）UPS 監(jiān)控

監(jiān)測設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)，參數(shù)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(fù)載等部件的狀態(tài)，顯示和記錄各參數(shù)的變化曲線，并對各類報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行記錄和報(bào)警處理。可實(shí)現(xiàn)機(jī)柜實(shí)時(shí)功率分布統(tǒng)計(jì)并按不同區(qū)域（樓層、房間、機(jī)柜）查看和統(tǒng)計(jì)設(shè)備能耗的用量。

（2）三維熱力云圖

通過對接數(shù)據(jù)中心內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（溫濕度傳感器），獲取到場景中的溫度點(diǎn)位信息，渲染出三維的熱力云圖效果。目前很多數(shù)據(jù)中心已經(jīng)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(yàn)，可以更快定位每個(gè)機(jī)柜上的設(shè)備發(fā)熱情況。

（3）氣流感知模擬

依照溫濕度傳感器傳達(dá)的數(shù)據(jù)，形成實(shí)時(shí)氣流組織分布圖 CFD （Computational Fluid Dynamics），使其清晰地看到機(jī)房內(nèi)冷熱氣流流向和分布情況。

（4）節(jié)能監(jiān)控

當(dāng)前，降低制冷系統(tǒng)的能耗是數(shù)據(jù)中心規(guī)劃建設(shè)的基本準(zhǔn)則，且影響著數(shù)據(jù)中心建設(shè)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(jì)算當(dāng)前設(shè)備和環(huán)境溫度,自動(dòng)給出各個(gè)制冷設(shè)備的最佳功率。優(yōu)化數(shù)據(jù)中心空調(diào)氣流，達(dá)到降低能耗，有效制冷的科學(xué)應(yīng)用。

實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)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(jìn)行集成，能展示所有視頻安防監(jiān)控點(diǎn)和門禁的位置，能查看人員歷史進(jìn)出信息、攝像頭實(shí)時(shí)視頻，對于故障和預(yù)警的設(shè)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(shí)時(shí)視頻流的 RTSP 等視頻的播放，常見的解決方式是可通過轉(zhuǎn)碼服務(wù)來實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)頁上播放視頻。同時(shí)視門禁監(jiān)控還可以支持人臉識別（識別錯(cuò)誤抓拍記錄）進(jìn)出、刷卡進(jìn)出（非法刷卡抓拍記錄）乃至新興的視頻融合技術(shù)（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(shí)現(xiàn)），以此來達(dá)到場景中虛實(shí)結(jié)合一體化監(jiān)控的效果。

（6）預(yù)警告警

系統(tǒng)內(nèi)具有完善的故障預(yù)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(biāo)系統(tǒng)，能夠進(jìn)行故障告警或預(yù)警并通知相應(yīng)的運(yùn)維管理人員，并做到保存歷史信息和報(bào)警事件。

動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)目的是為了將上述各自獨(dú)立又或部分關(guān)聯(lián)的設(shè)備監(jiān)控起來，實(shí)現(xiàn)了機(jī)房設(shè)備的集中統(tǒng)一管理。

總結(jié)

圖撲軟件（Hightopo）的數(shù)據(jù)中心 3D 可視化系統(tǒng)將多種復(fù)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(shí)間損耗和信息的浪費(fèi)，保證信息的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

繼而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心端到端的 IT 可視化，強(qiáng)化 IT 管制手段和管理水平，包括縮短響應(yīng)時(shí)間加速排障，提升資源利用率和運(yùn)營效率過程，最終完成對數(shù)據(jù)中心高效綠色智能化運(yùn)營。由此為數(shù)據(jù)中心科學(xué)決策有效管理打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。您可以至圖撲軟件官網(wǎng)查看更多案例及效果。