数据中心可视化——智慧机房数字孪生，高效运维管理

IDC（Internet Data Center）数据中心可视化是指通过可视化的方式对数据中心的运行状态、资源使用情况、安全监控等进行展示和管理。可以帮助管理员更好地了解数据中心的运行情况和趋势，及时发现问题并采取措施，提高数据中心的运行效率和安全性。

通过图扑自研产品 HT for Web 可打造多类型数据中心数字孪生系统，本次将展示中国风、科技风、写实风、线框工艺的数据中心机房。真实还原出机房的三维场景，展示了机柜、IT 设备、电源设备、空调设备、安全设备等，界面中同时搭配左右两侧的数据看板，以“所见即所得”的方式，实时远程监视数据中心的资产、运行、能耗、环境、安防信息。

数据中心分级总览

通过三维中的点击交互实现逐级下钻，实现了从地图-地区-园区-机房-机柜设备的逐级下钻的功能。从宏观的数据中心地理分布，再到微观的园区、机房，HT 都进行了高精度、轻量化的建模还原，使 Web 端的三维场景运行更加流畅，场景过度更加顺滑自然。支持鼠标 360 度自由操作，如旋转、平移、拉近拉远操作，同时也适配触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操作。

地图总览

园区总览

楼层总览

资产管理

设备可视化

在数据中心可视化系统中，将业务相关的设备资产如机柜、UPS、空调等，通过 CAD 图、现场照片等资料建模出来，再导入 HT for Web 三维引擎中完成场景搭建和渲染。

数据中心设备模型可视化的优点主要有以下几个方面：

1. 提高管理效率：通过数据中心设备模型可视化，管理人员可以更直观地了解整个数据中心的设备情况，包括设备的位置、状态、性能等信息，从而更快速地进行设备管理和故障排查。
2. 降低维护成本：通过数据中心设备模型可视化，管理人员可以更准确地预测设备的故障和更换周期，从而合理安排维护计划，减少维护成本。
3. 提高安全性：通过数据中心设备模型可视化，管理人员可以更及时地发现设备的异常情况，如温度过高、电流过大等，从而及时采取措施避免设备故障或火灾等安全事故的发生。
4. 提高可扩展性：通过数据中心设备模型可视化，管理人员可以更好地规划数据中心的扩展和升级，从而提高数据中心的可扩展性。

U 位可视化

数据中心可视化的颗粒度，不仅仅可以到机柜设备，还可以细化到单台机柜的 U 位设备分布情况。通过鼠标点击机房中的某台机柜，下钻至机柜内部三维场景，展示出机柜的总 U 位，以及 U 位上当前安装的 IT 设备。点击设备，支持从 U 位上抽出展示设备基本信息，如设备名称、厂商、型号、业务 IP 等。

U 位上的设备模型既可以是固定的人工摆放，又可以是根据接口数据生成。实现方法是：建模预设好所有型号 IT 设备的模型；将机柜每个 U 位进行分割和定义；前端调取某 U 至某 U 位置为某型号设备的数据；最后在此 U 位上自动生成模型。这种方式有利于将后端更新的设备位置信息，实时同步到前端三维页面中。

科普小知识：

机柜的 U 位是指机柜内部的一个标准尺寸，用于标识机柜内部的垂直空间。一个 U（也称为“单元”）的高度为 1.75 英寸（44.45毫米），它是机柜内部垂直空间的基本计量单位。通常，机柜的高度以 U 为单位来计算，例如，一个 42U 的机柜高度为 42 个 U ，即 73.5 英寸（1866.9毫米）。

机柜的 U 位通常用于标识机柜内部设备的安装位置，例如，一台服务器通常需要占用多个 U 位，而一台交换机可能只需要占用几个 U 位。在机柜内部，每个 U 位通常都会标上数字，以方便用户识别和安装设备。通过了解机柜的 U 位，用户可以更好地规划和安排设备的安装位置，从而更好地利用机柜的空间，提高数据中心的效率和可靠性。

端口可视化

场景支持点击机架前板或后板即打开机架，点选任意资产设备，可近距离观看设备面板图，真实反映该设备前后面板及所关联设备端口（端到端）链路的布线情况，显示每一个端口设备固定资产编号、网口信息、所属机架编号等。

运行管理

负载情况

针对机柜 U 位、承重情况，以机柜为单位，运用三维柱状图效果，将 U 高、承重维度进行动态统计，直观展示机房内负载情况，帮助运维人员更有效地管理机房容量资源，让基础资源使用情况可以一目了然。

设备告警

设备告警可视化可以实时监控设备的运行状态，及时发现设备的异常情况，如硬件故障、网络拥堵等，从而提高设备的稳定性和可靠性。可以帮助管理人员快速定位设备故障的原因和位置，从而缩短故障排除时间，提高设备的可维护性。

HT 支持基于时间、空间等多个维度，对风险管控模块进行集中告警监控，系统可依据标准值及设定的阈值对数据中心各子系统设备、环境、重点区域可能会产生的各类事件进行收集和识别，对于识别到的异常信息及违规操作，系统将迅速定位至告警位置，通过高亮闪烁动效提醒运维人员的关注。

日常巡检

机房机器人巡检可以自动化地监控和检测数据中心的设备和环境，包括服务器、存储设备、网络设备、电源设备、空调设备、安全设备等。机器人可以定期巡检设备状态，收集设备的性能数据和故障信息，并将这些信息反馈给数据中心管理员，以便及时发现和解决设备故障和异常情况。机器人巡检还可以提高数据中心的安全性，例如通过识别和报告未经授权的人员和设备进入数据中心的情况。此外，机器人巡检还可以减少人工巡检的工作量，节约人力成本，并提高巡检的准确性和效率。

HT 通过获取机器人在机房内的实际位置坐标，转化为虚拟场景的 XYZ 轴坐标，将实时传到前端的坐标点进行串联，从而实现巡检机器人的实时移动。如果机器人在某位置识别到设备异常情况，界面将弹出异常信息弹窗，告知用户详情信息。

能源管理

电力容量

PUE(Power Usage Effectiveness)的简写，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与 IT 负载消耗的能源的比值。

PUE = 数据中心总能耗/IT 设备能耗，其中数据中心总能耗包括 IT 设备能耗和制冷、配电等系统的能耗，其值大于 1，越接近 1 表明非 IT 设备耗能越少，即能效水平越好。

容量可视化管理功能还支持通过空间搜索功能，对于已用空间和可用空间进行精确统计和展现，如当前机房的电力负载，支持透视每个机柜的总功耗情况，进而了解机房的能耗分布情况。

电力接线图

数据中心电力接线图往往用于展示数据中心电力系统的电源、配电、接地、保护等电气设备的连接关系和电气参数，包括电缆、开关、变压器、发电机、UPS 等设备的连接方式和电气参数。电力接线图通常包括三个主要部分：电源部分、配电部分和接地部分。电源部分主要包括发电机、变压器等设备的连接方式和电气参数；配电部分主要包括开关柜、配电柜等设备的连接方式和电气参数；接地部分主要包括接地电极、接地线等设备的连接方式和电气参数。电力接线图是数据中心电力系统的重要参考资料，对于数据中心的电力系统设计、施工、维护和故障排除都有着重要的作用。

HT 支持以 2D 或 3D 的方式绘制如电力接线图、组态图等拓扑图类型图纸。其中，电力接线图所涉及的各种电气设备图标，可以通过接口测点的状态遥信数据，实时展示颜色状态、开关状态等效果。图扑 HT 既可以设计出符合传统 SCADA 系统要求的平面图纸，又可以转化为活灵活现的 3D 效果。

水电管线可视化

利用 HT for Web 3D 引擎强大的渲染功能，将数据中心供电、供水管网线路进行高亮处理，并制作介质流向 UV 动画，真实复现数据中心日益密集的水电管道线路，使其分布排列变得一目了然。

供水管路为数据中心提供冷却和消防水源。在数据中心中，许多设备需要持续运转，会产生大量的热量，如果不能及时散热，会导致设备故障或损坏。因此，数据中心需要使用水来冷却这些设备，以保持它们的正常运行。供水管路是将冷却水从水源输送到数据中心设备的管道系统，包括进水管道、出水管道、水泵、水箱、水冷却设备等。供水管路还可以用于数据中心的消防系统，以保护数据中心的安全。如果发生火灾，供水管路可以提供消防水源，帮助消防人员灭火。因此，供水管路是数据中心的重要组成部分，对于数据中心的正常运行和安全保障都有着重要的作用。

环境管理

温度云图

机房温度是机房环境监测指标的重中之重。为了防止机房环境温度的过高或过低所导致的运转故障，HT 以 3D 温度云图方式，精确覆盖重点区域。常规情况下，机柜上会安装温度传感器，如每个机柜上中下三个，前端调取三维空间中每个温度传感器的数据，定义温度区间所对应的图例颜色区间，实时在场景中渲染出云图效果。下面选用三类风格分别展现机房温度云图的特点：

湿度点位

设计传感器点位图标，根据传感器点位布局图纸，将点位正确地摆放在机房三维空间，图标可以根据指定的数值范围，展示不同的颜色，同时展示湿度数据，有利于客户更直观地监测每个机房环境情况。

气流模拟

数据中心作为高耗能产业，合理的空调气流组织是空调系统节能降耗的前提。接入气流传感器、差压式空气压力传感器等设备数据，把采集到的气流组织进行 CFD（Computational Fluid Dynamics）气流组织仿真模拟，使之抽象的气流场具象化，真实反映机房内冷却气流和热空气流向。

安防管理

门禁可视化

接入门禁识别系统，将各机房的门禁状态、通行次数、区域位置、部分信息等记录同步上传，辅以 2D 面板配合展示门禁数量、故障记录、监控画面。系统探测到非法入侵行为时，将迅速触发告警提示，通过门禁点位颜色闪烁渲染、提示音等多种形式通知运维人员及时处理。

视频监控可视化

HT 支持融合 HTML5 各种多媒体功能，与消防、安防等视频监控进行联动，在三维机房空间内摆放摄像头点位，对接转码后的视频流，可随时随地调取实时视频影像，实际监控位置与影像结合，提升安保人员的管理、处理效率。

数据中心可视化优势

1. 实时监控：数据中心可视化可以提供实时监控，让管理员能够及时发现问题并采取措施，以避免可能的故障或停机时间。
2. 数据分析：数据中心可视化可以收集和分析大量数据，从而让管理员更好地了解数据中心的运行情况和趋势。
3. 故障诊断：数据中心可视化可以帮助管理员快速定位故障，并提供详细的信息，以便更快地修复故障。
4. 资源管理：数据中心可视化可以帮助管理员更好地管理资源，包括服务器、存储和网络设备。
5. 可视化展示：数据中心可视化可以将数据中心的运行情况以图形化的方式展示出来，让管理员更直观地了解数据中心的运行情况和趋势。

数据中心可视化在未来将继续发展和创新，以更好地满足用户的需求。用更加智能化、实时化、可视化和用户化的效果，满足用户对数据中心运行管理的需求