面向通信機房的數(shù)字孿生技術(shù)及其應(yīng)用探討

文｜徐丹丹 李洪波

在信息化技術(shù)不斷更新迭代的背景下，電力系統(tǒng)當(dāng)中的OT與IT逐步有機結(jié)合，在全新的信息源下能夠創(chuàng)建出更加復(fù)雜的監(jiān)測與控制程序。在這一過程中，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用價值得到了充分發(fā)揮，該技術(shù)結(jié)合了可視化交互分析、仿真模擬和人工智能方法，實現(xiàn)建模加強、分析以及預(yù)測等功能。從現(xiàn)階段來看，電力通信機房管理與運維手段仍較為傳統(tǒng)，集中監(jiān)控難以實現(xiàn)，智能化分析與預(yù)警功能仍處于初步階段，網(wǎng)絡(luò)控制室的工作人員無法實時把控系統(tǒng)的運行情況。這就導(dǎo)致信息系統(tǒng)的正常運行無法保證，同時在資源的優(yōu)化與分配上也缺乏有效性。因此，本文就借助數(shù)字孿生技術(shù)，圍繞通信機房的智能化運維管理系統(tǒng)，展開對設(shè)備、配套設(shè)備的三維建模研究，以供參考。

一、數(shù)字孿生技術(shù)的研究概述

數(shù)字孿生從其本質(zhì)上來講是一套具備普適性的理論技術(shù)體系，在多個領(lǐng)域中都能夠有其價值，例如產(chǎn)品制造與設(shè)計、工程建設(shè)以及醫(yī)學(xué)分析等。作為跳脫現(xiàn)實的概念，該技術(shù)集成了眾多學(xué)科、物理量以及尺度等來進(jìn)行仿真，以此來完成在虛擬空間中的映射，在數(shù)字孿生的應(yīng)用環(huán)境下，及時分析以及精準(zhǔn)分析能夠有助于開展即時決策管理工作。從21世紀(jì)之初，數(shù)字孿生便以相關(guān)概念被提出，并隨著后續(xù)的詳細(xì)記錄，其發(fā)展開始逐步走向正式化。

二、面向通信機房的數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用分析

在電力通信領(lǐng)域當(dāng)中，作為其業(yè)務(wù)運行的核心系統(tǒng)，通信機房具備著較高的商業(yè)價值，而其運行的安全性與可靠性也決定了業(yè)務(wù)開展的有序性。為了確保通信機房的正常運行，需要其中不同支撐系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備以及傳感器能夠健康運轉(zhuǎn)，一方面需要從多個方面來采取措施提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，例如其中的動力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)以及IT系統(tǒng)等，同時機房內(nèi)部的管理人員必須明確其中系統(tǒng)的運行情況與相關(guān)告警數(shù)據(jù)，以此來保證機房管理的精細(xì)化。另一方面，通過通信機房的設(shè)備運行故障告警來觸發(fā)運維程序，將運維工單發(fā)送到技術(shù)人員當(dāng)中，運維人員能收到實時告警信息并對其進(jìn)行故障分析,管理人員能夠有效展開運維工作的監(jiān)管，進(jìn)而實現(xiàn)運維管理的智能化。

通信機房作為數(shù)據(jù)計算、交換以及存儲的重要場所，其中數(shù)據(jù)處理相對比較集中，內(nèi)部的數(shù)據(jù)價值也相較其他設(shè)備更高。在通信機房的運行過程中，為了確保業(yè)務(wù)正常運行，必須借助高水平的數(shù)據(jù)處理能力、存儲以及帶寬資源，并依托高安全性與可靠性的機房設(shè)備、運維管理等。此外，機房管理應(yīng)符合業(yè)務(wù)運行的多項要求標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用管理系統(tǒng)的階段，就需要針對相關(guān)管理需求進(jìn)行綜合考量，并以此為依據(jù)來制定系統(tǒng)管理方案。在系統(tǒng)當(dāng)中還需要貫徹以下幾點原則。

第一，兼容性原則。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)當(dāng)中，需要與各類傳感器、智能設(shè)備、信息化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及安防設(shè)備接入兼容，并針對機房多個狀態(tài)數(shù)據(jù)架構(gòu)統(tǒng)一入口，實現(xiàn)單物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備對子系統(tǒng)數(shù)據(jù)集合分析的全面兼容。

第二，智能化原則。在系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，需要借助其智能化來分析處理物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)數(shù)據(jù)，并在大數(shù)據(jù)分析下，明確機房各子系統(tǒng)當(dāng)中的運行情況，同時針對不同故障的發(fā)生概率進(jìn)行預(yù)測，在預(yù)防性的機房管理下實現(xiàn)有效防范。

第三，安全性原則。在設(shè)計系統(tǒng)的過程中，需要確保其中的各個部分安全防護(hù)水平相對完善，同時通過加密認(rèn)證來有效保護(hù)業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)，在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中也要配置相應(yīng)的防火墻，并增設(shè)物理隔離功能。在視頻監(jiān)測方面，需要注意繞過平臺點對點傳輸，提高視頻信息的安全性；在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用管理平臺方面，可以借助RBAC權(quán)限模型，以此來準(zhǔn)確控制用戶的不同權(quán)限，提高管理系統(tǒng)的權(quán)限效能。

第四，拓展性原則。在通信機房智能化運維系統(tǒng)當(dāng)中，其彈性拓展水平對資源的分配十分重要，機房中的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)以及云端管理平臺都需要加強這方面的重視。在機房內(nèi)部，用戶能夠依照應(yīng)用設(shè)備的類型與數(shù)量，選擇相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)以及拓展模組加以適配。在云端系統(tǒng)中，需要依照用戶接入機房與設(shè)備的規(guī)模來實行資源的彈性與動態(tài)分配。

三、數(shù)字孿生技術(shù)下的通信機房智能化運維系統(tǒng)

（一）三維模型庫建立

在數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，面向通信機房智能化運維系統(tǒng)，需要首先建立相應(yīng)的主要基礎(chǔ)設(shè)備三維模型庫，以此來有效增加、刪減、編輯、檢索以及展示模型。在三維模型庫的建立中，主要涵蓋了通信設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、配線架、線纜、UPS以及電源等。

（二）通信機房管理功能

在通信機房的智能化運維系統(tǒng)中，機房管理主要包括告警、運行記錄、動力環(huán)境管理、人員管理以及巡更管理等。其中，告警管理能夠針對通信機房的整體運行情況與各設(shè)備的狀態(tài)告警進(jìn)行記錄、檢索、展示以及提醒，同時還能夠有機對接巡邏檢查設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。運行記錄作為運維系統(tǒng)中的重要管理功能，在智能化系統(tǒng)下能夠支持基礎(chǔ)設(shè)施運行信息的增刪、編輯、檢索以及數(shù)據(jù)顯示等，例如基礎(chǔ)設(shè)備更換、撤出與增設(shè)的時間節(jié)點、設(shè)施規(guī)格、批次、型號、運行日期以及維修頻次等數(shù)據(jù)信息都能夠進(jìn)行詳細(xì)記錄。動環(huán)管理也是機房管理中重要的環(huán)節(jié)，可以對動環(huán)系統(tǒng)的情況進(jìn)行監(jiān)控、告警、分析，在溫度、消防系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)等多個方面都有所體現(xiàn)。運維系統(tǒng)當(dāng)中必然也需要進(jìn)行人員管理，除了運維工作相關(guān)人員，也要針對臨時訪客進(jìn)行有效管理，設(shè)置對應(yīng)的角色與權(quán)限，可以與視頻監(jiān)控、機房門禁開展聯(lián)動，從而達(dá)到機房人員進(jìn)出管理的效果。最后，在巡更管理上，系統(tǒng)能夠與智能設(shè)備實現(xiàn)對接，并借助巡視計劃制定、下達(dá)、人員定位、打卡、告警以及軌跡回放等功能進(jìn)行科學(xué)管理。

（三）機房資產(chǎn)與應(yīng)急演練

在通信機房的資產(chǎn)管理中，系統(tǒng)可以針對運行設(shè)備與板件等基礎(chǔ)設(shè)施信息進(jìn)行增刪、編輯、檢索以及資產(chǎn)標(biāo)簽展示，例如資產(chǎn)規(guī)格、批次以及出廠日期等信息。在智能化系統(tǒng)中，還包括了虛擬交互應(yīng)急演練庫，通過三維動畫的形式來模擬機房當(dāng)中的不同類型故障與突發(fā)事件等，同時建立相對完善的方案與流程，有效防范機房中的故障風(fēng)險。

四、結(jié)語

本文圍繞通信機房的智能化運維展開研究與論述，并在三維虛擬技術(shù)的加持下，在通信機房管理中實現(xiàn)了動力環(huán)境監(jiān)測以及機柜智能檢測功能，進(jìn)一步滿足了數(shù)智化的要求，為確保運維應(yīng)用的安全化、智能化以及精益化夯實了基礎(chǔ)。在本次研究中，運維系統(tǒng)不僅能夠自動收集機房環(huán)境與機柜當(dāng)中的有關(guān)信息數(shù)據(jù)，還能夠進(jìn)行有效分析，并實時預(yù)警，為電力信息通信提供了關(guān)鍵的運維保障，在通信機房的風(fēng)險防范與故障處理能力方面也有所提升。通過數(shù)字孿生技術(shù)下的智能化通信機房管控，進(jìn)一步提高了運維工作的質(zhì)量與效率。