對孿生體進行操作,發出命令執行後,其信息發生變化,給出仿真反饋。例(lì)如:按下某空(kōng)調孿生體的溫度下調按鈕,係統向真實空調係統發出指令,執行成功後反饋其運行溫度,且機(jī)房內溫度環境變化在溫度(dù)雲圖上實時體現。
基於上述建模方法構建(jiàn)的孿(luán)生機房,可以應用於機房空間的規劃場景、機房內設(shè)備的運維和(hé)調控場(chǎng)景、機房內設備的模擬割接場(chǎng)景、機房故障/隱患分析預測等等的(de)業務(wù)場景中。
在孿生機房的基礎上進行機房溫度調控(kòng),將改變機房溫控(kòng)隻能通過運維人員定時(shí)巡檢查(chá)看溫(wēn)度傳感器的數值、監控傳感器報警信(xìn)息,靠人工方式對製冷係統進行(háng)狀態調節的傳統方式(shì);將實(shí)現(xiàn)機房溫度分布仿真和模擬、提前預測和多手段自動調控,改變被動調控為主動調控,確保機房溫度(dù)始終維持在(zài)安(ān)全範圍內,從而進一步實(shí)現機房PUE壓降。
在傳統模式下整個機房空間的(de)各類設備布局、溫度(dù)分布無直觀的展示;調控的方式相對單一且借助運維經驗;無法提前主動對溫度進行(háng)調節。通過引入數字孿生(shēng)技術(shù),結合機房的六麵模型進行數據融合處理分析,實現機房孿生可視、機房三維溫度的預測和模擬、多(duō)因(yīn)素融合主動溫(wēn)控。

現階段(duàn)孿生機房溫控的目標是實現機(jī)房溫度趨勢預測、製冷設(shè)備/機(jī)組多參(cān)數最優控製、製冷設備參數調整效果模擬仿真。
結合機房內各類設備的孿生特性,還可以進一步對發熱源設備進行調整,關停設備、減少發熱量、優化散熱(rè)等,從源頭實現機(jī)房溫控(kòng)。包括不(bú)限於如下(xià)場(chǎng)景:
機架U位容(róng)量規劃,仿真模擬設備上架位置調整、優化散熱和溫度傳播
高發(fā)熱設備業務分析,仿真模擬(nǐ)業(yè)務割接、設備(bèi)割接或退網
動力設備負載分析,降低空載(zǎi)發熱損耗
照明/監控類設備溫控,實現自動(dòng)開(kāi)關
為了完整實現整個業務場景過程,從園區的幾何建模開始,到樓棟樓層、機房、機房內的各種設備(機架、動力設備、製冷設備、IT設備、傳感(gǎn)器、監控設備(bèi)等)、以及各類管線的幾何建模,保證孿生場景的業務操作的(de)完整性。
通(tōng)過機房空間位(wèi)置設計器,靈活的實現各(gè)類設(shè)備在(zài)機(jī)房內的(de)相對(duì)位置的建模,從而實現孿(luán)生機房的(de)場景(jǐng)構建,為後續各類業務應用做好準備。


針對機房溫控場景中性能和告警數據,是機房的實時三維溫度雲圖,以及從雲圖中實時計算(suàn)分析(xī)其中超過限(xiàn)製的熱(rè)島區(qū)域。
在對(duì)機房三(sān)維溫度雲圖建模時,需要獲取溫度傳感器器的實時溫度數據(傳感器的性能模(mó)型)和超過限定的溫度告警數據(傳感器(qì)的告警模型),同時結合結合傳感器在機房中的空間位置,實現機房三維溫度雲圖的建模,從而(ér)實現了機房內各個區域的溫度精準掌控。

為了改變(biàn)當(dāng)前被動調(diào)控為主動調(diào)控,涉及(jí)到機房溫控過程(chéng)中的運行規則主要有3個方麵(miàn):
機房內的各個孿生體記錄下溫度(dù)這個指(zhǐ)標數據,通過積累的曆史數據,使用趨勢預測算法實現提前(qián)預測將來一(yī)段時間內的機房溫度變化,趨勢預測算法可以使用時(shí)序分解算法、LSTM算法,在訓練模(mó)型是將傳感器(qì)溫度作為主要數據,IT設備的溫度散(sàn)熱、季節性的室溫、節(jiē)假日信息作為影響參數,綜合訓練出適(shì)用的趨勢預測模型。
在機房三(sān)維溫度雲圖中找到熱島區域位置後,通過機房空(kōng)間距離(lí)、風道路徑設計等信(xìn)息結合空間路徑搜索能力實現最優路徑查找,找到熱島附近的製冷設(shè)備(bèi),從而得到了最(zuì)直接的溫度調控對象。相應的查找方式有:空間距離(lí)範圍搜索、風道矢(shǐ)量路徑搜索等。


數據中心在設計其空調係統時,往往會引入多種降溫節能模(mó)式,比如:
分析發現當(dāng)機房(fáng)內出現熱島(dǎo)時除了查找到最優的空調外,還存在其他多種的控製方式,如:空調停機+新風啟動;新風關閉+空調壓縮機啟動;空調壓縮機關(guān)閉+水冷交換啟動等等。即除了達到滿足機房溫度要求外,還需要尋找能耗最低的控製參數。
通過粒子群優化算法(Particle Swarm Optimization, PSO),在多種降(jiàng)溫模式內進行最優解的搜尋,快速獲取和定位製冷設備的狀態,給出控(kòng)製調整參數,在滿足降溫的前提下,保(bǎo)障能耗最低。
機房的控製(zhì)實際是對機房內設備的(de)控製,針對溫控場景的控製,是對(duì)末端空調設(shè)備、製冷機組的參數調控。
在定義空調、製冷機組的控製(zhì)模型時,針對(duì)可以(yǐ)調整的參數進(jìn)行(háng)了相應(yīng)的指(zhǐ)令(lìng)和(hé)接口定義。通過機房的運(yùn)行規則模型分析出來的調控參數和最優製冷設備,將需要調控的參(cān)數(shù)下發(fā)給對應的製(zhì)冷設備上,從而實現機房溫度的控製。
機房的(de)反饋(kuì)模型重點是指(zhǐ)模(mó)擬仿真反饋,即(jí)當機房的運行規則模型主動分析了調控(kòng)參(cān)數後,通過將各類調控參數和溫度變(biàn)化之間(jiān)的關聯關係建立AI算法(fǎ)模型,進行調控效果的反饋和仿真,模擬參數下發後的調控效果。通(tōng)過機房溫度三位雲圖模擬出現出來。
通過AI算法提前預測溫度(dù)變化,在多種溫控調參的(de)策略下智能選擇能耗最(zuì)小的策略,針對(duì)選擇的調控參數進行仿真模擬,預測驗證調控效果,最終獲取最(zuì)優的調控策略物理下發(fā)給空調/BA係統執行。

將機房的(de)六麵模型數據(jù)進行融合貫通,通過上述過程的強化學(xué)習和持續優化,最終實現機房溫度主動精準調控,進一步壓降機房能耗PUE。