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数字化电站虚拟场景一体化监控技术研究与应用

文章/公司动态 2019年9月2日 19:21:14

考核指标:

系统

1、展现内容

  根据项目要求及设计思路,本项目的主要展示内容包括:环境、设备、告警、容量、功耗、温度。

2、展现形式

  从最终展示效果来看,各部分采用的展现方式如下:

  “数字化电站环境、资产”:此为IT实物资产,采用3D虚拟仿真展示;

  “告警”:此为警示类数据,采用3D告警图表展示;

  “容量”:此为简单统计类数据,采用3D柱状展示;

  “功耗”:此为复杂统计类数据,可采用3D柱状展示;

  “温度”:采用3D温度云图展示。

3、集成策略

  在确定展现的内容和形式后,我们需考虑数据的集成策略,才能为可视化系统提供足够的“弹药”。数据集成有两种策略:同步和联邦。

  a、同步:指将外部数据源的数据同步到可视化平台,并在3D场景中展示。此策略适用于需展示3D效果的数据,但实施集成的工作量较大。本项目中,电站环境、资产、虚拟机、告警、容量、温度的展示可使用此集成策略。

  b、外部数据源展示页面的链接同步到可视化平台,在3D场景中点击链接,切换到外部数据源的展示页面。此策略适用于无需3D特效,希望沿用外部数据源良好的展示效果。该策略下,集成实施工作量较小。

具体功能如下:

环境可视化

  环境可视化主要用于构建电力中心所在的园区环境,包括园区中的建筑楼宇与景观,它提供一种直观方式来管理、介绍电力中心园区,借助园区的各个区域的功能介绍信息,可实现电力中心园区的虚拟仿真浏览,主要功能介绍如下:

  n  地理园区的虚拟仿真:

    -  完成园区的建筑、设施等建模,构建园区虚拟仿真。

    -  完成园区的土石、园林、河流、道路的绘制,构建与真实园区一致的环境。

    -  可多园区进行组织对接,多个数据中心、楼宇在同一个平面上展示。

  n  建筑外观的虚拟仿真:

    -  根据建筑物的真实外观完成3D建模。

    -  可展示建筑的基本规格信息。

  n  楼宇内部结构的虚拟仿真:

    -  根据楼宇的实际建筑结构完成3D建模 。

    -  可模拟真实墙面的标语或挂图信息。

    -  可横向纵向拆分展示每一个楼层的结构情况。

资产可视化

  资产可视化主要帮助变电站提升资产管理水平,减少在资产查找、盘点、统计方面的无效投入,通过资产信息与配置信息相结合,实现“账”“物”合一的管理模式,同时利用资产可视化的灵活查询,运维人员可以方便获取所需信息,从而有效支撑IT运维的过程。

  主要功能介绍如下:

  n  独立设备可视化

    -  空调、机柜、发电机、配电柜等独立设备查看浏览。

  n  架式设备可视化

    -  主机、网络设备、存储等架式设备建模查看浏览。

  n  板卡级可视化

    -  刀片服务器的查看浏览。

    -  板卡、电源模块的查看浏览

  n  端口级可视化

    -  可实现设备外连端口级建模,真实反映设备的端口使用情况。

  n  设备搜索可视化

  提供强大的信息搜索查询功能,包括模糊搜索和高级搜索两种方式。

    -  模糊搜索方式支持以关键字进行全局信息检索,检索结果以层次化的方式列出所属房间、建筑和园区的树形对象索引,点击查询结果三维场景将自动切换到该设备位置视角,进一步获取明细信息。

    -  高级搜索功能支持用户自定义复杂的搜索条件组合,系统中的资产配置属性如设备类型、负责人、供应商、地址段等均可成为搜索条件,通过搜索关键字,可自由组合匹配条件,支撑复杂的信息查询需求。可按根据设备的任何属性进行组合查询或模糊查询。

    -  搜索结果会以气泡的形式在3D场景中标注出来,实现设备的快速定位。双击气泡,可立即跳转到对应的设备页面。

管线可视化

  管线可视化帮助电力中心梳理日益密集的电气管道与网络线路,让管理与技术人员从平面的图纸及网络跳线表中解脱出来,更加直观的了解电力中心的管线分布及走线情况,应对管线类故障将更加快速排查及修复。主要功能介绍如下:

  n  按设备连接查看

    -  查看一个设备的所有对外的网络连接,包括经过的每一个中间设备的每一个端口信息。

  n  按线路连接查看

    -  查看一条网络链路的所有跳线信息,包括经过的每一个中间设备的每一个端口信息。

  n  线路维护可视化

    -  支持在3D可视化环境中手工拖拽进行网络配线的维护操作。

容量可视化

  容量可视化帮助电力中心在更加有效管理电力的容量资源,让机房的各类资源的负荷更加均衡,使运维人员可以实现以机柜为单位的数据中心容量管理。通过机位、U位、承重、功耗等各种可视化视图,机房管理者将更加清晰的掌握当前的容量情况。

  容量可视化管理功能还支持通过空间搜索功能,MJ-DCV可视化管理系统可以树形数据呈现和三维场景展现两种方式同时表现机房和机柜整体使用情况,对于已用空间和可用空间进行精确统计和展现。

  更为实用的是,空间可视化管理功能帮助运维人员快速直观地为新增设备寻找合适的上架空间,运维人员可以根据设备型号,或者直接定义上架设备的U高、承重要求和电力要求等多个组合条件进行适配空间搜索,MJ-DCV可以在机房实景中直观呈现符合条件的空间检索结果,使运维人员得以精确的定位所需空间,制定实施方案。主要功能介绍如下:

  n  可视化U位

    -  透视每一个机柜的U位使用情况,如已经使用的U位与剩余U位。

  n  可视化承重

    -  透视每一个机柜的承重负荷情况,同时了解地板的承重分布情况。

  n  可视化功耗

    -  透视每一个机柜的总功耗情况,以了解机房的能耗分布情况。

监控可视化

  监控可视化将帮助电力中心整合分散的监控工具,实现监控工具、监控数据的价值最大化,真正改变监控数据孤岛现象,建立统一监控信息界面,同时扭转由于二维信息密度不足而导致的数据与报表泛滥状况,以3D形式将数据中心各方面的情况直观表达,切实提升监控管理水平。主要功能介绍如下:

  n  多图层管理

    -  可以根据多种监控对象、多种监控指标进行图层叠加操作,以展示当前的监控情况。

  n  门禁监控可视化

    -  可集成门禁系统,在可视化环境中了解哪一些人员进出情况。

    -  通过门禁系统的集成,远程控制来门禁开关的操作。

  n  视频监控可视化

    -  可集成视频系统,在可视化环境中实时查看、调取视频监控画面。

  n  环境监控可视化

    -  可集成环境监控系统,对接告警等数据。

    -  可掌握目前的环境控制信息(温湿度等),以云图方式展现。

    -  可掌握目前的漏水检测信息。

    -  可掌握目前的供电状况(输出、输出、电压电流信息)。

  多设备告警效果图:

  多设备监控数据展示示意图:(包括UPS、配电箱、空调、温湿度探头、存储、服务器、网络设备)

演示可视化

  三维可视化管理系统因其形象可视的展现、直观互动的操控、多系统信息的融合等独特优势,在提升管理水平的同时,也成为电站中心绝佳的展现手段。演示可视化的汇报功能帮助电力中心更好的展示、汇报工作成果,动画管理功能可辅助用户进行日常的巡检工作,视图管理功能将帮助作业人员以最快速度切入与自己相关的对象或监控视角。

  主要功能介绍如下:

  n  汇报可视化

    -  PPT演示文档是目前介绍和汇报中最通用的手段,演示汇报可视化功能支持用户将多段动画嵌入PPT演示文档中,实现PPT与三维仿真场景的双向互动,从而以丰富生动的手段实现最佳演示汇报效果。

  n  自定义动画

    -  系统提供强大易用的动画制作功能,用户可以在三维仿真场景中定义多个看点,设定看点停留时间和切换时间,并可定义动画的字幕、播放速度、视角和路线,从而轻松生成流畅生动的演示动画。

    -  系统支持多段动画的管理和存储,不仅可用于变电站介绍,更可用于巡检路线示意和应急预案展示等日常运维工作。

    -  整个操作简单易学,让用户可在1-2分钟内学习制作3D动画,大大提高了此功能的实用性和可用性。可自定义动画播放时的字幕。

  n  自定义视图

    -  用户保存虚拟仿真环境中的任意视角,然后进行点击后即可马上进行视角切换(跳跃模式),从而提升信息查找的效率。

    -  每一种用户角色可以自定义自己的视角。

    -  可以将默认视图放置虚拟仿真桌面形成快捷方式。

联邦可视化

  联邦可视化是在三维可视化平台可以在3D场景及系统界面中有效集成外部系统的可视化页面,以查看被管理对象进一步的详细信息。如,在3D场景中一键调用或链接到监控系统的具体管理界面,查看设备的详细监控数据。

  技术路线

  对一个数字化电站环境的仿真处理涉及系统、系统模型和虚拟环境三个要素,而通过系统抽象、仿真模型建立和仿真实验这三个基本活动把三要素联系起来。

  数字化电站日常运营的挑战主要来自于技术环境管理和运营流程管理两个方面,以及如何将管理对象、管理流程,组织人员、技术平台整合起来,达到协同一致的运营服务目标。

  在技术环境管理对可视化的主要需求是基础环境可视化和技术架构可视化,属于增强型虚拟现实技术和自动化运维的范畴。

  基础环境可视化:主要指数字化电站的物理机房、安保系统、环境和设备管理,由于安全规定,电站环境特征,以及人力物力的限制,且日常运营又需要时刻了解这些系统的状态,可以如身处现场的沉浸式实时管理。因此可视化管理系统会充分集合增强型虚拟现实技术,创建出与现实物理环境一致的虚拟环境,并将关键管理对象和运行参数的实时监控信息与该虚拟环境集成,使管理员获取身临其境的感受,同时又克服了地域、环境和管理制度的限制。同时由于增强虚拟现实环境中可以采取多镜头多视角、甚至透视图展示,人们可以获取超越实际环境的管理能力,实现各种管理场景的自由切换,其管理效率又将远远超过实地管理。

  技术架构可视化:是指由业务、应用、IT组件、电站组件、基础架构等共同构成的数据中心抽象运行模型,这部分的管理难度主要来自各个专业技术领域的割裂,而相关技术领域又是互相关联,共同构成整体运营环境,任何一个环节的运行状态都可能影响到周边环境,同时也受到周边环境的影响,所以需要一个整合的视角将分散的管理对象从架构层面整合成一个整体,以一种清晰可见的管理方式使各类不同的技术人员和管理人员对相关领域的定位和关系达成共识,当出现问题或进行系统调整时,能够清晰的界定彼此分工,找到合理的协作方式。可视化管理通过层次模型的方式对业务、应用、平台、网络等架构进行建模,并建立起彼此的关联关系,同时与基础环境可视化整合,形成完整的数字化电站技术架构可视化管理模型。

创新点

  1、 快速创建变电站模型场景,快速实现三维环境,完整真实三维展现变电站场景

  2、 快速查询告警信息,快速定位告警设备

  3、 基于3D技术,跨操作系统、跨浏览器、跨桌面和移动设备,无需任何插件

  4、 空间分析,设备统计管理,智能检索,快速定位

  5、 设备数据、设备信息智能查看

  6、 设备智能化监控,环境智能化监控

  7、 虚拟巡检,场景漫游

  8、 统一平台展示,集中统一管理

  9、 区域路线划定