面向通信机房的数字孪生技术及其应用探讨

文｜徐丹丹 李洪波

在信息化技术不断更新迭代的背景下，电力系统当中的OT与IT逐步有机结合，在全新的信息源下能够创建出更加复杂的监测与控制程序。在这一过程中，数字孪生技术的应用价值得到了充分发挥，该技术结合了可视化交互分析、仿真模拟和人工智能方法，实现建模加强、分析以及预测等功能。从现阶段来看，电力通信机房管理与运维手段仍较为传统，集中监控难以实现，智能化分析与预警功能仍处于初步阶段，网络控制室的工作人员无法实时把控系统的运行情况。这就导致信息系统的正常运行无法保证，同时在资源的优化与分配上也缺乏有效性。因此，本文就借助数字孪生技术，围绕通信机房的智能化运维管理系统，展开对设备、配套设备的三维建模研究，以供参考。

一、数字孪生技术的研究概述

数字孪生从其本质上来讲是一套具备普适性的理论技术体系，在多个领域中都能够有其价值，例如产品制造与设计、工程建设以及医学分析等。作为跳脱现实的概念，该技术集成了众多学科、物理量以及尺度等来进行仿真，以此来完成在虚拟空间中的映射，在数字孪生的应用环境下，及时分析以及精准分析能够有助于开展即时决策管理工作。从21世纪之初，数字孪生便以相关概念被提出，并随着后续的详细记录，其发展开始逐步走向正式化。

二、面向通信机房的数字孪生技术应用分析

在电力通信领域当中，作为其业务运行的核心系统，通信机房具备着较高的商业价值，而其运行的安全性与可靠性也决定了业务开展的有序性。为了确保通信机房的正常运行，需要其中不同支撑系统的相关设备以及传感器能够健康运转，一方面需要从多个方面来采取措施提高系统运行的稳定性，例如其中的动力系统、空调系统、安防系统以及IT系统等，同时机房内部的管理人员必须明确其中系统的运行情况与相关告警数据，以此来保证机房管理的精细化。另一方面，通过通信机房的设备运行故障告警来触发运维程序，将运维工单发送到技术人员当中，运维人员能收到实时告警信息并对其进行故障分析,管理人员能够有效展开运维工作的监管，进而实现运维管理的智能化。

通信机房作为数据计算、交换以及存储的重要场所，其中数据处理相对比较集中，内部的数据价值也相较其他设备更高。在通信机房的运行过程中，为了确保业务正常运行，必须借助高水平的数据处理能力、存储以及带宽资源，并依托高安全性与可靠性的机房设备、运维管理等。此外，机房管理应符合业务运行的多项要求标准，在设计物联网应用管理系统的阶段，就需要针对相关管理需求进行综合考量，并以此为依据来制定系统管理方案。在系统当中还需要贯彻以下几点原则。

第一，兼容性原则。在物联网网关当中，需要与各类传感器、智能设备、信息化设备、网络设备以及安防设备接入兼容，并针对机房多个状态数据架构统一入口，实现单物联网网关设备对子系统数据集合分析的全面兼容。

第二，智能化原则。在系统设计当中，需要借助其智能化来分析处理物联网有关数据，并在大数据分析下，明确机房各子系统当中的运行情况，同时针对不同故障的发生概率进行预测，在预防性的机房管理下实现有效防范。

第三，安全性原则。在设计系统的过程中，需要确保其中的各个部分安全防护水平相对完善，同时通过加密认证来有效保护业务中的数据，在物联网网关中也要配置相应的防火墙，并增设物理隔离功能。在视频监测方面，需要注意绕过平台点对点传输，提高视频信息的安全性；在物联网应用管理平台方面，可以借助RBAC权限模型，以此来准确控制用户的不同权限，提高管理系统的权限效能。

第四，拓展性原则。在通信机房智能化运维系统当中，其弹性拓展水平对资源的分配十分重要，机房中的物联网网关以及云端管理平台都需要加强这方面的重视。在机房内部，用户能够依照应用设备的类型与数量，选择相应的网关以及拓展模组加以适配。在云端系统中，需要依照用户接入机房与设备的规模来实行资源的弹性与动态分配。

三、数字孪生技术下的通信机房智能化运维系统

（一）三维模型库建立

在数字孪生技术的应用当中，面向通信机房智能化运维系统，需要首先建立相应的主要基础设备三维模型库，以此来有效增加、删减、编辑、检索以及展示模型。在三维模型库的建立中，主要涵盖了通信设施、网络设施、配线架、线缆、UPS以及电源等。

（二）通信机房管理功能

在通信机房的智能化运维系统中，机房管理主要包括告警、运行记录、动力环境管理、人员管理以及巡更管理等。其中，告警管理能够针对通信机房的整体运行情况与各设备的状态告警进行记录、检索、展示以及提醒，同时还能够有机对接巡逻检查设备与网络管理系统。运行记录作为运维系统中的重要管理功能，在智能化系统下能够支持基础设施运行信息的增删、编辑、检索以及数据显示等，例如基础设备更换、撤出与增设的时间节点、设施规格、批次、型号、运行日期以及维修频次等数据信息都能够进行详细记录。动环管理也是机房管理中重要的环节，可以对动环系统的情况进行监控、告警、分析，在温度、消防系统以及电源系统等多个方面都有所体现。运维系统当中必然也需要进行人员管理，除了运维工作相关人员，也要针对临时访客进行有效管理，设置对应的角色与权限，可以与视频监控、机房门禁开展联动，从而达到机房人员进出管理的效果。最后，在巡更管理上，系统能够与智能设备实现对接，并借助巡视计划制定、下达、人员定位、打卡、告警以及轨迹回放等功能进行科学管理。

（三）机房资产与应急演练

在通信机房的资产管理中，系统可以针对运行设备与板件等基础设施信息进行增删、编辑、检索以及资产标签展示，例如资产规格、批次以及出厂日期等信息。在智能化系统中，还包括了虚拟交互应急演练库，通过三维动画的形式来模拟机房当中的不同类型故障与突发事件等，同时建立相对完善的方案与流程，有效防范机房中的故障风险。

四、结语

本文围绕通信机房的智能化运维展开研究与论述，并在三维虚拟技术的加持下，在通信机房管理中实现了动力环境监测以及机柜智能检测功能，进一步满足了数智化的要求，为确保运维应用的安全化、智能化以及精益化夯实了基础。在本次研究中，运维系统不仅能够自动收集机房环境与机柜当中的有关信息数据，还能够进行有效分析，并实时预警，为电力信息通信提供了关键的运维保障，在通信机房的风险防范与故障处理能力方面也有所提升。通过数字孪生技术下的智能化通信机房管控，进一步提高了运维工作的质量与效率。