摘要：智慧城市數(shù)據(jù)中心是我國智慧城市建設(shè)的重要組成部分,，與相關(guān)部門的開放數(shù)據(jù)存取有著密切的聯(lián)系,。本文以智能城市數(shù)據(jù)中心機房監(jiān)控系統(tǒng)為例,，對其核心組成進行分析研究,，對未來智慧城市規(guī)劃建設(shè)提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：院智慧城市,；數(shù)據(jù)中心,；建設(shè)研究

0 引言

智能城市的建設(shè)，數(shù)據(jù)科學與技術(shù)發(fā)揮著重要作用,。通過高效的網(wǎng)絡(luò)建設(shè),，可以實現(xiàn)信息資源的交換、匯集,，并利用現(xiàn)有的智能基礎(chǔ)設(shè)施為有關(guān)單位提供信息服務,。自六十年代至今，數(shù)據(jù)中心經(jīng)歷了三個階段：計算中心,、資訊中心,、服務中心。維基百科把它稱為“一個數(shù)據(jù)中心,，是一個非常復雜的捐贈,。"它不僅僅包括電腦、系統(tǒng),，也包括數(shù)據(jù)通訊,、環(huán)境控制、監(jiān)控及各種安保設(shè)備,。數(shù)據(jù)中心在各行各業(yè)都扮演著舉足輕重的角色,，為客戶提供視頻、數(shù)據(jù)挖掘、高性能計算等服務,。隨著云計算技術(shù)的飛速發(fā)展,，信息技術(shù)的應用與共享也在發(fā)生變化。云計算是傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果,，包括網(wǎng)格計算,、并行計算、分布式計算,、虛擬化和負載平衡等,，它是一種全新的計算與資源使用方式。在云計算的背景下,，數(shù)據(jù)中心從*初的數(shù)據(jù)存儲到基于服務和應用的信息技術(shù),。在海量的數(shù)據(jù)服務中， 只有微軟Azure,、亞馬遜EC2,、谷歌搜索引擎、Facebook等能夠提供海量的云計算服務,。

1 智慧城市數(shù)據(jù)中心組成

1.1 硬件基礎(chǔ)設(shè)施

智慧城市的資料處理系統(tǒng)由電腦網(wǎng)路,、伺服系統(tǒng)儲存、負荷平衡等組成,。在此基礎(chǔ)上,，以IRSAN為核心的基于LAN的系統(tǒng)，具有快速,、安全,、方便等特點。首先,，對用戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、主題數(shù)據(jù)和協(xié)作數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和過濾,，以達到合理,、高效的局域網(wǎng)、服務器存儲,、負載平衡等功能,；其次，對相關(guān)的硬件進行了測試和校驗,，對服務器的存貯進行檢驗,，并對系統(tǒng)的負荷進行測試，*終完成系統(tǒng)的裝入,，完成智能城市信息系統(tǒng)的每日運營與維修工作,。如圖 1 所示為智慧城市數(shù)據(jù)規(guī)劃中心，合理設(shè)計智能數(shù)據(jù)中心，將實際需求,、現(xiàn)狀評估,、設(shè)計實施、運行維護等多個要素結(jié)合在一起,，設(shè)計出指標和參數(shù),，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)服務器的實時監(jiān)測，為數(shù)據(jù)中心工作提供了良好的保障

1.2 中心數(shù)據(jù)庫

智慧城市的實質(zhì)是對大量的信息進行智能化加工,、收集,、存儲、分類,、重組和再使用,。從“經(jīng)驗治理"向“科學治理"轉(zhuǎn)變，是智慧城市建設(shè)的一個重要手段,。數(shù)據(jù)存儲技術(shù)是數(shù)據(jù)存儲,、建模、分析等技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù),，可以將大量數(shù)據(jù)存儲和分析,；通過對數(shù)據(jù)模型的重構(gòu)，建立了雪花,、星型等數(shù)據(jù)的解析邏輯,，實現(xiàn)了多維數(shù)據(jù)的高 效整合。通過使用數(shù)據(jù)模型技術(shù),，可以將多維數(shù)據(jù)的不同維度與實際的表格進行直接或間接的聯(lián)系,；它能夠分析和建模數(shù)據(jù)，為實時分析,、統(tǒng)計分析等工作提供了強有力的支持,。

1.3 大數(shù)據(jù)中心

城市數(shù)據(jù)的組織方式有很多種，基于地圖的空間結(jié)構(gòu)是其中一種,。都市生活節(jié)奏的加快,，城市數(shù)據(jù)的時間尺度也隨之變化。因此,，時空的多維性成為城市數(shù)據(jù)研究的又一熱點,。在對數(shù)據(jù)進行分析和應用時，充分考慮數(shù)據(jù)的時空演化特征,，并從多個角度進行數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系分析,。

智慧城市的建設(shè)中，需要的資料主要有：互聯(lián)網(wǎng)應用,、行業(yè)應用,、政府信息等,。智慧城市建設(shè)通常采用政府、行業(yè) 管理,、大型企業(yè)等多種形式,。因此，基于政府內(nèi)網(wǎng)和外聯(lián)網(wǎng),，充分利用數(shù)據(jù)交換平臺,，分析挖掘數(shù)據(jù)，建立一個支持 各種智能系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)處理,，為用戶提供全面的數(shù)據(jù)服務和數(shù)據(jù)安全，見圖 2,。

2 智慧城市數(shù)據(jù)中心建設(shè)

2.1 建設(shè)目標

智能城市數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目的是建立一個共享和監(jiān)控中心,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、共享和監(jiān)控等方面的應用,。因此,，在建設(shè)智慧城市時，應從四個層面展開：

地監(jiān)測不同階段的運營狀況,。利用大量地圖 ,、POI、人口,、車輛等數(shù)據(jù),，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等實時數(shù)據(jù),，對各地區(qū)的用地狀況進行全面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與數(shù)據(jù)分析,；

加強對大數(shù)據(jù)應用于城鎮(zhèn)管理。在市政領(lǐng)域,，包括運營方式,、治安、電話,、交通密度,、突發(fā)事件處理、環(huán)境保 護等,；

通過“生態(tài)孵化"促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高產(chǎn)業(yè)品質(zhì),。通過對工業(yè)公司進行戰(zhàn)略布局,，通過科技孵化、人才培養(yǎng)等多方面的支持,，*終達到產(chǎn)城融合,、工業(yè)落地,、資源聚集和經(jīng)濟發(fā)展的目的；

要把群眾對公共服務,、交通和醫(yī)療等生活服務的需求結(jié)合起來,，做到全面的智慧提升，主動服務,，真正提升群眾的滿意度,。

2.2 建設(shè)思路

數(shù)據(jù)中心的建設(shè)是一項既有軟體又有硬體的綜合系統(tǒng)。首先要掌握各個產(chǎn)業(yè)的經(jīng)營需求,，全面地對各個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)實需求進行剖析,，并依據(jù)信息需求，對各類公司進行歸類,，作出相應的規(guī)劃,。其次，數(shù)據(jù)中心的管理員(數(shù)據(jù)交流平臺)設(shè)置數(shù)據(jù)中心的使用權(quán),，對數(shù)據(jù)進行管理,；然后根據(jù)自身能力，將需要的資料從標準的數(shù)據(jù)中心中抽取出來,，進行同步或異步的更新,，再交給數(shù)據(jù)中心進行處理。

在網(wǎng)絡(luò)體系的設(shè)計上,，采用了以二叉樹為基礎(chǔ)的樹型結(jié)構(gòu),，以縱向擴展為基礎(chǔ)，提高了系統(tǒng)的整體功能,。但是,，這種網(wǎng)絡(luò)拓撲很難解決傳統(tǒng)的樹型網(wǎng)絡(luò)在核心根節(jié)點中產(chǎn)生的海量信息流，導致網(wǎng)絡(luò)的運行效率受到了很大的制約,；采用高性能大容量的交換器,，僅在一定范圍內(nèi)減輕負荷，無法從根源上解決網(wǎng)絡(luò)的過載和熱點問題,；由于網(wǎng)絡(luò)的頻寬限制,，采用高接口的高性能器件會產(chǎn)生大量的器件開銷，使得大型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)難以實現(xiàn),。因此,，基于高帶寬、低延遲,、高可靠性,、低運行開銷、易于管理和管理的特點,，數(shù)字中心系統(tǒng)中出現(xiàn)了許多新的拓撲,。Fat-Tree 解決了熱點問題,，即向中心交換器增加了“粗"的連接，但是它僅限于中心交換機的數(shù)量,；VL2 解決了網(wǎng)絡(luò)中的熱點問題,、提高了系統(tǒng)的可擴充性，但其線路較多,；DCell 架構(gòu)可以很好地滿足業(yè)務擴充,，但其業(yè)務流的分配不均衡，且擴展的顆粒尺寸較大,；BCube 架構(gòu)以一個以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的容器為基礎(chǔ),，它與當前“Data Center in aBox"的理念相一致，具有很好的性能,，不過需要更多的擴充,。

2.3 建設(shè)方案

2.3.1 核心軟硬件設(shè)施的構(gòu)建

第一，要包括目前的數(shù)據(jù)標準,、交換標準,、平臺標準等；第二,，要有網(wǎng)絡(luò),、存儲器、服務器,、開關(guān),、傳感器等硬件架構(gòu)；第三,，包括實體,、網(wǎng)路、資料,、應用,、平臺等。其中的安全條款主要有：實體,、網(wǎng)路,、資料、應用程式,、平臺等,。建立一個協(xié)調(diào)高效的軟件環(huán)境，保障數(shù)據(jù)中心的安全,、穩(wěn)定的工作環(huán)境,。

2.3.2 數(shù)據(jù)的采集

通過數(shù)據(jù)交換平臺、采集適配器,、ETL軟件等采集接口,，實現(xiàn)了 ODS 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)采集和非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的采集。

2.3.3 數(shù)據(jù)的處理

建立運行管理平臺,、數(shù)據(jù)管理平臺等軟件平臺,，實現(xiàn)對系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)統(tǒng)一的標識和加密,，實現(xiàn)全生命周期管理和過程監(jiān)控,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、入侵檢測,、身份認證等功能,。數(shù)據(jù)加密、訪問控制和安全審計是確保數(shù)據(jù) 安全可靠的重要措施

2.3.4 合并

建立了相應的數(shù)據(jù)交換平臺,，在此基礎(chǔ)上,，開發(fā)了多種業(yè)務接口，及時發(fā)布各類主要數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù),，并與其他智慧城市的業(yè)務系統(tǒng)對接,，實現(xiàn)了信息資源的*優(yōu)化和*大限度的利用。

2.3.5 數(shù)據(jù)的處理與應用

根據(jù)智能城市決策分析的需要,，收集,、整理、建模,、提取,、分析等多種信息，以滿足智能管理,、控制,、傳輸?shù)确矫娴母倪M，提高智能決策和反應能力,，有效促進城市管理,。智慧城市數(shù)據(jù)中心的建成，進一步提高了城市的智能決策和快速響應能力,，為城市整體管理做出了重大貢獻,。

隨著時間的推移，網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,，人們的生活,、學習、工作都變得更加便捷,。在智能交通系統(tǒng)中,，運用基于傳感器、監(jiān)控視頻 ,、GPS等技術(shù)的大數(shù)據(jù)技術(shù),，為用戶提供*優(yōu)的出行路徑,。同時，通過對交通流量的統(tǒng)計,，可以有效地分析和處理交通堵塞,。大數(shù)據(jù)推動著城市的規(guī)劃與建設(shè)。比如,，在政府一級,，可以通過數(shù)據(jù)為大學提供專業(yè)支 持，既能加強政府間的協(xié)作,，又能增強政府在城市管理中的作用,。

3 云計算時代的城市數(shù)據(jù)中心建設(shè)展望

3.1 建設(shè)背景

云計算是一種將網(wǎng)格、分布式和并行計算相結(jié)合的技術(shù),，它是當前社會和經(jīng)濟發(fā)展的一種業(yè)務方式,。云計算依賴于數(shù)據(jù)中心，沒有了云數(shù)據(jù),，云計算將不能使用企業(yè)或單位的數(shù)據(jù)來制定產(chǎn)品的組織規(guī)則,。從本質(zhì)上說，云數(shù)據(jù)能夠?qū)Ω鱾€企業(yè),、事業(yè)單位的數(shù)據(jù)進行采集,，并將各個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)資源集中起來進行運算，使其具有較高的代表性,，對提高其應用價值具有重要意義,。為了提高計算的安全性和可靠性，云計算在實際應用中需要滿足分布式的數(shù)據(jù)處理需求,。對使用者而言,，每天消耗的資料都能被安全地儲存在云端資料服務中，而不用擔心資料遺失造成的個人資料泄漏,。云計算對用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行去敏感處理,，才能將其直接用于企業(yè)的生產(chǎn)和運營，從而避免用戶的個人信息被侵犯,。這種集約化的數(shù)據(jù)處理方法,，不但提高了數(shù)據(jù)資源的使用效率，而且從根本上改變了數(shù)據(jù)的本質(zhì),，使用戶的數(shù)據(jù)資源具有更高的指導意義,。

3.2 數(shù)據(jù)中心建設(shè)存在的問題

隨著云計算技術(shù)的不斷發(fā)展，在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)上也遇到了一些問題,，這些問題已經(jīng)嚴重地制約了云計算的順利發(fā)展和數(shù)據(jù)中心的建設(shè),。在云環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心的建設(shè) 面臨著以下幾個問題：首先是網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)問題。傳統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大的時延,， 從而很大地影響到存儲過程,，所以對其進行改進和優(yōu)化。第二,，由于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的建設(shè),，導致了數(shù)據(jù)和存儲網(wǎng)絡(luò)的分離，從而限制了數(shù)據(jù)中心的資源集成,，加快了其發(fā)展。第三點是虛擬化,。為了更好地利用虛擬設(shè)備,，提高數(shù)據(jù)中心硬件資源的利用率，本文提出了一種新的虛擬技術(shù),。第四點,，就是安全性。 云計算技術(shù)的不斷發(fā)展,，使得數(shù)據(jù)中心業(yè)務越來越不穩(wěn)定,，越來越開放，越來越安全,。在當前的數(shù)據(jù)中心建設(shè)中,，如何保證安全穩(wěn)定的運行是一個迫切需要解決的問題。第五,，過度使用能量,。 由于云技術(shù)的引進，大大增加了數(shù)據(jù)中心的能耗,。為了促進數(shù)據(jù)中心的持續(xù)健康發(fā)展,，需要尋找一條高效、綠色,、節(jié)能的技術(shù)路線,，以保證新數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。

4 安科瑞AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng)

4.1平臺組成

安科瑞電氣緊跟數(shù)據(jù)中心發(fā)展形式,，推出AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理解決方案,，包含有電力監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)控,、消防監(jiān)控,、能耗統(tǒng)計分析、智能照明控制以及新能源監(jiān)測幾個子系統(tǒng),。集成了變配電監(jiān)測,、電源備自投、電氣接點測溫、智能照明控制,、電能質(zhì)量監(jiān)測及治理,、蓄電池在線監(jiān)測、精密配電監(jiān)控,、智能母線監(jiān)控以電氣火災,、應急照明及疏散指示等多種子功能，能夠幫助用戶實時掌握數(shù)據(jù)中心的運行情況,，保障數(shù)據(jù)中心可靠,、安全、節(jié)約,、有序,、低碳的運行，輔助運維團隊提升數(shù)據(jù)中心能效,、資源利用率和可用性,，提高運維效率并降低運維成本。

AcrelEMS數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng),，為數(shù)據(jù)中心的能源管理提供的監(jiān)測和控制,，主要分為電力監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)控,、能耗統(tǒng)計分析（能源管理）,、蓄電池監(jiān)控、精密配電監(jiān)控,、智能母線監(jiān)控,、智能照明、消防相關(guān)的子系統(tǒng),。

4.2 平臺拓撲圖

4.3 能耗統(tǒng)計分析（能源管理）解決方案

4.3.1 系統(tǒng)介紹

建立高效的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng),，對建筑各類耗能設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量，對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析,。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經(jīng)濟指標及績效考核指標,，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況，提高人員主動節(jié)能的意識,。

4.3.2系統(tǒng)功能

1)搭建數(shù)據(jù)中心智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架,，對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測；

2）排碳數(shù)據(jù)化：通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析（包括水,、電,、能量），實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化,；

3）區(qū)域能效比：實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比,，方便能耗考核；

4）同期能效比：實現(xiàn)同年、同期,、同一區(qū)域能耗對比,，方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析；

5）能耗評估管理：按照能源消耗定額標準約束值,、標準值,、引導值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標；

6）能耗競爭排名：各個功能區(qū)能耗對比,，實現(xiàn)能耗排名,，增強工作人員的節(jié)能意識；

7）對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析,、統(tǒng)計,、打印和查詢等功能，并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的需要可選擇不同樣式報表的打印,。為能耗運營管理部門提供可靠的依據(jù)；

8）能耗數(shù)據(jù)采集,，隨時查詢,，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，監(jiān)測異常能源用量,，對能源智能儀表故障進行報警,，提高系統(tǒng)信息化、自動化水平,。

4.3.3產(chǎn)品選型

4.4 安科瑞蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

4.4.1產(chǎn)品介紹

安科瑞公司ABAT系列鉛酸蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)是在線電池監(jiān)測產(chǎn)品,，可以提前對失效的鉛酸蓄電池進行預警及電池均衡，符合ANSI/TIA-942標準要求,。

??該系統(tǒng)具有監(jiān)測電池的電壓,、內(nèi)阻與內(nèi)部溫度功能，安裝,、維護與接入非常方便,。系統(tǒng)主要由ABAT-S模塊、ABAT-C模塊及ABAT-M采集器組成,，可通過采集器查詢告警與實時數(shù)據(jù),、設(shè)置參數(shù)等，可選配監(jiān)測平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化集中管理,。

4.4.2 產(chǎn)品選型

4.5 安科瑞智能母線監(jiān)測解決方案

4.5.1產(chǎn)品介紹

數(shù)據(jù)中心IT服務器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜,，占用空間較大，配電線纜多,，新增設(shè)備不便,，為了節(jié)省面積，智能小母線方案由于不占用機房面積、可按需靈活插拔,，受到很多數(shù)據(jù)中心的青睞,，被越來越多的應用。

安科瑞智能母線監(jiān)控產(chǎn)品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類,，包括始端箱監(jiān)測模塊,、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫度,，確保母線槽配電安全,。通過標準網(wǎng)線手拉手簡單組網(wǎng)，可以實現(xiàn)任意插接箱檢修或更換時不影響其他在線運行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊,。

4.5.2 產(chǎn)品選型

4.6 安科瑞精密配電管理系統(tǒng)解決方案

4.6.1產(chǎn)品介紹

系統(tǒng)可以展示精密配電柜內(nèi)進線和饋線回路電氣參數(shù),，包括電流電壓功率電能以及開關(guān)狀態(tài)，并可以對數(shù)據(jù)進行報警設(shè)置和分級,，數(shù)據(jù)取自精密配電柜測量模塊,。

4.6.2 產(chǎn)品選型

5 小結(jié)

在未來的生產(chǎn)和生活中，數(shù)據(jù)中心的重要性與日俱增,， 確保數(shù)據(jù)中心能夠滿足云計算時代的需求,，提升服務的可靠性和效率，從而達到節(jié)能環(huán)保的目的,。新一代數(shù)據(jù)中心的發(fā)展方向是：減少IT運營成本,，提高管理效率，提高業(yè)務靈活性,，提高安全性,，提高可靠性，減少能源消耗,。

安科瑞侯文莉