《數(shù)據(jù)中心節(jié)能控制可視化平臺技術(shù)要求（征求意見稿）》

1T/GDEA004—2023數(shù)據(jù)中心節(jié)能控制可視化平臺技術(shù)要求本文件規(guī)定了數(shù)據(jù)中心節(jié)能控制可視化平臺的術(shù)語和定義、節(jié)能控制可視化平臺、數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)格式。本文件適用于數(shù)據(jù)中心節(jié)能控制可視化平臺的設(shè)計(jì)、實(shí)施與運(yùn)行維護(hù)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T7027信息分類和編碼的基本原則與方法GB/T10113分類與編碼通用術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T7027、GB/T10113界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)datecentermonitoringsystem；DCMS對數(shù)據(jù)中心機(jī)房電源、空調(diào)及環(huán)境等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及集中監(jiān)控的系統(tǒng)。3.2節(jié)能控制可視化平臺energy-savingcontrolvisualizationplatform以可視化方式呈現(xiàn)節(jié)能數(shù)據(jù)、環(huán)境運(yùn)行狀態(tài)和節(jié)能控制的操作環(huán)境。3.3監(jiān)控中心supervisioncenter；SC為數(shù)據(jù)中心機(jī)房電源、空調(diào)及環(huán)境等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、集中監(jiān)控的管理中心。3.4監(jiān)控單元supervisionunit；SU為數(shù)據(jù)中心機(jī)房電源、空調(diào)及環(huán)境等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、集中監(jiān)控的現(xiàn)場設(shè)備單元。3.5監(jiān)控對象supervisionobject；SO被監(jiān)控的機(jī)房電源、空調(diào)及環(huán)境等基礎(chǔ)設(shè)施。3.6人工智能artificialintelligence；AI模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新技術(shù)。3.7可視化visualization利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合呈現(xiàn)、交互的方法和技術(shù)。2T/GDEA004—20234節(jié)能控制可視化平臺4.1概述數(shù)據(jù)中心節(jié)能控制可視化平臺，以數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)DCMS和人工智能AI技術(shù)為基礎(chǔ)，對節(jié)能控制業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，呈現(xiàn)節(jié)能控制策略和控制效果。節(jié)能控制可視化平臺作為數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)DCMS的一個模塊運(yùn)行，從監(jiān)控系統(tǒng)獲取運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并通過監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)節(jié)能控制指令，并以可視化技術(shù)進(jìn)行顯示。4.2技術(shù)路線要求數(shù)據(jù)中心節(jié)能控制可視化平臺應(yīng)采用先進(jìn)的技術(shù)路線，符合IT行業(yè)的發(fā)展趨勢，并遵循以下原則和要求：a)系統(tǒng)采用開源操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。操作系統(tǒng)宜采用Linux平臺，禁用Windows操作系統(tǒng)；b)數(shù)據(jù)庫應(yīng)結(jié)合管理的數(shù)據(jù)類型選擇合適的開源數(shù)據(jù)庫，應(yīng)考慮與后續(xù)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的兼容；c)業(yè)務(wù)應(yīng)用應(yīng)支持Docker容器運(yùn)行，簡化應(yīng)用的構(gòu)建、部署和運(yùn)行過程；d)數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)DCMS應(yīng)支持物理機(jī)、虛機(jī)和云平臺PaaS服務(wù)部署。4.3平臺架構(gòu)4.3.1平臺硬件架構(gòu)平臺硬件架構(gòu)采用兩級架構(gòu)，由節(jié)能控制可視化平臺級、監(jiān)控單元級組成。平臺為節(jié)能業(yè)務(wù)管理中心，實(shí)現(xiàn)節(jié)能業(yè)務(wù)的監(jiān)控、告警、節(jié)能控制、可視化展示和報(bào)表統(tǒng)計(jì)等業(yè)務(wù)，由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器、AI業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器和客戶端組成，節(jié)能控制可視化平臺屬于監(jiān)控中心的一個業(yè)務(wù)模塊，與監(jiān)控單元（場地采集器）交互獲取數(shù)據(jù)、訓(xùn)練學(xué)習(xí)和發(fā)送控制命令，節(jié)能控制可視化平臺部署于AI業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器。數(shù)據(jù)中心場地部署監(jiān)控單元SU，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心動力設(shè)備和環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和控制。系統(tǒng)硬件架構(gòu)如圖1所示。圖1監(jiān)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)3T/GDEA004—20234.3.2節(jié)能控制業(yè)務(wù)平臺軟件架構(gòu)節(jié)能控制業(yè)務(wù)作為監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊，可充分利用監(jiān)控系統(tǒng)的采集和控制功能，借助AI技術(shù)對與節(jié)能控制業(yè)務(wù)相關(guān)的AI資源管理、安全管理、AI模型管理進(jìn)行優(yōu)化處理，借助HTTP協(xié)議通信、API接口規(guī)范接入數(shù)據(jù)采控系統(tǒng)，通過AI可視化數(shù)據(jù)接口共享平臺的可視化能力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制業(yè)務(wù)與AI技術(shù)的深度融合。節(jié)能控制業(yè)務(wù)平臺軟件架構(gòu)如圖2所示。圖2節(jié)能控制業(yè)務(wù)架構(gòu)4.4平臺功能4.4.1概述數(shù)據(jù)中心節(jié)能控制業(yè)務(wù)基于大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等AI人工智能前沿技術(shù)，充分利用機(jī)房現(xiàn)有條件進(jìn)行能耗優(yōu)化控制，而不是使用工程手段改變機(jī)房現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施狀況的方式進(jìn)行節(jié)能，如空調(diào)設(shè)備改造、改變機(jī)房內(nèi)地板送風(fēng)開度、加裝機(jī)柜盲板等。節(jié)能控制可視化平臺包括可視化、共享零代碼組態(tài)和3D數(shù)字化工具、AI資源管理、安全管理、AI模型管理和數(shù)據(jù)處理部分等子模塊。4.4.2可視化平臺應(yīng)采用2D和3D可視化工具整合節(jié)能控制業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)節(jié)能業(yè)務(wù)的物理位置和邏輯運(yùn)行關(guān)系與效果，以2D和3D可視化工具通過組態(tài)配置實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制業(yè)務(wù)可視化?？梢暬幽K包括樓宇3D可視化、能源KPI數(shù)據(jù)、節(jié)能展示數(shù)據(jù)、溫度云圖和空調(diào)運(yùn)行展示。樓宇及維度云圖宜采用3D可視化方式展示，為保障溫度云圖展示效果，溫度采樣時每機(jī)柜前后應(yīng)各配置3個溫度檢測點(diǎn)，溫度檢測應(yīng)采用無線采樣方案。能源KPI數(shù)據(jù)、節(jié)能展示數(shù)據(jù)和空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)等業(yè)務(wù)宜采用2D組態(tài)方式展示，組態(tài)內(nèi)容可根據(jù)需要靈活配置調(diào)整。節(jié)能展示數(shù)據(jù)主要呈現(xiàn)節(jié)電率數(shù)據(jù)，以月為單位進(jìn)行刷新。4.4.3零代碼和3D數(shù)字化工具4T/GDEA004—2023零代碼狀態(tài)和3D數(shù)字化工具屬于監(jiān)控系統(tǒng)的頁面呈現(xiàn)配置工具，支持監(jiān)控業(yè)務(wù)及AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)的可視化展示。零代碼狀態(tài)和3D數(shù)字化工具應(yīng)支持基礎(chǔ)設(shè)施物理位置和邏輯連接兩個維度的組態(tài)配置。零代碼狀態(tài)和3D數(shù)字化工具應(yīng)具備豐富的組件，并支持組件的編輯。4.4.4AI資源管理AI資源管理具體包括機(jī)樓管理、機(jī)房管理、設(shè)備管理、信號管理等內(nèi)容。AI資源管理提供與AI相關(guān)的機(jī)樓、機(jī)房、設(shè)備、信號和邏輯變量等參數(shù)內(nèi)容的增刪編輯功能，明確機(jī)樓、機(jī)房、設(shè)備、信號、邏輯變量等內(nèi)容的從屬關(guān)系和物理屬性。4.4.5安全管理AI節(jié)能控制不能影響機(jī)房的運(yùn)行安全，安全管理業(yè)務(wù)應(yīng)支持以下機(jī)制：a)制冷量冗余：節(jié)能系統(tǒng)輸出的節(jié)能策略，應(yīng)保證制冷設(shè)備的制冷量存在安全冗余；b)策略回退：制冷設(shè)備的節(jié)能策略執(zhí)行后，用戶可以根據(jù)需要回退到執(zhí)行前的策略狀態(tài)；c)指標(biāo)超限告警：節(jié)能系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)支持機(jī)房溫濕度及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)方面的異常提醒；d)策略安全機(jī)制：節(jié)能算法生成的調(diào)控策略，應(yīng)當(dāng)從邏輯設(shè)計(jì)層面考慮對數(shù)據(jù)的容錯處理機(jī)制，以及對空調(diào)控制的保護(hù)，確保策略執(zhí)行的安全；e)異常保護(hù)機(jī)制：節(jié)能系統(tǒng)在出現(xiàn)服務(wù)異常、網(wǎng)絡(luò)中斷、高溫及設(shè)備運(yùn)行異常狀況時，能夠通過高可用機(jī)制對末端空調(diào)施加應(yīng)急策略來保障機(jī)房環(huán)境安全；f)數(shù)據(jù)備份：可對節(jié)能系統(tǒng)內(nèi)的靜態(tài)數(shù)據(jù)（如站點(diǎn)、設(shè)備、信號點(diǎn)位）、性能數(shù)據(jù)（如電表、溫濕度、空調(diào)工況）以及策略執(zhí)行記錄等數(shù)據(jù)進(jìn)行定期自動備份。4.4.6AI模型管理AI模型管理包括AI數(shù)據(jù)管理、狀態(tài)模型管理、控制模型管理、獎勵模型、策略模型管理等，采用AI強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，令智能體（節(jié)能軟件）與環(huán)境不斷交互，獲取狀態(tài)信息，發(fā)出控制指令，依據(jù)當(dāng)前動作帶來的獎勵或懲罰狀況來優(yōu)化節(jié)能控制策略，盡可能多地從環(huán)境中獲取獎勵或者少懲罰，從而實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前環(huán)境的最佳控制。AI數(shù)據(jù)管理記錄AI強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練所需要的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。AI強(qiáng)化學(xué)習(xí)包括狀態(tài)、行動和獎勵機(jī)制三方面的要素，分別用狀態(tài)模型、控制模型和獎勵模型來管理。狀態(tài)模型管理對AI強(qiáng)化學(xué)習(xí)涉及的設(shè)施、環(huán)境狀態(tài)信息進(jìn)行配置，設(shè)施、環(huán)境狀態(tài)信息主要包括但不限于以下狀態(tài)參數(shù)：a)空調(diào)啟停狀態(tài)；b)風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)；c)風(fēng)機(jī)實(shí)時轉(zhuǎn)速；d)進(jìn)出風(fēng)溫度；e)壓縮機(jī)啟停狀態(tài)；f)壓縮機(jī)工作頻率；g)電壓、電流、有功功率、電能?？刂颇Ｐ凸芾韺I強(qiáng)化學(xué)習(xí)所涉及的控制動作進(jìn)行配置，控制動作主要包括但不限于以下控制參a)空調(diào)啟停；b)風(fēng)機(jī)啟停（定頻、變頻）；5T/GDEA004—2023c)進(jìn)/出風(fēng)溫度設(shè)定；d)風(fēng)機(jī)最小轉(zhuǎn)速設(shè)定（變頻）；e)風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速設(shè)定（變頻）；f)壓縮機(jī)啟停（定頻、變頻）；g)壓縮機(jī)最小負(fù)荷設(shè)定（變頻）；h)壓縮機(jī)最大負(fù)荷設(shè)定（變頻）。獎勵模型管理對AI節(jié)能控制的目標(biāo)進(jìn)行配置，主要為PUE（PowerUsageEffectiveness）最大化和熱點(diǎn)控制。策略模型管理對AI在學(xué)習(xí)過程中陸續(xù)建立的AI節(jié)能策略進(jìn)行管理，包括網(wǎng)絡(luò)模型和訓(xùn)練參數(shù)兩部分。AI節(jié)能策略指經(jīng)過數(shù)據(jù)采集和AI分析后，得出的有針對性的空調(diào)設(shè)備調(diào)整、優(yōu)化策略，應(yīng)符合下列要求：a)節(jié)能系統(tǒng)能夠基于算法模型處理實(shí)時數(shù)據(jù)，輸出節(jié)能控制指令并自動下發(fā)到被控設(shè)備；b)記錄節(jié)能策略歷史信息，包括節(jié)能策略的具體動作、控制對象、觸發(fā)時間、是否成功等，支持指定操作對象和目標(biāo)參數(shù)手動觸發(fā)節(jié)能策略；c)自動保存被控空調(diào)設(shè)備的歷史運(yùn)行參數(shù)，在節(jié)能策略執(zhí)行后可以進(jìn)行回退；d)支持以機(jī)房維度啟用/停用節(jié)能策略，啟用時可自動生成該機(jī)房的策略并自動控制設(shè)備。4.4.7AI數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理通過采集器接口和系統(tǒng)級接口獲取AI模型所需要的狀態(tài)、控制和獎勵參數(shù)，并對參數(shù)進(jìn)行正則化處理，輸出給AI數(shù)據(jù)模型管理。4.4.8AI運(yùn)行及節(jié)能評估為保障機(jī)房運(yùn)行安全，AI訓(xùn)練應(yīng)先在仿真環(huán)境下進(jìn)行，訓(xùn)練到一定程度后才允許部署到涉及環(huán)境。AI節(jié)能效果的評估通過空調(diào)節(jié)電率來評判，節(jié)電率計(jì)算如式(1)所示：式中：T0——未實(shí)施節(jié)能時間周期空調(diào)總耗電量，kW·h；T1——實(shí)施節(jié)能時間周期空調(diào)總耗電量，kW·h。5數(shù)據(jù)交換5.1數(shù)據(jù)交換框架節(jié)能控制可視化平臺通過API接口與節(jié)能控制后臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制業(yè)務(wù)的可視化展示。如圖3所示。6T/GDEA004—2023圖3可視化數(shù)據(jù)交換框架5.2數(shù)據(jù)交換要求可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理之間通過HTTP協(xié)議通信，API接口規(guī)范采用RESTful方式實(shí)施。6數(shù)據(jù)格式6.1通信格式6.1.1參數(shù)請求參數(shù)請求的數(shù)據(jù)格式和響應(yīng)數(shù)據(jù)格式為JSON，編碼統(tǒng)一為UTF-8，使用POST/GET/PUT方式進(jìn)行數(shù)據(jù)格式請求，如表1所示。表1參數(shù)請求方式6.1.2獲取令牌獲取accessToken令牌，使用POST的請求方式，如表2所示。表2獲取令牌接口請求樣例請求頭部需攜帶Authorization屬性，內(nèi)容是是{“accessSecret”:”123456”}7T/GDEA004—2023表2獲取令牌接口請求樣例(續(xù))請求頭部需攜帶Authorization屬性，內(nèi)容為B-----{“refreshToken”:“66c17f9e-7b19-4625-b121-807947dbcffff”“owner”:”admin”}6.1.3請求報(bào)文結(jié)構(gòu)通過獲取令牌接口獲得授權(quán)令牌，在http請求中需要在請求頭部攜帶Authorization信息，如表3所示。表3請求頭授權(quán)認(rèn)證6.1.4響應(yīng)狀態(tài)HTTP狀態(tài)碼請求成功返回的狀態(tài)碼信息，如表4所示。表4請求成功狀態(tài)碼6.1.5異常響應(yīng)根據(jù)HTTP狀態(tài)判斷異常響應(yīng)，如表5所示。表5請求失敗狀態(tài)碼8T/GDEA004—20236.2資源管理數(shù)據(jù)格式6.2.1機(jī)房層級結(jié)構(gòu)可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理機(jī)房層級結(jié)構(gòu)API接口樣例，使用GET的請求方式，如表6所示。表6可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理機(jī)房層級結(jié)構(gòu)API接口樣例GET/api/resourcestruct- - - - +parentResourceStr- -- - - - 9T/GDEA004—2023表6可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理機(jī)房層級結(jié)構(gòu)API接口樣例(續(xù)){{"resourceStructureId"resourceStructureNa"parentResourceStructureId"levelOfPath":"22000001.22000002.2200000{"resourceStructureId"resourceStructureNa"parentResourceStructureId"levelOfPath":"22000001.22000002.2200000}6.2.2設(shè)備對象層級結(jié)構(gòu)可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理設(shè)備對象層級結(jié)構(gòu)API接口樣例，使用GET的請求方式，如表7所示。T/GDEA004—2023表7可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理設(shè)備對象層級結(jié)構(gòu)API接口樣例否否否 - - - - -{{{}6.2.3根據(jù)設(shè)備ID獲取設(shè)備對象方式可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理設(shè)備ID獲取設(shè)備對象API接口樣例，使用GET的請求方式，如表8所示。T/GDEA004—2023表8可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理設(shè)備ID獲取設(shè)備對象API接口樣例是- - - - - - - -{{{{"equipmentTemplateIdT/GDEA004—2023表8可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理設(shè)備ID獲取設(shè)備對象API接口樣例(續(xù))}"properties":"27"{{{}"properties":"27"}6.32D可視化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理2D溫場實(shí)時數(shù)據(jù)API接口樣例，使用POST的請求方式，如表9所示。T/GDEA004—2023表9可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理2D溫場實(shí)時數(shù)據(jù)API接口樣例POST/api/equipmentactiv否否[{}] - -{{"equipmentName":"B5A06-1：F209-ATB-A5{{}}T/GDEA004—2023表9可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理2D溫場實(shí)時數(shù)據(jù)API接口樣例(續(xù))}{{}"properties":"27"}6.43D可視化與溫場數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6.4.13D溫場歷史數(shù)據(jù)使用GET的請求方式可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理3D溫場歷史數(shù)據(jù)API接口樣例，按基類獲取設(shè)備歷史信號，使用GET的請求方式，如表10所示。表10可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理3D溫場歷史數(shù)據(jù)API接口樣例是是是-是-{“startTime”:“2023-01-1100:00:00”}T/GDEA004—2023表10可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理3D溫場歷史數(shù)據(jù)API接口樣例(續(xù))- - {}使用POST的請求方式可視化模塊與AI節(jié)能控制業(yè)務(wù)管理3D溫場歷史數(shù)據(jù)API接口樣例，按設(shè)備ID、信號ID獲取多個信號的歷