云數據中心機房規劃與建設

1.建設背景

中國鐵建股份有限公司目前是全球五百強的大型國有企業，公司業務板塊多，下屬單位分布全國各地，目前企業對信息化程度依賴日益增強，因此規劃建設統一的大型云數據中心機房的必要性和緊迫性越來越突顯，為滿足未來企業異地容災備用和云計算業務需求，數據中心規劃建設四層樓，建筑面積10000平米，機房可用面積3000平米左右，數據中心機房按照國家A類機房標準設計，配有UPS、供配電、精密空調、柴油發電機、消防氣體滅火、機房環境動力系統、監控系統等輔助設備。

2 總體要求

數據中心設計目標“標準化、高可用、模塊化、綠色節能、可擴展性”。

參考GB50174-2017 《數據中心設計規范》A級機房標準，并結合IDC行業技術需求，同時還要滿足“工信部IDC/ISP資質”申請要求，允許進行任何有計劃的機房基礎設施活動時，不會中斷IT設備運行。

在綠色節能方面，考慮國內外先進節能產品和技術，從多個方面引入節能技術，并提供業界比較好的建議方案和產品，有效系統降低PUE值，要求年PUE指標在80%負載低于1.5。

3數據中心機房建設內容

3.1數據中心選址

數據中心選址按照GB50174-2017 《數據中心設計規范》要求符合以下標準：

（1）電力供給充足可靠，通信快速暢通，交通便捷；

（2）自然環境清潔；

（3）大型數據中心不宜建在住宅小區和商業區內；

（4）城市基礎設施，人才保證，地域自然壞境穩定程度；

本次數據中心選址定于內蒙古包頭市，全部符合以上標準。

3.2功能區劃分

（1）計算機房。計算機房是數據中心的核心區域，用于計算、存儲、網絡設備等關鍵設備以及其配套的機柜系統。

（2）操作中心。用于計算機房設備運行、環境、安全、消防集中監控場所。

（3）存儲間和裝載間。用于設備的臨時存放以及設備上架、軟件上線前的安裝、調試區域。

（4）動力間。用于變配電系統、柴油發電機、UPS、電池組、空調外機等設備存放。

（5）ECC。用于整個數據中心的指揮監控中心。

（6）員工辦公室。用于日常行政管理。

3.3機房供配電系統

數據中心供配電系統是從電源線路進用戶起經過中/低壓供配電設備到負載止的整個電路系統，主要包括：電源（市電）、柴油發電機系統、自動轉換開關（ATSE）、輸入低壓配電系統、不間斷電源系統（UPS）、空調系統以及其他系統。

本次中國鐵建數據中心機房供電系統按照2N冗余架構設計：⑴數據中心UPS電源總進線為2路，1條主用，1條備用，分別由2臺市電變壓器引入，每路供電功率不得低于5000kW；⑵市電動力電源總進線為2路，1條主用，1條備用，分別由另外2臺不同變電站引入，且兩個不同變電站的物理距離不低于5公里以上。

3.4空調及通風系統

空調系統：為保證各類設備和計算機系統能夠穩定、安全、可靠地運行，為機房工作人員提供一個良好的工作環境，機房內配備機房專用精密空調，以滿足計算機設備對周圍環境的溫、濕度和潔凈度要求，起到減少計算機設備故障率、延長其使用壽命的作用。

本次設計方案采用下送風、上回風的風冷空調技術方案，考慮了包頭地區常年平均氣溫低，且缺少誰，采用了帶自然冷卻風冷冷水機組一體機，有效的降低數據中心的PUE值。

3.5設備環境監控系統

根據數據中心機房管理的需求，數據中心機房實現集中監控，包括對機房動力系統（包括配電柜、UPS等）、環境系統（包括機房專用精密空調、漏水監測、溫濕度監測、新風等）、設備運行狀態（包括服務設備、網絡設備、安全設備等）、安防系統（包括門禁管理、視頻監控、消防監測、防雷等），具有統一完善的監測和控制功能，融結果機房的管理制度和措施，對發生的各種事件都結合機房的具體情況非常務實的給出處理信息，提示值班人員進行操作。

數據中心設置監控系統，并在監控指揮中心進行統一管理，對機房內空間環境、設備運行環境和機電設備的運行狀態進行實時監測，能夠實現對數據中心安全防護和環境的統一監控，減輕維護人員負擔，提高數據中心機房的安全性和系統的可靠性，實現機房的科學管理。

3.6綜合布線系統

綜合布線系統設計原則：嚴格按照規范標準進行設計，同時充分實現增加和改動的靈活性和可擴展性，綜合考慮將來所需求的高性能和高帶寬，要確保在一段時間內，無須更換和升級布線系統。

數據中心機房大樓的網絡分類：外網（運營商計入互聯網）、內網（數據中心主干網）、樓控綜合網（大樓辦公網）。銅纜配線：機房內銅纜全部采用6類線和6類模塊。配線柜設計：機柜布置位置應符合最捷路徑原則，機柜形式與機房服務器機柜相同類型。機柜模塊全部采用19寸一體化標準機柜。布線方式：走線路徑機房內按柜頂一體化網格式橋架和半封閉橋架。

3.7安全防護系統

數據中心機房的安全無疑是整個信息系統安全的前提，如果數據中心機房存在電擊、火災、漏水以及電磁泄露等安全隱患，從而導致數據中心機房事故，則整個信息系統的安全也就不可能實現。

（1）靜電防護：數據中心機房全部采用防靜電地板，機房地面采用電磁屏蔽；機房的強弱電布線分開鋪設，防止強電干擾；機房接地及等電位連接；通過精密空調保持機房適當的濕度；人員進出穿戴防靜電服，佩戴腕帶。

（2）消防：為了正確的掌握機房異常狀態，出現火災能夠準確、迅速的報警和滅火，本數據中心機房設置極早期消防自動報警及七氟丙烷氣體滅火系統，同樣采取2N方式，并且需要定期檢查和更滑氣體滅火氣體。整個機房防護區不超過8個，組合分配系統的滅火劑儲存量，按儲存量最大的防護區確定；合理劃分系統，將防護區容積相近的房間劃分為同一系統以降低系統規模；防護區設計泄壓口、災后通風等系統；人員撤離時間為系統延時30s。

（3）防水：數據中心機房建設時候原理水源，在機房的頂面樓層做好防水措施，定期檢查機房空調設備專用水源密封性能，消除安全隱患。

（4）防雷：數據中心機房建筑的直擊雷防護，機房內部采用三重防雷系統（第一重市配電柜防雷、第二重UPS防雷、第三重機柜PDU防雷）保護設計。

4 結束語

目前，隨著中國鐵建對數字化、網絡化和智能化的要求越來越高，建設統一的云數據中心機房已經迫在眉睫，結合最新的國標以及數據中心機房技術要求，數據中心機房按照高效、節能、安全、穩定、綠色環保、具有高可管理性、高可靠性、高可擴展性、高可用性的標準建設，建成后將對整個中國鐵建的信息化基礎設施水平有較大提升。

參考文獻

[1]《電子信息系統機房設計規范》GB50174 2017

[2]《電子信息系統機房施工及驗收規范》（GB 50462-2008）.

[3]《電子計算機場地通用規范》（GB/T 2887-2000）.

[4]《建筑物電子信息系統防雷技術規范》（GB 50343-2004）.

[5]《建筑物防雷設計規范》（GB 50057-2010）.

[6]《智能建筑設計標準》（GB/T 50314-2006）.

[7]《綜合布線系統工程設計規范》（GB 50311-2007）

[8]《數據中心設計與管理》

作者簡介：岳文，中國鐵建重工集團有限公司智慧企業研究院，職稱：工程師。

（作者單位：中國鐵建重工集團有限公司智慧企業研究院）