基于數(shù)字孿生的移動網絡機房數(shù)智化管控應用研究

關鍵詞：數(shù)字孿生；網絡機房；數(shù)智化管控

中圖分類號：TN929.5；TP308 文獻標識碼：A

0 引言

本文旨在通過對技術與應用方案的研究，提升移動網絡機房的進出和現(xiàn)場操作的數(shù)智化管控能力。研究目標為實現(xiàn)機房進出管理流程的線上化與智能化，并探索如何運用視頻采集、人工智能（artificial intelligence，AI）識別等技術，構建一套從事前預防、事中監(jiān)控到事后處理的全方位、數(shù)智化的機房運營管理框架，從而提升機房的綜合管控效能。通過構建全新的機房智能化管控流程體系，增強對機房的監(jiān)控能力，為機房的安全運營與高效管理提供堅實的支撐和保障[1]。

1 基于數(shù)字孿生的移動網絡機房數(shù)智化管控的整體架構

基于數(shù)字孿生的移動網絡機房數(shù)智化管控應用主要基于移動APP、安全管控平臺個人計算機（personal computer，PC）端、門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等進行數(shù)據拉通及流程穿越，用于事前出入申請、事中管控、事后歸檔，從而實現(xiàn)機房數(shù)智隨工、施工行為合規(guī)、機房管理安全可控。

1.1 軟件架構

軟件整體架構可以分為進出管控APP、數(shù)智化安全管控平臺PC 端、AI 能力中心、告警中心。進出管控APP 有助于管理機房出入、來訪人員以及施工申請和審批流程，實現(xiàn)門禁權限與人員進入的匹配，同時對異常情況進行告警通知和處置。數(shù)智化安全管控平臺PC 端可對門禁認證建檔、施工申請流程建檔、施工前后建檔、數(shù)字孿生和視頻監(jiān)控建檔等進行管理，幫助用戶實現(xiàn)對機房的安全管控。AI 能力中心則通過自動巡檢、設備狀態(tài)識別、聲光告警監(jiān)控、人員行為監(jiān)控和環(huán)境識別等功能，為管理人員提供更加智能化的安全管理方案。告警中心以告警通知和處置為核心功能，幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)并應對異常情況，形成閉環(huán)管理[2]。

1.2 硬件架構

上層機房運維管控離不開基礎硬件的支撐，為了保證硬件設備在未來幾年內不被淘汰，采用較為先進的硬件設備來支撐機房運維工作。硬件整體架構如圖1 所示，主要包括人臉識別裝置、邊緣服務器、圖形處理單元（graphics processing unit，GPU）、機房安全管控服務器和機房監(jiān)控攝像頭。人臉識別裝置負責識別人員是否可以進出機房；機房監(jiān)控攝像頭負責識別人員施工過程中的異常行為；邊緣服務器及GPU 則主要用于支撐視頻流抽取與存儲，以及AI 視頻分析與告警。

人臉識別裝置采用杭州海康威視數(shù)字技術股份有限公司的DS-K1T642 Series 3D 人臉識別終端，通過3D 深度感知技術和活體檢測功能提高了設備的準確性，降低了誤認率。邊緣服務器采用華為技術有限公司的FusionServer X 系列產品，其具有大內存容量和高速存儲選項，以滿足計算密集型任務和大規(guī)模數(shù)據處理需求。GPU 采用英偉達公司（NVIDIA）的RTX A6000，這是一款高性能專業(yè)工作站級別的圖形處理單元，支持硬件加速的光線追蹤，適用于專業(yè)的計算機圖形和設計應用。同時，使用3 臺機房安全管控服務器，分別用于AI 視頻分析、視頻流抽取、機房數(shù)字孿生前后端部署。機房監(jiān)控攝像頭則是利用原有攝像頭，通過攝像頭與AI 視頻分析技術相結合，實現(xiàn)機房運維的安全管控。整個硬件架構的各個部分都有高性能和先進的技術支持，旨在確保機房安全和高效運行[3]。

2 基于數(shù)字孿生的移動網絡機房數(shù)智化管控的功能分析

2.1 生產運維

在生產運維方面，系統(tǒng)展現(xiàn)了全面的智能化管理能力，涵蓋了資源管理、出入審批、施工管理、智能巡檢和機房可視化等多個關鍵環(huán)節(jié)。

（1）資源管理。資源管理主要提供包括資源所在區(qū)域、站點、機樓、機房、機架等在內的相關信息，該功能用于管理機房的配套資源。對出入流程申請、電子圍欄管控、告警通知具有鏈路打通的聯(lián)動作用。

（2）出入審批。在APP 端發(fā)起機房進入審批流程，申請流程分為日常施工和綠色通道兩種模式，日常施工申請由機房進行操作，按照配置好的審批流程進行逐級審批和施工申請歸檔；綠色通道申請由第三方施工廠家進行操作，以便用戶快速進場并且完成設備搶修。在安全管控平臺PC 端，用戶可以按照審批流程節(jié)點進行申請和逐級審批，主要功能包括查看“我的申請”狀態(tài)、處理“我的待辦”事項以及管理“我的經辦”流程，這些功能確保了流程的透明化和高效性。

（3）施工管理。施工人員可以利用APP 進行現(xiàn)場操作建檔，在進入機房施工后，對施工前后的現(xiàn)場信息進行采集，機房管理人員利用AI 自動識別技術對圖像進行統(tǒng)一識別。將分析異常的結果告知第三方施工廠家，及時進行異常處理。

（4）智能巡檢。智能巡檢系統(tǒng)通過預設監(jiān)控區(qū)域的關鍵識別點，實現(xiàn)對這些特定區(qū)域的精準布控。每個布控區(qū)域擁有相應的AI 能力，如人臉識別、行為分析、物體檢測等，能夠針對不同需求進行深度解析，從而多角度、高精準地提升巡檢效率與準確性，確保監(jiān)控目標的時效性與安全性。

（5）機房可視化。機房可視化系統(tǒng)通過集成攝像頭數(shù)據與先進的Alphamind 技術，實現(xiàn)了對機房環(huán)境的智能監(jiān)控。一旦機房內的攝像頭捕捉到畫面變化，該系統(tǒng)能夠即時抽取關鍵幀，并將包含位置坐標、人員數(shù)量等關鍵信息的數(shù)據流傳輸至AI分析模塊及后端處理系統(tǒng)。后臺通過辦公自動化（office automation，OA）系統(tǒng)對提交的機房進入申請數(shù)據進行分析。這些OA 申請數(shù)據包括但不限于申請人員、申請時間、申請事項等關鍵信息。當分析數(shù)據時發(fā)現(xiàn)人員所在位置不合規(guī)，則產生告警，并將人員告警位置及人員進入機房所在位置實時在大屏中打點呈現(xiàn)。此外，大屏展示的信息還包括告警詳情信息、機房預約信息、進入機房人員的信息、告警事件信息等。

2.2 安防管控

在安防管控方面，系統(tǒng)具備門禁協(xié)同、視頻實時監(jiān)控、異常行為識別、智能隨工和告警管理等功能。門禁協(xié)同功能可以實現(xiàn)機房安全管控平臺與硬件門禁系統(tǒng)的數(shù)據雙向拉通。視頻實時監(jiān)控功能利用攝像頭和視頻處理系統(tǒng)進行全天候實時監(jiān)控。異常行為識別和智能隨工功能則利用攝像頭和AI 技術，對異常行為進行全方位識別監(jiān)測，并對視頻畫面的安全區(qū)域和入侵區(qū)域進行標注。智能隨工解決方案實施流程為：系統(tǒng)獲取各個攝像頭的監(jiān)控區(qū)域，并允許管理員手動標注安全區(qū)域和入侵區(qū)域；視頻處理系統(tǒng)會根據攝像頭的畫面變化進行實時抽幀，并將抽幀的畫面推送至AI 入侵檢測模塊；AI入侵檢測模塊會識別畫面中的人員個數(shù)和位置，并實時進行入侵判斷，一旦檢測到異常行為或入侵事件，系統(tǒng)會立即觸發(fā)告警機制。告警管理功能則是通過安全管控平臺從機房的攝像頭畫面中抽幀動態(tài)畫面，并將這些畫面轉化為多張圖片。隨后，通過AI 分析技術，將圖片中人員的相關信息轉化為數(shù)據，并發(fā)送至數(shù)字孿生平臺，以便進行更深入的分析和管理。這樣，告警管理功能能夠實現(xiàn)對機房安全的全面監(jiān)控和快速響應。

2.3 輔助功能

在輔助功能方面，系統(tǒng)擁有12 個AI 能力，包括無線及核心網機房雜物識別、機房機架走線規(guī)范性圖像識別等。此外，孿生低代碼平臺也是系統(tǒng)的重要輔助平臺，其配備3D 模型渲染功能、多源數(shù)據快捷接入功能等多種功能，并具備可視化低代碼平臺的工具組件和3D 模型資源，可以低成本、高效率地完成數(shù)字孿生3D 場景搭建等[4]。

3 基于數(shù)字孿生的移動網絡機房數(shù)智化管控的優(yōu)勢

3.1 機房管控安全系數(shù)提升

在機房安全方面，采用了多重安全措施，包括機房進出申請APP、人臉識別裝置以及AI 人員尾隨識別系統(tǒng)，大大提升了機房的安全系數(shù)。這意味著只有經過授權的人員才能進入機房，未經授權者將被拒絕進入，有效降低了未經授權訪問機房的風險。

3.2 機房進出流程簡化有度

在機房進出流程方面，采用手機APP 申請審批的方式，簡化了進入機房的流程。相關人員僅需通過手機APP 進行申請審批。整個流程留有完整的痕跡，從申請到進入機房平均耗時不超過2 h，使流程更加高效和便捷。

3.3 異常報警響應時間縮短

在異常報警響應方面，系統(tǒng)具有自動檢測異常行為的功能，包括未經授權的設備或人員出現(xiàn)在機房內，以及設備的異常操作等。這有助于快速識別并應對潛在問題，異常行為警報的平均響應時間縮短至30 min，大大減少了發(fā)現(xiàn)和解決問題的時間，保障了機房設備的安全和穩(wěn)定運行[5]。

4 結語

本文深入探討了基于數(shù)字孿生的移動網絡機房數(shù)智化管控應用，詳細介紹了其整體架構和功能分析，包括軟件架構、硬件架構，以及生產運維、安防管控、輔助能力等方面。同時，本文還分析了該應用的優(yōu)勢，包括機房管控安全系數(shù)提升、機房進出流程簡化有度和異常報警響應時間縮短。研究發(fā)現(xiàn)，基于數(shù)字孿生的移動網絡機房數(shù)智化管控應用在實際管理中發(fā)揮了重要作用，提高了移動網絡運營效率和安全性。