CN109408170A - 一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法 - Google Patents
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Abstract
本发明专利的目的就是弥补现有技术的不足，提供了一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，提高调度机房的运维能力。为达到所述目的，本发明建立三维可视化运维场景，并赋予该场景交互性与互动性，具体包括以下步骤：步骤1：采用AABB型场景包围盒包围所述三维可视化运维场景；步骤2：建立代价函数；步骤3：通过代价函数分割场景；步骤4：重新构建带有Unity3D的接口通讯的三维场景模型；步骤5：通过接口通讯实现运维工作。采用本发明所述技术方案，所得到的三位场景显示实质上是数据中心运维状态及信息运维产生的大数据的三维可视化展示，这样使得三维场景的真实性及实时性极大提升，有利于员工掌握调度机房设备情况。
Description
技术领域
本发明涉及调度机房运维技术领域，尤其涉及一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法。
背景技术
电网是一个有机的整体,而电网内交流电能的生产、输送、与使用总量又随时都在变化,但在任何瞬间又都必须保持平衡，这就需要调度机房进行调控。随着配电网的设置日益复杂，机房的负担也越来越大，现有技术中的机房运维很难跟上电网的发展。
现有机房例如现有技术中专利申请号为201610951279.0的发明专利《一种电网调度自动化系统的综合运维管理系统信息处理方法》中就公开了一种电网运维管理系统，它通过对系统的事件信息的采集，将事件信息优化为故障信息，最后处理故障信息，将人员、技术、流程相结合。它可以使电网调度自动化系统进行集中管理，对自动化系统的运行状况监控和统计，实现数据库的积累，使得自动化系统及设备的维护、改造、规划传统的经验型转变为科学的分析型管理，从而更有效地提高了管理水平。但是其实际应用中的运维软件系统依然采用传统的WEB端二维界面切换浏览方式进行实时数据的展示、告警和历史信息的查询，采用C#.NET+Web-Socket+Ajax技术。这样的二维管理界面无法在统一的界面下全面展示运维对象多维度的信息，如空间位置、运行状态、资产属性、运维历史、告警信息、链路关系等；无法模拟现场运维工程师的巡检路线，并生成运维报告；无法准确定位运维对象设备在数据中心空间中的位置；无法展示设备上下游之间的链路关系以帮助工程师快速掌握设备与设备之间的关联关系
发明内容：
本发明专利的目的就是弥补现有技术的不足，提供了一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，提高调度机房的运维能力。
为达到所述目的，本发明一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，建立三维可视化运维场景，并赋予该场景交互性与互动性，具体包括以下步骤：
步骤1：采用AABB型场景包围盒包围所述三维可视化运维场景；
步骤2：建立代价函数；
步骤3：通过代价函数分割场景；
步骤4：重新构建带有Unity3D的接口通讯的三维场景模型；
步骤5：通过接口通讯实现运维工作。
优选的，所述步骤2中代价函数的具体建立方法为：设场景包围盒为V，该包围盒可以用一个四元组{O,Lx,Ly,Lz}表示，其中O为包围盒中心，坐标为(Ox,Oy,Oz)，Lx、Ly、Lz分别为包围盒的X、Y、Z轴的轴长；一个垂直于Z轴的平面将场景包围盒分割为左子包围盒Vl和右子包围盒Vr两部分，其中x为分割平面到分割轴左端点距离，在光线击中当前场景的情况下，击中Vl和Vr的条件概率Pl、Pr与Vl、Vr的表面积SA(Vl)及SA(Vr)成正比，则：
Pl＝SA(V1)/SA(V)＝(LxLy+LxX+LyX)/(LxLy+LxLz+LyLz)；
Pr＝SA(Vr)/SA(V)＝((LxLy+Lx(Lz-X)+Ly(Lz-X)/(LxLy+LxLz+LyLz)；
设场景遍历代价为Ct，直线与场景中三角形的相交计算代价为Ci，则被包围盒V包围的场景的空间分割代价C(V)可以表示为：
C(V)＝Ct+Pl*C(Vl)+Pr*C(Vr)
其中，C(Vl)为被包围盒Vl包围的左子场景的空间分割代价，C(Vr)为被包围盒Vr包围的右子场景的空间分割代价，对该式展开后可以计算出场景的空间分割代价为：
C(V)＝∑n∈SA(Vn)/SA(V)*Ct+∑l∈SA(Vl)/SA(V)*Ci。
优选的，取得最小值的场景空间分割即为最优的场景空间分割。
优选的，对该求解过程使用局部贪心算法进行简化，分别以Vl和Vr中所含的三角形数目与单个三角形的相交计算代价的乘积代替Vl和Vr的空间分割代价，场景空间分割代价可以表示为：C(X,Y)＝Csi*((2Lm+2Ln)/(LmLn+LmLp+LnLp)*XY-(LmN+LnN)/(LmLn+LmLp+LnLp)*X-(LmLp+LnLp)/(LmLn+LmLp+LnLp*Y))+Ct；
其中x为分割平面到分割轴左端点距离，y为左子包围盒Vl包含的三角形数目，n为场景中三角形数目，lp为分割轴的轴长，lm、ln分别为另外两轴的轴长，Ct为场景所有遍历代价，Csi为直线与单个三角形的求交测试代价。这样可以提高建模的效率。
优选的，步骤5中通过接口通讯添加虚拟手、音效、动画嵌入、图形菜单这些不同的交互形式。实际操作人员选择最适合自身的任一种即可。这样适应不同使用习惯的操作人员进行操作，也减少了培训使用方法时所花费的精力。
优选的，场景中对运维数据进行可视化分析展示，包括：动力环境信息数据、数据中心布局位置信息数据、设备资产信息数据、巡检信息数据。这些数据在操作过程中即时更新。
采用本发明所述技术方案，所得到的三位场景显示实质上是数据中心运维状态及信息运维产生的大数据的三维可视化展示，这样使得三维场景的真实性及实时性极大提升，有利于员工掌握调度机房设备部署、线缆连接、动力环境等情况。
附图说明:
图1为本发明所建立场景被一个AABB型场景包围盒包围的示意图。
具体实施方式:
如图1中所示，当前场景被一个AABB型，即可旋转的轴平行包围盒(AABB,AxisAlignedBoundingBox)场景包围盒所包围，设场景包围盒为V，该包围盒可以用一个四元组{O,Lx,Ly,Lz}表示，其中O为包围盒中心，坐标为(Ox,Oy,Oz)，Lx、Ly、Lz分别为包围盒的X、Y、Z轴的轴长。一个垂直于Z轴的平面将场景包围盒分割为左子包围盒Vl和右子包围盒Vr两部分，其中x为分割平面到分割轴左端点距离。因为场景中的光线是随机均匀分布的直线，所以在光线击中当前场景的情况下，击中Vl和Vr的条件概率Pl、Pr与Vl、Vr的表面积SA(Vl)及SA(Vr)成正比，则
Pl＝SA(V1)/SA(V)＝(LxLy+LxX+LyX)/(LxLy+LxLz+LyLz)
Pr＝SA(Vr)/SA(V)＝((LxLy+Lx(Lz-X)+Ly(Lz-X)/(LxLy+LxLz+LyLz)
设场景遍历代价为Ct，直线与场景中三角形的相交计算代价为Ci，则被包围盒V包围的场景的空间分割代价C(V)可以表示为：
C(V)＝Ct+Pl*C(Vl)+Pr*C(Vr)
其中，C(Vl)为被包围盒Vl包围的左子场景的空间分割代价，C(Vr)为被包围盒Vr包围的右子场景的空间分割代价。对递归表达式展开后可以计算出场景的空间分割代价为：
C(V)＝∑n∈SA(Vn)/SA(V)*Ct+∑l∈SA(Vl)/SA(V)*Ci
式中取得最小值的场景空间分割即为最优的场景空间分割。但是该式的直接求解产生空间分割结果不以保证场景中几何对象的完整性为前提，且在场景图元较多并且图元不规则分布的情况基本不可能完成。
因此大部分情况下需要对该求解过程使用局部贪心算法进行简化，分别以Vl和Vr中所含的三角形数目与单个三角形的相交计算代价的乘积代替Vl和Vr的空间分割代价，场景空间分割代价可以表示为
C(X,Y)＝Csi*((2Lm+2Ln)/(LmLn+LmLp+LnLp)*XY-(LmN+LnN)/(LmLn+LmLp+LnLp)*X-(LmLp+LnLp)/(LmLn+LmLp+LnLp*Y))+Ct
即是场景空间分割代价函数，其中x为分割平面到分割轴左端点距离，y为左子包围盒Vl包含的三角形数目，n为场景中三角形数目，lp为分割轴的轴长，lm、ln分别为另外两轴的轴长，Ct为场景所有遍历代价，Csi为直线与单个三角形的求交测试代价。
由此重新构建带有Unity3D的接口通讯的三维场景模型后通过接口通讯实现运维工作。
采用本技术，使得三维场景的真实性及实时性极大提升，有利于员工掌握数据中心设备部署、线缆连接、动力环境等情况，根据这些情况，对数据中心的运维工作进行调整，则利于实现数据中心运维工作科学化。
为数据中心场景交互提供：虚拟手、音效、动画嵌入、图形菜单等多种交互形式，为了方便用户的界面使用，通过二维图形菜单形式充分的展现了系统的菜单，方便用户使用。在实现效果上，用户可以通过交互间接的完成部分相数据中心运维工作，而不需要像之前那样进入数据中心进行操作。可以实现对机柜内部设备的检查，对服务器接线的查看以及对空调等进行排查等一系列巡检和运维工作。
通过本发明，还能带来如下效果：
1、通过3D建模，获得与实际场景相一致的三维模型，为用户提供仿真的展示平台；
2、可将数据中心内动力设备类、环境类、安防类、网络设备类、资产系统进行集成，实现设备监控可视化；
3、通过鼠标、键盘动态切换视角，进行旋转、前进后退、俯仰、放大、缩小等操作，用户的所有操作通过点击设备实物即刻呈现出；
4、可展示资产属性、状态信息、运维信息等，并可在线编辑；
5、用户可任意指定巡视路线，设定巡视周期，动态展示巡视区域的设备状态；
6、平台提供报警事件列表、可视界面下报警标示两种提醒方式，报警后可自动定位到报警设备；
7、容量管理，可分析展示机柜承重，机柜空间，机柜功耗的容量。
这些功能丰富了三维场景，提升了操作的便利性。
Claims (6)
1.一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，其特征在于：建立三维可视化运维场景，并赋予该场景交互性与互动性，具体包括以下步骤：
步骤1：采用AABB型场景包围盒包围所述三维可视化运维场景；
步骤2：建立代价函数；
步骤3：通过代价函数分割场景；
步骤4：重新构建带有Unity3D的接口通讯的三维场景模型；
步骤5：通过接口通讯实现运维工作。
2.如权利要求1所述的一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，其特征在于：所述步骤2中代价函数的具体建立方法为：设场景包围盒为V，该包围盒可以用一个四元组{O,Lx,Ly,Lz}表示，其中O为包围盒中心，坐标为(Ox,Oy,Oz)，Lx、Ly、Lz分别为包围盒的X、Y、Z轴的轴长；一个垂直于Z轴的平面将场景包围盒分割为左子包围盒Vl和右子包围盒Vr两部分，其中x为分割平面到分割轴左端点距离，在光线击中当前场景的情况下，击中Vl和Vr的条件概率Pl、Pr与Vl、Vr的表面积SA(Vl)及SA(Vr)成正比，则：
Pl＝SA(V1)/SA(V)＝(LxLy+LxX+LyX)/(LxLy+LxLz+LyLz)；
Pr＝SA(Vr)/SA(V)＝((LxLy+Lx(Lz-X)+Ly(Lz-X)/(LxLy+LxLz+LyLz)；
设场景遍历代价为Ct，直线与场景中三角形的相交计算代价为Ci，则被包围盒V包围的场景的空间分割代价C(V)可以表示为：
C(V)＝Ct+Pl*C(Vl)+Pr*C(Vr)
其中，C(Vl)为被包围盒Vl包围的左子场景的空间分割代价，C(Vr)为被包围盒Vr包围的右子场景的空间分割代价，对该式展开后可以计算出场景的空间分割代价为：
C(V)＝∑n∈SA(Vn)/SA(V)*Ct+∑l∈SA(Vl)/SA(V)*Ci。
3.如权利要求2所述的一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，其特征在于：取得最小值的场景空间分割即为最优的场景空间分割。
4.如权利要求2所述的一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，其特征在于：对该求解过程使用局部贪心算法进行简化，分别以Vl和Vr中所含的三角形数目与单个三角形的相交计算代价的乘积代替Vl和Vr的空间分割代价，场景空间分割代价可以表示为：C(X,Y)＝Csi*((2Lm+2Ln)/(LmLn+LmLp+LnLp)*XY-(LmN+LnN)/(LmLn+LmLp+LnLp)*X-(LmLp+LnLp)/(LmLn+LmLp+LnLp*Y))+Ct；
其中x为分割平面到分割轴左端点距离，y为左子包围盒Vl包含的三角形数目，n为场景中三角形数目，lp为分割轴的轴长，lm、ln分别为另外两轴的轴长，Ct为场景所有遍历代价，Csi为直线与单个三角形的求交测试代价。
5.如权利要求1所述的一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，其特征在于：步骤5中通过接口通讯添加虚拟手、音效、动画嵌入、图形菜单这些不同的交互形式。
6.如权利要求1所述的一种用于调度自动化机房运维的可视化交互方法，其特征在于：场景中对运维数据进行可视化分析展示，包括：动力环境信息数据、数据中心布局位置信息数据、设备资产信息数据、巡检信息数据。
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