CN116127821A - 一种运维数据的三维可视化呈现方法及平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种运维数据的三维可视化呈现方法及平台，涉及数据展示技术领域，为了更好的对信息中心运维管理内容进行可视化，采用技术方案为：采集现实世界中物理系统或过程的数据；将采集到的数据进行清洗、转换、去噪的预处理操作，消除数据中的异常和噪声；基于预处理后的数据，建立数字孪生模型，并进行数字孪生模型的可视化；将数字孪生模型与现实世界中的物理系统或过程进行比对，验证模型的准确性和可靠性；根据验证结果，对数字孪生模型进行参数调整，实现数字孪生模型的优化；将优化后的数字孪生模型应用部署到实际场景中，实现对物理系统或过程的模拟、监测、预测。本发明可以实现运维数据的统一监控、科学管理、全方位展示。
Description
技术领域
本发明涉及数据展示技术领域，具体的说是一种运维数据的三维可视化呈现方法及平台。
背景技术
信息中心运维管理内容的可视化是创新的IT管理手段，通过业务场景、机房、设备的三维仿真，提供直观、实时、高效、友好的可视化监控系统界面，将各个子系统清晰展现，并形成一个有机的整体，可以帮助用户轻松掌控全局，高效应对突发事件，智慧制定网络布局决策。
基于此，为了更好的管理机房设备，对信息中心运维管理内容进行可视化，设计研发一种运维数据的三维可视化呈现方法及平台，将不同场景下设备的运行质量、运行效能等运维数据通过数字虚拟化的形式进行三维可视化呈现。
发明内容
本发明为了更好的管理机房设备，对信息中心运维管理内容进行可视化，提供一种运维数据的三维可视化呈现方法及平台。
首先，本发明的一种运维数据的三维可视化呈现方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：
一种运维数据的三维可视化呈现方法，包括如下步骤：
S1、采集现实世界中物理系统或过程的数据；
S2、将采集到的数据进行清洗、转换、去噪的预处理操作，消除数据中的异常和噪声；
S3、基于预处理后的数据，建立数字孪生模型，并进行数字孪生模型的可视化；
S4、将数字孪生模型与现实世界中的物理系统或过程进行比对，验证模型的准确性和可靠性；
S5、根据验证结果，对数字孪生模型进行参数调整，实现数字孪生模型的优化；
S6、将优化后的数字孪生模型应用部署到实际场景中，实现对物理系统或过程的模拟、监测、预测。
可选的，执行步骤S1采集的物理系统数据包括物理系统本身的结构数据、形状数据、材料数据、运动数据，物理系统过程数据包括传感器、监测设备、摄像头采集的历史数据和实时数据。
可选的，执行步骤S3，使用计算机辅助设计软件、三维建模软件、仿真软件任一种工具将预处理后的数据转化为数字孪生模型，并对数字孪生模型进行物理仿真和分析。
进一步可选的，执行步骤S3，采用有限元分析或计算流体动力学分析对数字孪生模型进行物理仿真和分析。
进一步可选的，执行步骤S3，使用虚拟现实VR、增强现实AR、交互式图形和动画任一种方式实现数字孪生模型的可视化。
其次，本发明的一种运维数据的三维可视化呈现平台，解决上述技术问题采用的技术方案如下：
一种运维数据的三维可视化呈现平台，平台的前端采用jquery/bootstrap/vue实现，业务端基于springboot/springmvc技术栈构建，且业务端通过controller生成json数据包，与前端实现数据交互；
平台包括以下模块：
数据采集模块，用于采集现实世界中物理系统或过程的数据；
预处理模块，用于将采集到的数据进行清洗、转换、去噪的预处理操作，消除数据中的异常和噪声；
模型构建及处理模块，用于利用预处理后的数据建立数字孪生模型，并进行数字孪生模型的可视化；
比对验证模块，用于将数字孪生模型与现实世界中的物理系统或过程进行比对，验证模型的准确性和可靠性；
模型部署模块，用于将优化后的数字孪生模型应用部署到实际场景中，实现对物理系统或过程的模拟、监测、预测。
可选的，所涉及数据采集模块采集的物理系统数据包括物理系统本身的结构数据、形状数据、材料数据、运动数据，物理系统过程数据包括传感器、监测设备、摄像头采集的历史数据和实时数据。
可选的，所涉及模型构建及处理模块进一步包括：
模型构建单元，用于使用计算机辅助设计软件、三维建模软件、仿真软件任一种工具将预处理后的数据转化为数字孪生模型；
模型仿真单元，用于对数字孪生模型进行物理仿真和分析；
模型可视化单元，用于进行数字孪生模型的可视化处理。
进一步可选的，所涉及模型仿真单元采用有限元分析或计算流体动力学分析对数字孪生模型进行物理仿真和分析。
进一步可选的，所涉及模型可视化单元使用虚拟现实VR、增强现实AR、交互式图形和动画任一种方式进行数字孪生模型的可视化处理。
本发明的一种运维数据的三维可视化呈现方法及平台，与现有技术相比具有的有益效果是：
（1）本发明使用数字孪生技术将不同场景下设备的运行质量、运行效能等运维数据通过数字虚拟化的形式进行三维可视化呈现，实现运维数据的统一监控、科学管理、全方位展示，还对信息中心建设的基础设施、应用系统、数据容量、信息安全的可视化管理，提供简单直观的交互体验；
（2）本发明通过对信息化业务系统数据的可视化洞察分析，可以识别资源使用瓶颈来减少过度配置，降低资源消耗，提高资源利用效率，并有效降低用户运维成本；
（3）本发明通过全面采集、实时感知，实现全网系统的互联互通，实时呈现数据中心信息化系统整体运行态势，为业务系统提供了数据支撑，可有效辅助决策。
附图说明
附图1是本发明实施例一的方法流程图；
附图2是本发明实施例二的模块连接框图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案、解决的技术问题和技术效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例
实施例一：
结合附图1，本实施例提出一种运维数据的三维可视化呈现方法，包括如下步骤：
S1、采集现实世界中物理系统或过程的数据，物理系统数据包括物理系统本身的结构数据、形状数据、材料数据、运动数据，物理系统过程数据包括传感器、监测设备、摄像头采集的历史数据和实时数据。
通常，对机房服务器等硬件设备，采用无线射频识别即射频识别技术(RFID)进行设备机房物理设备数据采集，工作原理为：标签进入阅读器后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。对机房环境产生的温湿度等软数据，动环监控系统数据采集方式有两种，模块采集、协议对接。利用这两种方式，实现了机房各类型前端设备数据采集，再通过监控主机，实现进一步的状态分析、异常处理、智能报警等功能，进而实现完整的监控流程。模块采集：模块采集里面集成了传感、协议转换等功能，运用传感器、采集模块来实现，针对想要监控的对象，使用对应的采集模块，进行数据采集。协议对接：通过用户提供设备厂家的协议，让动环监控厂家安排技术人员开发协议，对接到动环系统中，实现信息采集、监控管理。
S2、将采集到的数据进行清洗、转换、去噪的预处理操作，消除数据中的异常和噪声。
S3、使用计算机辅助设计软件、三维建模软件、仿真软件任一种工具将预处理后的数据转化为数字孪生模型，采用有限元分析或计算流体动力学分析对数字孪生模型进行物理仿真和分析，使用虚拟现实VR、增强现实AR、交互式图形和动画任一种方式实现数字孪生模型的可视化。
S4、将数字孪生模型与现实世界中的物理系统或过程进行比对，验证模型的准确性和可靠性。
数字孪生体结合模型精度与现实世界的相似性，进行模拟仿真计算，确定与现实实体的相似性。结果通常用于人工测量后核验比对数字孪生体的准确性和可靠性，辅助人来决策和优化设计、参数。
S5、根据验证结果，对数字孪生模型进行参数调整，实现数字孪生模型的优化。
通常，建立机房中各类对象与数字化模型对象的映射关系，在所述映射关系中设定对象的参数初始值，在获取到机房某一对象的位置图像后，通过映射关系在数据库中更新所对应的字典项；将数字化机房模型所述对象参数值调整后，通过映射关系将所述对象显示对应的参数值，实现数字孪生模型的优化。
S6、将优化后的数字孪生模型应用部署到实际场景中，实现对物理系统或过程的模拟、监测、预测。
实施例二：
结合附图2，本实施例提出一种运维数据的三维可视化呈现平台，平台的前端采用jquery/bootstrap/vue实现，业务端基于springboot/springmvc技术栈构建，且业务端通过controller生成json数据包，与前端实现数据交互；
平台包括以下模块：
数据采集模块，用于采集现实世界中物理系统或过程的数据，物理系统数据包括物理系统本身的结构数据、形状数据、材料数据、运动数据，物理系统过程数据包括传感器、监测设备、摄像头采集的历史数据和实时数据；
预处理模块，用于将采集到的数据进行清洗、转换、去噪的预处理操作，消除数据中的异常和噪声；
模型构建及处理模块，用于利用预处理后的数据建立数字孪生模型，并进行数字孪生模型的可视化；
比对验证模块，用于将数字孪生模型与现实世界中的物理系统或过程进行比对，验证模型的准确性和可靠性；
模型部署模块，用于将优化后的数字孪生模型应用部署到实际场景中，实现对物理系统或过程的模拟、监测、预测。
本实施例中，模型构建及处理模块进一步包括：
模型构建单元，用于使用计算机辅助设计软件、三维建模软件、仿真软件任一种工具将预处理后的数据转化为数字孪生模型；
模型仿真单元，用于采用有限元分析或计算流体动力学分析对数字孪生模型进行物理仿真和分析；
模型可视化单元，用于使用虚拟现实VR、增强现实AR、交互式图形和动画任一种方式进行数字孪生模型的可视化处理。
需要补充的是：
（1）对机房服务器等硬件设备，数据采集模块采用无线射频识别即射频识别技术(RFID)进行设备机房物理设备数据采集，工作原理为：标签进入阅读器后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。对机房环境产生的温湿度等软数据，数据采集模块采用动环监控系统，动环监控系统数据采集方式有两种，模块采集、协议对接。利用这两种方式，实现了机房各类型前端设备数据采集，再通过监控主机，实现进一步的状态分析、异常处理、智能报警等功能，进而实现完整的监控流程。模块采集：模块采集里面集成了传感、协议转换等功能，运用传感器、采集模块来实现，针对想要监控的对象，使用对应的采集模块，进行数据采集。协议对接：通过用户提供设备厂家的协议，让动环监控厂家安排技术人员开发协议，对接到动环系统中，实现信息采集、监控管理；
（2）数字孪生体结合模型精度与现实世界的相似性，进行模拟仿真计算，确定与现实实体的相似性。比对验证模块将人工测量数据与数字孪生模型的展示数据进行一一比对，验证模型的准确性和可靠性；
（3）对于步骤S5，建立机房中各类对象与数字化模型对象的映射关系，在所述映射关系中设定对象的参数初始值，在获取到机房某一对象的位置图像后,通过映射关系在数据库中更新所对应的字典项；将数字化机房模型所述对象参数值调整后,通过映射关系将所述对象显示对应的参数值，实现数字孪生模型的优化。
综上可知，采用本发明的一种运维数据的三维可视化呈现方法及平台，使用数字孪生技术将不同场景下设备的运行质量、运行效能等运维数据通过数字虚拟化的形式进行三维可视化呈现，可以实现运维数据的统一监控、科学管理、全方位展示。
以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了详细阐述，这些实施例只是用于帮助理解本发明的核心技术内容。基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作出的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种运维数据的三维可视化呈现方法，其特征在于,包括如下步骤：
S1、采集现实世界中物理系统或过程的数据；
S2、将采集到的数据进行清洗、转换、去噪的预处理操作，消除数据中的异常和噪声；
S3、基于预处理后的数据，建立数字孪生模型，并进行数字孪生模型的可视化；
S4、将数字孪生模型与现实世界中的物理系统或过程进行比对，验证模型的准确性和可靠性；
S5、根据验证结果，对数字孪生模型进行参数调整，实现数字孪生模型的优化；
S6、将优化后的数字孪生模型应用部署到实际场景中，实现对物理系统或过程的模拟、监测、预测。
2.根据权利要求1所述的一种运维数据的三维可视化呈现方法，其特征在于，执行步骤S1采集的物理系统数据包括物理系统本身的结构数据、形状数据、材料数据、运动数据，物理系统过程数据包括传感器、监测设备、摄像头采集的历史数据和实时数据。
3.根据权利要求1所述的一种运维数据的三维可视化呈现方法，其特征在于，执行步骤S3，使用计算机辅助设计软件、三维建模软件、仿真软件任一种工具将预处理后的数据转化为数字孪生模型，并对数字孪生模型进行物理仿真和分析。
4.根据权利要求3所述的一种运维数据的三维可视化呈现方法，其特征在于，执行步骤S3，采用有限元分析或计算流体动力学分析对数字孪生模型进行物理仿真和分析。
5.根据权利要求3所述的一种运维数据的三维可视化呈现方法，其特征在于，执行步骤S3，使用虚拟现实VR、增强现实AR、交互式图形和动画任一种方式实现数字孪生模型的可视化。
6.一种运维数据的三维可视化呈现平台，其特征在于，所述平台的前端采用jquery/bootstrap/vue实现，业务端基于springboot/springmvc技术栈构建，且业务端通过controller生成json数据包，与前端实现数据交互；
所述平台包括以下模块：
数据采集模块，用于采集现实世界中物理系统或过程的数据；
预处理模块，用于将采集到的数据进行清洗、转换、去噪的预处理操作，消除数据中的异常和噪声；
模型构建及处理模块，用于利用预处理后的数据建立数字孪生模型，并进行数字孪生模型的可视化；
比对验证模块，用于将数字孪生模型与现实世界中的物理系统或过程进行比对，验证模型的准确性和可靠性；
模型部署模块，用于将优化后的数字孪生模型应用部署到实际场景中，实现对物理系统或过程的模拟、监测、预测。
7.根据权利要求6所述的一种运维数据的三维可视化呈现平台，其特征在于，数据采集模块采集的物理系统数据包括物理系统本身的结构数据、形状数据、材料数据、运动数据，物理系统过程数据包括传感器、监测设备、摄像头采集的历史数据和实时数据。
8.根据权利要求6所述的一种运维数据的三维可视化呈现平台，其特征在于，所述模型构建及处理模块进一步包括：
模型构建单元，用于使用计算机辅助设计软件、三维建模软件、仿真软件任一种工具将预处理后的数据转化为数字孪生模型；
模型仿真单元，用于对数字孪生模型进行物理仿真和分析；
模型可视化单元，用于进行数字孪生模型的可视化处理。
9.根据权利要求8所述的一种运维数据的三维可视化呈现平台，其特征在于，所述模型仿真单元采用有限元分析或计算流体动力学分析对数字孪生模型进行物理仿真和分析。
10.根据权利要求8所述的一种运维数据的三维可视化呈现平台，其特征在于，所述模型可视化单元使用虚拟现实VR、增强现实AR、交互式图形和动画任一种方式进行数字孪生模型的可视化处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230516 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |