新一代智能绿色模块化机房助力金融“新基建”.docx

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1、新一代智能绿色模块化机房助力金融“新基建”在新一代数据中心建设过程中，农业银行智能绿色模块化机房集“智能化、模块化、绿色化”三大亮点于一身，实现了智能化无人巡检及机房3D可视化管理，同时基于多系统集成、一体化部署、快速复制等前沿设计，使建设周期缩短70%、成本节省30%，并创新应用组合制冷架构及氟泵双循环空调、温控型变风量地板等节能技术，实现了机房全年节能20%的发展目标。本文基于智能绿色模块化机房建设成果，总结梳理了构建新一代金融基础设施的可行路径，希望为金融同业提供可借鉴、可复制、可推广的有益参考。数字经济时代，数据中心作为支撑数字生活的新型基础设施与拉动传统产业数字化转型的重要枢纽，肩负

2、着数据流接收、处理、存储与转发的重要职能。与此同时，在“双碳”目标的指引下，“标准化、模块化、高密度、节能、低碳”等要求也为新一代数据中心建设指明了方向。为加速推进金融新基建向纵深发展，进一步提升生产运行智能化水平，缓解机房资源紧张等问题，农业银行数据中心创新开启了智能绿色模块化机房建设工作，并在实践中收获了良好的经济效益与社会效益。一、新一代数据中心机房创新技术1.数字孪生可视化设计打破依靠第三方咨询机构仿真分析的传统方式，农业银行自主应用数字孪生技术、计算流体力学(CFD)技术及建筑信息模型(BIM)技术，在设计阶段通过构建机房数字孪生模型，合理规划设备布局、优化机房管线排布，以及组织开展

3、机房热环境与气流组织评估，实现了精细化、可视化设计与施工部署。机柜竖向布局(布局方式垂直于房间级空调送风方向)与横向布局(布局方式沿房间级空调送风方向)温场对比情况如图1所示。其中，当机柜采用横向布局时，机房不存在局部过热问题，在同样的回风温度设定值下，甚至会出现部分机柜过冷的情况。对此，农业银行选择适当提高空调回风温度来达到降低空调能耗的效果，并通过自主仿真分析，确定了机柜横向布局方式。图1 机柜竖向（左）与横向（右）布局温场对比情况2.去工程化集成快速建设对于机房建设而言，传统数据中心机房从设计、装修到现场土建施工往往需要618个月，而新技术应用的快速发展，易导致某些机房刚建成使用就已经显

4、得落后。此外，建成后的机房也通常需要几年时间才会逐步投入使用，最终结果即是一次性建设投入巨大，且建成后有很大一部分机房会闲置浪费。针对上述难点，模块化机房通过将传统数据中心机房的机架和配套设备融为一体，一体化集成机柜、制冷、配电、消防、照明、监控、布线、安防等功能。同时，由于模块化机房采用一体化设计，支持提前预制化生产、现场标准化安装，从而可大幅减少现场工程量。总体而言，相比于传统机房，模块化机房凭借节省机房空间、机房密度高、安全可靠、建设周期和成本更低等优点，支持系统快速灵活部署、分期建设，大幅增强了数据中心部署的机动性和灵活性，并高度契合了未来数据中心的发展趋势。结合上述理念，农业银行在新

5、一代数据中心机房中采用模块化部署方案，一体化集成了精密配电柜、行间空调、机柜、封闭通道、轨道自动巡检系统、智能监控管理系统以及弱电桥架等多套系统，实现了行内首个模块化机房部署，不仅减少了70%的建设周期和30%的建设成本，也有效提升了机房容量和功率密度，实现资源交付和投产效率的双重提升，为金融业务快速增长提供了可靠支撑。新一代无人微模块系统总体架构如图2所示。图2 新一代无人微模块系统总体架构3.无人智能数字化管理基于人工智能轨道巡检及微模块智能监测等创新技术，农业银行设计搭建了可实现无人轨道自动巡检及多功能联动控制的封闭微模块机房。具体而言，该机房利用微模块中冷通道封闭空间，架设具有实时供电

6、和通信功能的轨道，创新引入轨道巡检机器人，通过定位拍摄、图像识别等人工智能新技术，实现了对微模块内IT设备、动力设备以及微环境温度的无人化智能巡检和报警；同时，该机房以巡检机器人为枢纽，一体化实现了报警联动、照明联动、资产联动、容量联动与可视化展示等多功能、多系统联动控制。从创新成效来看，上述成果填补了业内现有封闭微模块机房自动巡检功能的空白，有效解决了地面巡检机器人充电问题及在封闭微模块下的低可用性问题，成功降低了人工巡检成本，提升了无人运营效能。微模块无人轨道自动巡检系统实拍图如图3所示。同时，农业银行数据中心通过对多项智能监测技术(智能监测型PDU、无线温湿度传感器、U位智能管理系统)的

7、组合应用，创新构建了全方位覆盖微模块基础设施与IT设备的本地智能监控一体化管理平台，实现了对机柜U位级电力数据、资产信息、空间资源、温湿度状态的动态化、可视化、数字化管理。本地智能监控系统可视化管理界面如图4所示。图3 微模块无人轨道自动巡检系统图4 本地智能监控系统可视化管理界面4.低碳环保节能化运行在低碳节能方面，农业银行应用新一代压缩机氟泵智能双循环节能技术，对房间级传统风冷空调实施了优化改造，即充分利用过渡季及冬季室外的低温散热优势，根据室外温度适时切换压缩机单独制冷、压缩机氟泵共同制冷和氟泵单独制等三种制冷模式，实现了传统风冷型制冷系统的节能优化。同时，农业银行还创新结合变频行间空调

8、、温控型变风量地板、组合制冷联动控制、集中式室外机等节能技术，通过优化机房气流组织，实现了精确送风、高效制冷，有效降低了传统风冷空调机房能耗。现阶段，数据中心老旧机房大多采用房间级空调制冷系统，当需要进行机房及冷却系统改造时，通常会选择增设微模块和行间空调系统的方式。但是，老旧机房的房间级空调一般布局在单独的空调间，空调间及房间级空调不会拆除，而由于房间级空调与行间空调现有控制方法无法使两者联动控制，使得老旧机房原先的房间级空调、通风地板冗余闲置，最终造成了资源浪费。对此，农业银行创新采用组合空调制冷与变风量地板联动的控制方法，通过采集微模块内温度、机柜进/出风温度、空调送/回风温度等信息，基

9、于集中控制器实现了机房制冷系统在行间空调单独运行、行间空调与房间空调同时运行、房间级空调单独运行等三种模式的自由切换，并结合联动控制功能实现了对机房气流组织的进一步优化。二、新一代数据中心机房建设成果总结1.经济效益与传统模式相比，在达到同等机房使用容量、节能以及智能化效果的情况下，大型数据中心使用模块化创新机房建设标准，大致可节省约70%的建设工期以及30%的建设成本。以农业银行为例，数据中心通过应用模块化创新机房建设标准实施机房改造，节省机房租赁年度费用超千万元。与此同时，基于无人智能化运维设计，搭建无人轨道自动巡检及多功能联动控制的封闭微模块机房，实现节约人力巡检成本8人次/天(按10万

10、台服务器数据中心规模测算)。此外，农业银行引入了多种高效节能技术加速实现碳减排，如将传统风冷机房升级改造为微模块机房，创新应用组合制冷架构、氟泵智能双循环系统等多项节能技术，实现碳减排约0.99万吨/年(按10万台服务器数据中心规模测算)。基于上述应用，农业银行不仅节省了大量的第三方服务咨询费用，且一旦将氟泵节能技术应用到所有分行机构，每年还可节约大量的电费支出。2.社会效益基于新一代智能绿色模块化机房建设，农业银行实现了可快速分期交付的标准模块化建设、无人高效的智能化运维管理和节能环保的绿色化运行，在有效提高资源交付效率和业务投产效率的基础上，实现了数据中心智能化、绿色化管理。在此基础上，通

11、过深入应用并大力推广数据中心氟泵双循环、新制冷架构及联动方式、变风量地板等绿色节能新技术，农业银行有效降低了数据中心能耗，为推动金融业实现国家碳中和战略目标提供了典型实践。在成果转化方面，新一代智能绿色模块化机房建设项目成功申请2项发明专利和6项国家实用新型专利。此外，智能化管理创新成果计划被纳入金融业模块化机房建设标准金融IT基础设施模块化机房技术规范，自主应用的CFD研究成果被CDCC行业协会纳入行业文件数据中心CFD技术白皮书，无人巡检系统计划被纳入数据中心巡检机器人应用技术白皮书，机房建设项目荣获中国计算机用户协会数据中心分会“2020年度数据中心实施样板项目”。综上所述，伴随新型基础设施建设的持续推进，绿色智能数据中心作为数字经济时代的关键枢纽，其创新需求也不断增长。顺应上述趋势，农业银行前瞻性谋划智能运维管理新模式，基于智能绿色模块化机房建设，创新打造了支持快速模块化部署、智能无人化管理与高效绿色化运行的新一代数据中心，助力金融“新基建”提质增效。12