数据中心数字孪生应用实践 pdf下载

本书以数字孪生在数据中心的应用为主题，从采用的方案、遇到的问题、解决的方法及对未来的思考等全面介绍技术实践的细节

　　《数据中心数字孪生应用实践》以数字孪生在数据中心的应用为主题，从采用的方案、遇到的问题、解决的方法及对未来的思考等全面介绍技术实践的细节。
　　《数据中心数字孪生应用实践》共分为5章：首章介绍数字孪生相关的知识和应用场景：第2章主要阐述数字孪生在数据中心的应用和数据中心的行业知识；第3～5章篇幅较多，主要介绍数字孪生使用的技术，并配套完整的项目代码，其中第3章介绍数据分析算法相关的技术知识，第4、5章阐述3D可视化框架ThreejS相关的知识。
　　《数据中心数字孪生应用实践》适合对数字孪生有兴趣的技术团队、开发和研究人员阅读。
　　数字孪生（Digital Twin）是近些年比较火的技术概念，数字孪生技术充分利用物联网、大数据、人工智能、3D可视化等技术，基于历史数据、实时数据以数字化的形式创建物理实体的虚拟实体，也称作数字孪生体。
　　《数据中心数字孪生应用实践》以数字孪生在数据中心中的应用为主题，从采用的方案、遇到的问题、解决的方法及对未来思考等方面，全面介绍数字孪生技术实践的细节。重点介绍了构建数字孪生体需要的三个步骤一一数据获取、数据分析、数据展示，即通过实际业务获取数据，借助人工智能技术对数据分析，通过3D可视化技术完美呈现了物理实体对应的数字孪生体。
　　《数据中心数字孪生应用实践》介绍了数字孪生技术的落地实践，适合对数字孪生有兴趣的开发人员阅读。

　　陈岩光，北京大学计算机专业硕士研究生，现任天津卓朗科技副总裁，天津市科学技术协会委员，天津市计算机学会理事，对云计算、大数据、人工智能、数字孪生等领域有深入研究，目前主要负责卓朗科技数字孪生产品线。

　　★收到作者的新书样章后，认真读完，对数字孪生有了一些新的启发和认知，相信也会打开一些互联网从业者的视野，推荐大家阅读。
　　——前程序员&产品人，现创业者。stormzhang
　　
　　★数字孪生体是物理世界和数字空间交互的概念体系，既是一种新技术，也是一种新范式。本书主要围绕数字孪生体的历史渊源、关键技术、创新应用和产业发展等多个方面，提出了基于数字孪生体的数字化转型方法论和实践指南。这本书打开了我对数字孪生体的认知，拓宽了视野，向大家强烈推荐。
　　——《Flutter跨平台开发与实战》作者·向治洪
　　
　　★数字孪生是大数据应用的前沿方向，《数据中心数字孪生应用实践》一书讲述了数字孪生的方方面面，有理论有实践。这本书能够帮助读者快速建立数字孪生的知识体系，推荐大家阅读。
　　——《B端产品经理必修课2.0》作者·李宽
　　
　　★数字孪生非常大的价值在于，它可以一边实时观察数字实体的运行情况，监控各种运行参数，一边通过大量数据积累和人工智能技术对虚拟世界进行更进一步的模拟推演，用推演结果实现对现实世界的反馈。真实、精确、可预测，数字孪生正让未知的现实变得鲜活起来。愿本书可以带你走进鲜活有趣的数字孪生世界。
　　——《计算机世界》总编辑·宋辰
　　
　　★数字孪生是数字化对现实世界“镜像”的非常有趣的一个实践方向，本书对数字孪生相关技术和场景做了全面、细致的讲解和总结，相信对相关从业人员，以及IT、科技类从业者都能带来很多启发。
　　——《决胜B端》作者·杨堃
　　
　　★数据已经成为新时代的石油，万物皆可数据化，物理世界和以数据为基础的虚拟世界之间的界限越来越模糊。我们对数据的开采和使用还有很大的提升空间，本书会为你打开一个新的视角。
　　——《产品经理必懂的技术那点事儿》作者唐韧
　　
　　★本书基于卓朗科技公司在数字孪生方面的实践，书中有大量的应用场景，是市面上不可多得的数字孪生应用方面的书，相信通过阅读本书，一定可以帮助你在工作中实践运用该技术。
　　——《从零开始做IT售前工程师》作者·徐瑞雪

目 录

第1章 数字孪生的基础知识 1

1.1 数字孪生概述 1

1.1.1 数字孪生概念的问世 2

1.1.2 数字孪生的定义 3

1.1.3 物理实体与数字孪生体的关系 5

1.1.4 数字孪生的典型特征 5

1.2 数字孪生的发展 7

1.2.1 数字孪生的早期应用 7

1.2.2 数字孪生近期的发展 12

1.3 数字孪生的意义 14

1.3.1 数字孪生对于工业制造业的意义 14

1.3.2 数字孪生对于基建工程的意义 15

1.3.3 数字孪生对于智慧城市的意义 16

1.3.4 数字孪生对于智慧医疗的意义 16

1.3.5 数字孪生的通用意义 17

1.4 数字孪生的主要应用领域 17

1.4.1 基于模仿的数字孪生应用 17

1.4.2 数字孪生城市 19

1.4.3 数字孪生医疗 21

1.4.4 数字孪生工厂 22

1.4.5 数字孪生在其他行业的应用 24

1.4.6 数字孪生在不同环节的形态 26

1.5 数字孪生应用的关键技术 27

1.5.1 物联网 28

1.5.2 5G技术 29

1.5.3 VR/AR/MR 29

1.5.4 API 31

1.5.5 大数据 31

1.5.6 云计算 31

1.5.7 人工智能 32

1.5.8 边缘计算 32

1.6 本章小结 32

第2章 数字孪生在数据中心中的应用概述 33

2.1 数据中心现状浅析 33

2.1.1 数据中心的定义和发展现状 33

2.1.2 数据中心的发展现状 37

2.1.3 数据中心的能效指标 39

2.2 数字孪生在数据中心的应用场景 41

2.2.1 数字孪生在数据中心设计阶段的应用 41

2.2.2 数字孪生在数据中心运维阶段的应用 42

2.3 动环监控系统 45

2.3.1 动环监控系统的构成 45

2.3.2 动环监控系统的特点 48

2.3.3 数字孪生与动环监控系统结合的应用价值 49

2.4 本章小结 53

第3章 数字孪生在数据中心项目中的数据分析 54

3.1 神经网络概述 54

3.1.1 基本概念 55

3.1.2 人脑神经网络 56

3.1.3 神经网络发展历史 57

3.1.4 神经网络模型 59

3.1.5 应用领域 60

3.2 神经网络理论基础 62

3.2.1 为什么要使用神经网络 62

3.2.2 数学理论 64

3.2.3 算法理论 71

3.3 数据的采集 73

3.3.1 动环系统的技术特点 74

3.3.2 动环系统的架构功能说明 74

3.4 数据模型的建立和训练 77

3.4.1 数据处理 77

3.4.2 特征工程 83

3.4.3 模型选取 85

3.4.4 模型训练及超参调整 87

3.5 数据模型对机房能耗的帮助 98

3.5.1 现有数据分析及预测效果分析 98

3.5.2 其他企业成功案例 100

3.6 本章小结 103

第4章 构建3D可视化的数字孪生体 104

4.1 搭建数据中心3D模型 104

4.2 技术选型——ThreeJS的优势 105

4.3 加载数据中心模型文件 106

4.3.1 使用FBXLoader加载数据模型 107

4.3.2 其他加载器与模型文件 111

4.4 设置场景、相机与控制器 113

4.4.1 场景、渲染器与ThreeJS坐标系 113

4.4.2 相机 116

4.4.3 控制器 118

4.5 光照与效果组合器 120

4.5.1 光照效果设置 120

4.5.2 效果组合器 121

4.5.3 展示3D场景 125

4.6 本章小结 128

第5章 3D可视化场景切换与数据展示 129

5.1 数据中心不同场景的切换 129

5.1.1 数据模型的合理分组 129

5.1.2 创建节点对象与节点查询 133

5.2 添加事件 137

5.3 将相机与控制器平滑移动至合适位置 144

5.4 场景切换 147

5.5 数据中心楼层展开效果 157

5.6 向楼层内添加设备 161

5.6.1 批量添加设备 161

5.6.2 设备的场景切换效果 168

5.6.3 设备数据展示 172

5.7 进阶篇一：数据中心热力图 174

5.8 进阶篇二：空间展示效果 180

5.9 数据中心大屏实例展示 183

5.10 本章小结 184

参考文献 185

　　卓朗科技是一家极具活力和创新精神的科技企业。自2009年创业以来，卓朗一直坚持科技引领和项目创新，不断强化人才智能支撑，专注于打造具有一流用户体验的IT服务，持续改善人和机器的工作，推动社会高质量发展。
　　严格遵从行业标准，不断提升工程能力是公司健康快速发展的又一重要动力。通过丰富的工程实践，卓朗科技拥有了高级别的资质体系，涵盖软件、集成、涉密、安全和IT服务等领域，覆盖业务全生命周期。我们的信息化资质主要包括信息化建设和服务能力壹级、涉及国家秘密信息系统集成和软件开发甲级、CMMI5级等，都达到了最高的等级。我们还拥有全国增值电信业务经营许可证，涵盖IDC、ISP、ICP、云服务、国内多方通信等全部增值电信业务。除此之外，公司的全部产品和服务均通过了ISO全部认证，多项产品和服务通过可信云认证。众多项目领域的成就让每一个卓朗人都深知，对于技术和业务我们绝不能浅尝辄止，而是应该不断深入学习、探索、实践和创新。十余载的创业征程中，我们培养了很多具有工匠精神的卓朗技术团队，其中就包括编写此书的卓朗数字孪生产品团队。
　　近年来，随着物联网、5G、云计算、大数据等技术的不断发展，我们俨然进入了一个数字经济社会的新时代，在这个新时代，传统的产品和业务模式亟须转型，我们要打造一个能与现实无缝隙连接的数字化产品，将数字化产品的使用和运行数据持续反馈到产品创新、生产、维护和运营中，形成会动的、闭环的、多层次且多角度的数字孪生，为产品的更新迭代提供更多的创意与素材。卓朗数字孪生致力于打造智能可视化管理平台，通过数据连接将特定物理实体及过程数字化表达，实现现实世界与物理世界交互融合，最大程度地降低故障率并持续提高效率，缩短开发周期。目前，卓朗数字孪生已经成功研发了包含数据中心、智慧园区、电力管线等数十种场景的解决方案，本书我们希望通过结合卓朗成熟的数据中心建设技术以及数字孪生项目经验，分享数字孪生技术在实际研发过程中可能会遇到的问题、以及解决问题的思路和方案，希望能帮助各位同仁快速理解技术、梳理流程。