樣條函數(shù)在數(shù)據(jù)中心效益評(píng)估模型中的應(yīng)用

中國海洋石油集團(tuán)有限公司 李 玲

隨著中國海油未來城數(shù)據(jù)中心建成并投入運(yùn)營，為了準(zhǔn)確、具體、有針對(duì)性地反映出各設(shè)備的能效水平，搭建了一套基于樣條函數(shù)的改進(jìn)多維關(guān)聯(lián)模型的數(shù)據(jù)中心整體效益綜合評(píng)估體系，精確地對(duì)數(shù)據(jù)中心的主設(shè)備、空調(diào)、電源等進(jìn)行評(píng)估，通過評(píng)價(jià)矩陣的建立、數(shù)據(jù)規(guī)范化處理、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的計(jì)算，減少了樣本質(zhì)量的對(duì)結(jié)果影響，提高了能耗評(píng)估的精度，準(zhǔn)確地反映了數(shù)據(jù)中心運(yùn)營情況。

1 背景

根據(jù)中國海油兩地三中心規(guī)劃，未來城數(shù)據(jù)中心是集團(tuán)數(shù)據(jù)中心和北京區(qū)域數(shù)據(jù)中心，也是北京地區(qū)以外的異地災(zāi)備中心。通過一年多時(shí)間的建設(shè)，樓宇項(xiàng)目順利完成搭建了未來科技城集團(tuán)數(shù)據(jù)機(jī)房，實(shí)施部署了數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，并安裝配置了數(shù)據(jù)中心的多媒體系統(tǒng)。

為了保障數(shù)據(jù)中心的安全、可靠、節(jié)能、高效及可擴(kuò)展性，提高機(jī)房利用率，建立了數(shù)據(jù)中心整體效益綜合評(píng)估體系，以確保在各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)均考慮節(jié)能減排，滿足了業(yè)務(wù)發(fā)展及綠色節(jié)能要求。

2 評(píng)估方法

目前常用于機(jī)房能耗評(píng)估指標(biāo)PUE值能很好地測(cè)算出各地?cái)?shù)據(jù)中心電力使用效率，但是為了精確地評(píng)估對(duì)數(shù)據(jù)中心的各部分，如主設(shè)備、空調(diào)、電源等，就要使用多個(gè)指標(biāo)，建立多變量綜合評(píng)價(jià)模型。因此，采用樣條函數(shù)關(guān)聯(lián)模型對(duì)數(shù)據(jù)中心能效水平進(jìn)行評(píng)估。此方法使用一個(gè)樣條函數(shù)來作為參考序列，將數(shù)據(jù)中心的多個(gè)指標(biāo)與基準(zhǔn)值序列進(jìn)行樣條函數(shù)關(guān)聯(lián)分析，即可對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)中心的能效水平作出評(píng)價(jià)。

3 建立評(píng)估指標(biāo)體系

數(shù)據(jù)中心的指標(biāo)體系中包含了兩種類型的指標(biāo)：一是轉(zhuǎn)換效率指標(biāo)，另一種是耗電量指標(biāo)。用基準(zhǔn)值組成參考序列，并添加到指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣中即可以得到一個(gè)含參考序列的矩陣：

對(duì)于不同類型的指標(biāo)進(jìn)行樣條函數(shù)關(guān)聯(lián)分析。一個(gè)均勻的Box樣條函數(shù)表達(dá)式如下：

對(duì)應(yīng)于一個(gè)參考數(shù)據(jù)序列，i為比較數(shù)據(jù)序列序號(hào)（i=1,2,3,…,m），k為指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)（k=1,2,3,…,n），ω為權(quán)重（0＜ωk＜1）。則г關(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式為：

4 評(píng)估數(shù)據(jù)收集

通過收集到的數(shù)據(jù)中心的各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比中國海油原有中小機(jī)房相關(guān)參數(shù)的平均值，運(yùn)用我們所創(chuàng)建的模型對(duì)未來科技城數(shù)據(jù)中心進(jìn)行能效分析，評(píng)估數(shù)據(jù)收集如表1所示。

表1 評(píng)估數(shù)據(jù)收集表

未來科技城：數(shù)據(jù)中心總耗電：3235987.2kwh、IT設(shè)備耗電：2022492kwh。

原有中小機(jī)房：數(shù)據(jù)中心總耗電：12695944.5kwh、IT設(shè)備耗電：2821321kwh。

5 關(guān)聯(lián)度計(jì)算

將收集到的數(shù)據(jù)代入能效指標(biāo)體系，通過計(jì)算得到未來科技城數(shù)據(jù)中心機(jī)房、原有數(shù)據(jù)中心機(jī)房與基準(zhǔn)值序列的關(guān)聯(lián)度為：

г=[0.9232,1.1213]

可以看出，未來科技城數(shù)據(jù)中心機(jī)房的評(píng)估計(jì)算值，符合建設(shè)目標(biāo)和實(shí)際運(yùn)營情況，能夠準(zhǔn)確反映機(jī)房能耗指標(biāo)。

結(jié)論：通過數(shù)據(jù)中心能效評(píng)估指標(biāo)，可以從多個(gè)層面對(duì)數(shù)據(jù)中心的能效進(jìn)行全面評(píng)估，基準(zhǔn)值序列中包含了主設(shè)備、空調(diào)、電源等不同設(shè)備的基準(zhǔn)值，能具體、有針對(duì)性地反映出各設(shè)備的能效水平，克服了PUE粗放式評(píng)估的缺點(diǎn)。同時(shí)，基準(zhǔn)值序列是確定的、獨(dú)立于樣本數(shù)據(jù)，而不是從大量樣本數(shù)據(jù)中抽取出來的，避免了大量數(shù)據(jù)的使用以及評(píng)估模型中對(duì)于樣本質(zhì)量的依賴性。改進(jìn)后的數(shù)據(jù)中心整體效益綜合評(píng)估體系準(zhǔn)確反映了機(jī)房能耗指標(biāo)。