本發(fā)明涉及通信機房設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種機房溫度參數(shù)分布場三維圖的生成與分析方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

通信機房內(nèi)有服務(wù)器、通訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備、電源等各種重要的電子設(shè)施，這些電子設(shè)施的性能與其所在的環(huán)境溫度具有密切的關(guān)聯(lián)，同時在其運行過程中也釋放大量的熱量。電子設(shè)施理想的工作環(huán)境溫度是20-25攝氏度，環(huán)境溫度過高則會增加故障率、縮短使用壽命甚至直接造成設(shè)備損毀，相反，環(huán)境溫度過低也會給電子設(shè)備的正常工作帶來負面影響。

用于維護通信機房合適的工作環(huán)境溫度的手段主要包括：各種電子設(shè)施自帶或外配的獨立控溫設(shè)備，以及機房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。其中，電子設(shè)施自帶或外配的獨立控溫設(shè)備包括例如風(fēng)冷或水冷機柜、獨立風(fēng)扇等，專門用于為機房中發(fā)熱量大的電子設(shè)施重點實施溫度控制；對整個機房環(huán)境的總體溫度控制則要依靠機房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)來實現(xiàn)。另外，越來越多的機房電子設(shè)施具備了智能調(diào)控功能，可以適時進入休眠狀態(tài)或降低設(shè)備工作功率。

從節(jié)約能源消耗和維持機房良好溫度環(huán)境的雙重角度考慮，對機房的工作環(huán)境溫度需要進行實時、精密的監(jiān)測，一方面避免各類溫度控制設(shè)備和措施不適當(dāng)?shù)?、低效能地、重?fù)地運行造成能源浪費，并且無法把機房工作環(huán)境溫度維持在穩(wěn)定和最優(yōu)的水平；另一方面，也要避免溫控設(shè)備和措施對機房溫度變化響應(yīng)滯后所帶來的不利影響。

目前，工作環(huán)境溫度監(jiān)測的手段是在機房空間各點布設(shè)溫度傳感器，周期性匯總各個溫度傳感器感應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)，然后由機房溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)向管理人員顯示機房各點的溫度，并且對其中的異常點進行報警提示，由管理人員根據(jù)監(jiān)測情況決定啟動或者終止相應(yīng)的溫度控制設(shè)備和措施；或者，對于自動化程度較高的機房溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)，可以根據(jù)異常點的具體情況而自動下達對溫度控制設(shè)備和措施的指令，例如，當(dāng)溫度過高的異常點數(shù)量超過一定比例時即自動加大空調(diào)功率，等等。

然而，現(xiàn)有的機房工作環(huán)境溫度監(jiān)測手段存在直觀性差、預(yù)測性差、定點精確性低的缺陷。首先，如上文所述，由于溫度傳感器感應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)都是以數(shù)字的形式呈現(xiàn)給管理人員，因而，雖然可以附加上異常報警等功能，但是仍然難以就整個機房的環(huán)境溫度狀態(tài)、特別是環(huán)境溫度在機房空間的分布狀態(tài)給予管理人員直接明了的指示。第二，現(xiàn)有技術(shù)難以在積累環(huán)境溫度空間分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，對未來有限時段的溫度變化模式做出預(yù)見性的判斷，達到防患于未然的效果；現(xiàn)有的溫度監(jiān)測手段都只是在發(fā)現(xiàn)異常值的基礎(chǔ)上進行盡可能快速的事后響應(yīng)，只能使溫度異常被及時消解而不至于趨于嚴重，但反復(fù)的異常－響應(yīng)過程也使得機房溫度始終存在波動而缺乏平穩(wěn)。第三，機房的空間布局和設(shè)備擺放安裝所需要考慮的因素非常之多，各種作為發(fā)熱源的電子設(shè)備犬牙交錯而相互影響，另外機房內(nèi)的熱量傳遞以空氣對流的形式為主，絕大多數(shù)的降溫設(shè)備也是以加大冷熱空氣對流的方式而發(fā)揮作用。而現(xiàn)有技術(shù)即便能夠針對機房局部空間的溫度異常而采取定點措施，也只是單純基于空間位置的對應(yīng)關(guān)系來實現(xiàn)定點的溫度調(diào)控，例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個服務(wù)器附近的溫度傳感器報送異常時，即開啟距離該服務(wù)器最近的風(fēng)扇或加大距離該服務(wù)器最近的空調(diào)風(fēng)量等。但是，單純基于空間位置接近而實現(xiàn)的定點溫控不能綜合衡量和模擬熱量隨空氣對流而給整個機房環(huán)境產(chǎn)生的影響，而且僅選擇距離最近的降溫設(shè)備也不一定能夠達到最優(yōu)的效果，需要依據(jù)機房整個的環(huán)境溫度分布及機房特定環(huán)境下溫度分布的變化規(guī)律而采取最優(yōu)化的控制策略。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本發(fā)明提出一種機房溫度參數(shù)分布場三維圖的生成與分析方法和系統(tǒng)。本發(fā)明將溫度傳感器提供的各點溫度數(shù)據(jù)渲染為分布場三維圖的形式，不但可以給予機房管理人員直觀可見、容易識別判斷的可視化顯示，而且便于對機房溫度分布和變化趨勢進行模式識別和預(yù)測分析，從而將現(xiàn)在基于異常點值的反饋式溫度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谡w分布場的具有預(yù)見性和定點精確性的溫度調(diào)節(jié)策略，提升了將機房溫度維持在最優(yōu)狀態(tài)的平穩(wěn)性。

本發(fā)明提供了一種機房溫度參數(shù)分布場三維圖的生成與分析方法，該方法包括：

1）從機房空間內(nèi)各個采樣點所布設(shè)的溫度傳感器獲得每個采樣點的溫度數(shù)據(jù)；并且，確定各個采樣點的空間位置坐標；

2）定義代表機房空間的三維模擬空間，并且在該三維模擬空間確定對應(yīng)于所述采樣點的采樣位置點，以及與于作為發(fā)熱源和制冷源的機房設(shè)備空間區(qū)域相對應(yīng)的設(shè)備位置點；根據(jù)所述采樣位置點和設(shè)備位置點的空間位置坐標，確定所述三維模擬空間中的表示點的空間位置坐標；

3）根據(jù)各個采樣點的溫度數(shù)據(jù)以及空間位置坐標，計算在代表機房空間的三維模擬空間中各表示點的溫度值；

4）取得機房空間內(nèi)各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)；

5）根據(jù)各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)，確定每個發(fā)熱源和制冷源的有效范圍；針對所述有效范圍內(nèi)的各個表示點，確定每個表示點的修正因子，并根據(jù)所述修正因子修正有效范圍內(nèi)的表示點的溫度值；

6）根據(jù)各表示點的溫度值生成溫度值分布場三維圖；

7）提取所述溫度值分布場三維圖的分布特征值；將所述溫度值分布場三維圖的分布特征值與機房溫度分布狀態(tài)模板集當(dāng)中各個機房溫度分布狀態(tài)模板的分布特征值進行匹配計算，確定匹配度最高的機房溫度分布狀態(tài)模板；根據(jù)匹配度最高的機房溫度分布狀態(tài)模板確定預(yù)定時間范圍內(nèi)的溫度預(yù)測值分布場。

優(yōu)選的是，通過如下步驟確定三維模擬空間中的表示點的空間位置坐標：將所述三維模擬空間均勻劃分為若干個三維子空間，并且確定每個三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量；根據(jù)每個三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量，決定該三維子空間中表示點分布密度，并且在三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量越多，則該三維子空間中表示點分布密度越大；按照為各個三維子空間分別確定的表示點分布密度，在各三維子空間中均勻設(shè)置表示點，并為所設(shè)置的各個表示點確定其空間位置坐標。

優(yōu)選的是，通過如下步驟計算各表示點的溫度值：針對每一個表示點，確定在以該表示點為中心、預(yù)定義的半徑范圍內(nèi)存在的采樣位置點及其溫度數(shù)據(jù)，并且根據(jù)采樣位置點與該表示點的距離計算權(quán)重因數(shù)，距離越遠則該權(quán)重因數(shù)越??；以各采樣位置點的溫度值通過權(quán)重因數(shù)進行加權(quán)平均計算，獲得表示點的溫度值。

優(yōu)選的是，按照如下方式的任意一種生成所述溫度值分布場三維圖：繪制連接具有相同溫度值的表示點的等溫面，并且對各條等溫面之間的間隔區(qū)域按照溫度變化的趨勢和梯度以不同顏色進行渲染；或者，在三維模擬空間中為每個表示點確定其所對應(yīng)的一個空間分格，以各表示點的溫度值決定該空間分格內(nèi)渲染的溫度顆粒的顏色和密度，從而以渲染的溫度顆粒分布表示溫度值分布場。

優(yōu)選的是，采用如下方式進行所述溫度值分布場三維圖的分布特征值的提取：確定分布在以設(shè)備位置點為中心、距設(shè)備位置點預(yù)定距離以內(nèi)空間范圍作為特征提取區(qū)域；確定所述特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點與鄰近特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點；計算特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度均值；計算特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度值與鄰近特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度值的變化梯度值；將上述溫度均值和變化梯度值作為該設(shè)備位置點的分布特征值；為每一個設(shè)備位置點確定其分布特征值；將全部設(shè)備位置點的分布特征值的集合作為溫度值分布場三維圖的分布特征值。

另一方面，本發(fā)明提供了一種機房溫度參數(shù)分布場三維圖的生成與分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：

采樣數(shù)據(jù)獲取模塊，用于從機房空間內(nèi)各個采樣點所布設(shè)的溫度傳感器獲得每個采樣點的溫度數(shù)據(jù)，并且用于確定各個采樣點的空間位置坐標；

三維模擬空間溫度值表示模塊，用于定義代表機房空間的三維模擬空間，并且在該三維模擬空間確定對應(yīng)于所述采樣點的采樣位置點，以及與于作為發(fā)熱源和制冷源的機房設(shè)備空間區(qū)域相對應(yīng)的設(shè)備位置點；以及，用于根據(jù)所述采樣位置點和設(shè)備位置點的空間位置坐標，確定所述三維模擬空間中的表示點的空間位置坐標；根據(jù)各個采樣點的溫度數(shù)據(jù)以及空間位置坐標，計算在代表機房空間的三維模擬空間中各表示點的溫度值；

修正模塊，用于取得機房空間內(nèi)各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)，并且根據(jù)各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)，確定每個發(fā)熱源和制冷源的有效范圍；針對所述有效范圍內(nèi)的各個表示點，確定每個表示點的修正因子，并根據(jù)所述修正因子修正有效范圍內(nèi)的表示點的溫度值；

溫度值分布場三維圖渲染模塊，用于根據(jù)各表示點的溫度值生成溫度值分布場三維圖；

特征提取匹配模塊，用于提取所述溫度值分布場三維圖的分布特征值；將所述溫度值分布場三維圖的分布特征值與機房溫度分布狀態(tài)模板集當(dāng)中各個機房溫度分布狀態(tài)模板的分布特征值進行匹配計算，確定匹配度最高的機房溫度分布狀態(tài)模板；根據(jù)匹配度最高的機房溫度分布狀態(tài)模板確定預(yù)定時間范圍內(nèi)的溫度預(yù)測值分布場。

優(yōu)選的是，所述三維模擬空間溫度值表示模塊如下確定三維模擬空間中的表示點的空間位置坐標：將所述三維模擬空間均勻劃分為若干個三維子空間，并且確定每個三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量；根據(jù)每個三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量，決定該三維子空間中表示點分布密度，并且在三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量越多，則該三維子空間中表示點分布密度越大；按照為各個三維子空間分別確定的表示點分布密度，在各三維子空間中均勻設(shè)置表示點，并為所設(shè)置的各個表示點確定其空間位置坐標。

優(yōu)選的是，所述三維模擬空間溫度值表示模塊如下計算各表示點的溫度值：針對每一個表示點，確定在以該表示點為中心、預(yù)定義的半徑范圍內(nèi)存在的采樣位置點及其溫度數(shù)據(jù)，并且根據(jù)采樣位置點與該表示點的距離計算權(quán)重因數(shù)，距離越遠則該權(quán)重因數(shù)越小；以各采樣位置點的溫度值通過權(quán)重因數(shù)進行加權(quán)平均計算，獲得表示點的溫度值。

優(yōu)選的是，所述溫度值分布場三維圖渲染模塊如下生成所述溫度值分布場三維圖：繪制連接具有相同溫度值的表示點的等溫面，并且對各條等溫面之間的間隔區(qū)域按照溫度變化的趨勢和梯度以不同顏色進行渲染；或者，在三維模擬空間中為每個表示點確定其所對應(yīng)的一個空間分格，以各表示點的溫度值決定該空間分格內(nèi)渲染的溫度顆粒的顏色和密度，從而以渲染的溫度顆粒分布表示溫度值分布場。

優(yōu)選的是，所述特征提取匹配模塊如下進行所述溫度值分布場三維圖的分布特征值的提?。捍_定分布在以設(shè)備位置點為中心、距設(shè)備位置點預(yù)定距離以內(nèi)空間范圍作為特征提取區(qū)域；確定所述特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點與鄰近特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點；計算特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度均值；計算特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度值與鄰近特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度值的變化梯度值；將上述溫度均值和變化梯度值作為該設(shè)備位置點的分布特征值；為每一個設(shè)備位置點確定其分布特征值；將全部設(shè)備位置點的分布特征值的集合作為溫度值分布場三維圖的分布特征值。

可見，本發(fā)明將溫度傳感器提供的各點溫度數(shù)據(jù)渲染為分布場三維圖的形式，提供了機房空間內(nèi)溫度分布的直觀可見、容易識別判斷的可視化顯示；基于作為發(fā)熱源和制冷源的設(shè)備的工作狀態(tài)和影響范圍而進行溫度值分布的修正；在分布場三維圖的基礎(chǔ)上，以設(shè)備為中心進行特征提取，對機房溫度分布和變化趨勢進行模式識別和預(yù)測分析，從而將現(xiàn)在基于異常點值的反饋式溫度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谡w分布場的具有預(yù)見性和定點精確性的溫度調(diào)節(jié)策略，提升了將機房溫度維持在最優(yōu)狀態(tài)的平穩(wěn)性。

說明書附圖

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的機房溫度參數(shù)分布場三維圖的生成與分析方法流程示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的三維模擬空間及其采樣位置點、設(shè)備位置點示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的三維子空間表示點分布示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的表示點溫度值計算方式示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的溫度值分布場三維圖分布特征值提取示意圖；

圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步具體的說明。

本發(fā)明提供了一種機房溫度參數(shù)分布場三維圖的生成與分析方法和系統(tǒng)。本發(fā)明將溫度傳感器提供的各點溫度數(shù)據(jù)渲染為分布場三維圖的形式，并且，充分考慮了作為發(fā)熱源的機房設(shè)備以及作為制冷源的空調(diào)系統(tǒng)、獨立風(fēng)扇、制冷機柜的位置與工作狀態(tài)對溫度分布的影響，并且利用特征提取與模式識別的方式，機房溫度分布和變化趨勢進行了基于預(yù)測性的分析，為具有預(yù)見性和定點精確性的溫度調(diào)節(jié)策略奠定了基礎(chǔ)。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的機房溫度參數(shù)分布場三維圖的生成與分析方法流程示意圖。下面就該方法的各個具體步驟進行詳細說明。

步驟101，從機房空間內(nèi)各個采樣點所布設(shè)的溫度傳感器獲得每個采樣點的溫度數(shù)據(jù)；并且，確定各個采樣點的空間位置坐標。根據(jù)監(jiān)測需要和機房空間布局情況，在機房空間內(nèi)選取采樣點，用于安裝溫度傳感器。理想情況下，采樣點可以在機房空間內(nèi)平均分布并且具有足夠大的分布密度，從而能夠采樣數(shù)量足夠多和分布足夠密集的溫度信息；不過采樣點數(shù)量的增多也會提高布設(shè)溫度傳感器帶來的硬件成本，而且考慮到機房布局需要和施工難度方面的因素，也往往無法均勻布設(shè)傳感器。因此，采樣點位置的確定過程中，可以將作為發(fā)熱源的機房設(shè)備所在空間區(qū)域作為重點監(jiān)測對象而提高這些空間區(qū)域的采樣點分布密度，同時，適當(dāng)降低非設(shè)備區(qū)域（例如機房的過道、人員活動空間等）的采樣點分布密度。在確定采樣點的分布和位置之后，在各個采樣點布設(shè)溫度傳感器，并利用溫度傳感器定時地取得每個采樣點的溫度數(shù)據(jù)。

如圖2所示，本發(fā)明定義一個代表現(xiàn)實中機房空間的三維模擬空間。該三維模擬空間是一個有邊界的有限封閉空間，代表了機房空間的有限立體區(qū)域，因而該三維模擬空間與機房空間存在映射關(guān)系；并且，為該三維模擬空間建立x－y－z三維坐標系，從而可以用坐標值（x,y,z）表征該三維模擬空間中的任意一點；對應(yīng)于現(xiàn)實中的機房空間，可以將該機房空間中的一個空間區(qū)域映射為該三維模擬空間中以坐標值（x,y,z）表征的一點。具體來說，本發(fā)明將機房空間內(nèi)的各個機房設(shè)備所在空間區(qū)域均抽象為三維模擬空間中一個點；例如，可以確定機房設(shè)備所在空間區(qū)域的區(qū)域中心點，并將該點按照映射關(guān)系對應(yīng)為三維模擬空間的一點，從而，三維模擬空間的一點就代表了機房設(shè)備所在空間區(qū)域，將該點稱之為設(shè)備位置點。對于上述溫度數(shù)據(jù)的采樣點，也將其對應(yīng)為三維模擬空間中的一個以其空間位置坐標值（x,y,z）表征的點，稱之為采樣位置點。如圖2所示,其中示出了三維模擬空間中表征機房設(shè)備區(qū)域的設(shè)備位置點e1-e6以及表征采樣點的采樣位置點c1-c10。

步驟102，定義代表機房空間的三維模擬空間以及其中的表示點；并根據(jù)各個采樣點的溫度數(shù)據(jù)以及空間位置坐標，計算在三維模擬空間中各表示點的溫度值。

所述表示點是在三維模擬空間中人為定義的、用于表示該三維模擬空間中的溫度值分布狀態(tài)的虛擬的點，以三維模擬空間中的空間位置坐標值（x,y,z）表征各個表示點的位置。在定義表示點的過程中，首先明確上述三維模擬空間中對應(yīng)于采樣點和機房設(shè)備所在空間區(qū)域的設(shè)備位置點e1－e6和采樣位置點c1－c10的坐標；并且，考慮到作為發(fā)熱源的機房設(shè)備對周邊溫度的輻射性影響，為了全面反映機房空間內(nèi)的溫度分布情況，需要進一步定義表示點；并且，相比于使表示點均勻分布，使表示點根據(jù)設(shè)備位置點e1－e6和采樣位置點c1－c10的分布而差異化分布對精確描述機房空間的溫度分布具有更有利的影響。作為定義表示點的方式，本發(fā)明將三維模擬空間均勻劃分為若干個三維子空間，例如，如圖2的虛線所示，均勻劃分為四個三維子空間；并且確定每個三維子空間中存在的對應(yīng)于采樣點和機房設(shè)備所在空間區(qū)域的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量。根據(jù)每個三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量，決定該三維子空間中表示點分布密度；在三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量越多，則該三維子空間中表示點分布密度越大，即；其中，為任一個三維子空間中表示點分布密度，與分別表示該三維子空間中設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量，為線性轉(zhuǎn)換系數(shù)。根據(jù)為各個三維子空間分別確定的表示點分布密度，在各三維子空間中均勻設(shè)置表示點，并為所設(shè)置的各個表示點確定其表示點位置坐標。作為示例，如圖3所示的兩個三維子空間p1、p2中，假設(shè)p1子空間中的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量大于p2子空間，則分別在三維子空間p1、p2中均勻設(shè)立表示點s，其中p1子空間的表示點用黑色圓點表示，p2子空間的表示點以白色圓點表示，p1子空間的表示點密度大于p2子空間中的表示點密度。

在定義了三維模擬空間中的表示點的基礎(chǔ)上，根據(jù)各個采樣點的溫度數(shù)據(jù)以及采樣位置點c1－c10的空間位置坐標，以距離權(quán)重算法計算各表示點位置上的溫度值。具體來說，針對每一個表示點，確定在以該表示點為中心、預(yù)定義的半徑范圍內(nèi)存在的采樣位置點及其溫度數(shù)據(jù)，并且根據(jù)采樣位置點與該表示點的距離計算權(quán)重因數(shù)，距離越遠則該權(quán)重因數(shù)越小；以各采樣位置點的溫度值通過權(quán)重因數(shù)進行加權(quán)平均計算，獲得表示點的溫度值。如圖4所示，對于表示點sn，在預(yù)定義的半徑r范圍內(nèi)存在的采樣位置點c1－c4，采樣位置點c1－c4各自的溫度值為t1－t4，并且采樣位置點c1－c4與表示點sn的距離分別為l1－l4，因此，表示點sn的溫度值，其中至為與距離呈反比的權(quán)重因數(shù)，為轉(zhuǎn)換系數(shù)。

步驟103，取得機房空間內(nèi)各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)。對機房空間內(nèi)的服務(wù)器、通訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備、電源等設(shè)備，因其在工作過程中會不同程度地向外散發(fā)熱量，因此將其視作為發(fā)熱源；而機房內(nèi)的空調(diào)、制冷機柜、獨立風(fēng)扇等設(shè)備，其目的是為機房空間中的特定區(qū)域進行降溫，因此將其視為制冷源。如上文所述，機房空間內(nèi)的各個設(shè)備空間區(qū)域均已經(jīng)被表示為設(shè)備位置點e1－e6，因而可以設(shè)備位置點e1－e6的位置坐標表征各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標；其中，將e1－e3假設(shè)為發(fā)熱源，而將e4－e6假設(shè)為制冷源。進而，取得各發(fā)熱源和制冷源設(shè)備的工作狀態(tài)參數(shù)。對于發(fā)熱源，可將其在距當(dāng)前時刻預(yù)定時長以內(nèi)的平均用電功率作為其工作狀態(tài)參數(shù)，該參數(shù)表示了發(fā)熱源在距現(xiàn)在預(yù)定時長內(nèi)累積的散熱量。對于制冷源，可根據(jù)其不同的類型而分別確定相應(yīng)的工作狀態(tài)參數(shù)；例如，對于空調(diào)，可以將其出風(fēng)量和調(diào)控室溫設(shè)置值作為工作狀態(tài)參數(shù)；對于制冷機柜，可以將其制冷溫度設(shè)置值作為工作狀態(tài)參數(shù)；對于獨立風(fēng)扇，可將其送風(fēng)量和工作功率作為工作狀態(tài)參數(shù)。

步驟104，根據(jù)各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)，確定每個發(fā)熱源和制冷源的有效范圍。對于發(fā)熱源，可以根據(jù)其作為工作狀態(tài)參數(shù)的平均用電功率，根據(jù)預(yù)先測定的平均用電功率對應(yīng)的散熱量轉(zhuǎn)換系數(shù)，確定該發(fā)熱源能夠造成溫度上升的有效升溫半徑，將該有效升溫半徑內(nèi)的區(qū)域作為所述有效范圍；針對所述有效范圍內(nèi)的各個表示點，同樣基于所述散熱量轉(zhuǎn)換系數(shù)確定每個表示點的修正因子，并根據(jù)所述修正因子修正有效范圍內(nèi)的表示點的溫度值。對于制冷源，視其不同的類型，分別根據(jù)相應(yīng)的工作狀態(tài)參數(shù)確定每個制冷源的有效范圍。例如，對于空調(diào)，可根據(jù)作為其工作狀態(tài)參數(shù)的出風(fēng)量，根據(jù)預(yù)先測定的與出風(fēng)量相對應(yīng)的降溫覆蓋區(qū)域，確定該制冷源能夠造成溫度下降的有效覆蓋區(qū)域，作為所述有效范圍；針對所述有效范圍內(nèi)的各個表示點，基于空調(diào)的調(diào)控室溫設(shè)置值確定每個表示點的修正因子，并根據(jù)所述修正因子修正有效范圍內(nèi)的表示點的溫度值。對于制冷機柜，由于其是針對機柜內(nèi)的特定設(shè)備實現(xiàn)制冷，則首先確定機柜內(nèi)的特定設(shè)備在三維模擬空間內(nèi)所對應(yīng)的所述設(shè)備位置點，進而將以該設(shè)備位置點為中心、預(yù)定降溫影響半徑以內(nèi)的區(qū)域作為制冷機柜的有效范圍，因為制冷機柜會導(dǎo)致相應(yīng)設(shè)備對外散熱量下降，最終影響一定半徑內(nèi)的溫度；基于制冷機柜的制冷溫度設(shè)置值確定每個表示點的修正因子，并根據(jù)所述修正因子修正有效范圍內(nèi)的表示點的溫度值。對于獨立風(fēng)扇，可根據(jù)作為其工作狀態(tài)參數(shù)的送風(fēng)量，根據(jù)預(yù)先測定的與送風(fēng)量相對應(yīng)的降溫覆蓋區(qū)域，確定該制冷源能夠造成溫度下降的有效覆蓋區(qū)域，作為所述有效范圍；針對所述有效范圍內(nèi)的各個表示點，基于風(fēng)扇的工作功率，確定每個表示點的修正因子，并根據(jù)所述修正因子修正有效范圍內(nèi)的表示點的溫度值。由于不論是發(fā)熱源的散熱，還是制冷源的冷卻，都是一個循序漸變的過程，因此，利用各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)對傳感器感應(yīng)的實時溫度進行修正，能夠提高之后生成的溫度值分布場三維圖的預(yù)測性。

對于通過步驟102的計算并通過步驟104的修正之后取得的各個表示點的溫度值，在步驟105中，根據(jù)各表示點的溫度值生成溫度值分布場三維圖?？刹捎玫臏囟戎捣植紙鋈S圖渲染方法包括：繪制連接具有相同溫度值的表示點的等溫面，并且對各條等溫面之間的間隔區(qū)域按照溫度變化的趨勢和梯度以不同顏色進行渲染；或者，在三維模擬空間中為每個表示點確定其所對應(yīng)的一個空間分格，以各表示點的溫度值決定該空間分格內(nèi)渲染的溫度顆粒的顏色和密度，從而以渲染的溫度顆粒分布表示溫度值分布場。

步驟106，提取所述溫度值分布場三維圖的分布特征值。由于機房空間的溫度分布變化主要是由作為發(fā)熱源和制冷源的設(shè)備的工作狀態(tài)變化引起的，因此，本發(fā)明以溫度值分布場三維圖當(dāng)中的各個設(shè)備位置點為中心，確定設(shè)備位置點周邊有限空間區(qū)域的溫度均值，以及該區(qū)域邊緣的溫度變化梯度，以此作為溫度值分布場三維圖的分布特征值，因為以上分布特征值表示了發(fā)熱源和制冷源的熱量影響狀態(tài)以及其對機房空間溫度分布的影響程度，如果兩個溫度值分布場三維圖當(dāng)中，設(shè)備位置點周邊空間區(qū)域的溫度值及區(qū)域邊緣的溫度變化梯度彼此高度近似，則可以預(yù)期兩幅三維圖所代表的溫度值分布場將具有相同的分布及變化趨勢規(guī)律。

具體來說，本發(fā)明采用如下方式進行分布特征值的提?。菏紫?，確定在溫度值分布場三維圖的三維模擬空間中，表示發(fā)熱源和制冷源的各個設(shè)備位置點；如圖5所示，對于其中任何一個設(shè)備位置點e，確定以該設(shè)備位置點e為中心、與設(shè)備位置點e的距離在預(yù)定距離l以內(nèi)的空間范圍作為特征提取區(qū)域；確定所述特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點s1，以及鄰近特征提取區(qū)域的表示點s2，鄰近特征提取區(qū)域的表示點s2是與特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點直接相鄰的表示點；統(tǒng)計特征提取區(qū)域內(nèi)的各個表示點s1的溫度值，計算各個表示點s1的溫度均值；計算特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點s1的溫度值t1與鄰近特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點s2的溫度值t2的變化梯度值，即（t1-t2）／t1；將上述溫度均值和變化梯度值作為該設(shè)備位置點的分布特征值；為每一個設(shè)備位置點確定其分布特征值；將全部設(shè)備位置點的分布特征值的集合作為溫度值分布場三維圖的分布特征值。

進而，在步驟107中，將所述溫度值分布場三維圖的分布特征值與機房溫度分布狀態(tài)模板集當(dāng)中各個機房溫度分布狀態(tài)模板的分布特征值進行匹配計算，確定匹配度最高的機房溫度分布狀態(tài)模板。機房溫度分布狀態(tài)模板集當(dāng)中存儲了大量的機房溫度分布狀態(tài)模板，每個機房溫度分布狀態(tài)模板包括典型性溫度分布狀態(tài)下的溫度值分布場三維圖及按照步驟106的方式提取的分布特征值。典型性溫度分布狀態(tài)是根據(jù)機房長期運行過程中提取的溫度值分布場三維圖及其分布特征值，按照現(xiàn)有的聚類算法所抽取的代表性的溫度值分布場三維圖及其分布特征值，作為機房溫度分布狀態(tài)模板集當(dāng)中的機房溫度分布狀態(tài)模板。對于步驟106所計算出來的當(dāng)前的溫度值分布場三維圖的分布特征值，采用數(shù)組近似度算法（如計算均方差值）計算與機房溫度分布狀態(tài)模板集當(dāng)中各個機房溫度分布狀態(tài)模板的分布特征值的匹配度，將匹配度最高的機房溫度分布狀態(tài)模板作為當(dāng)前有效的機房溫度分布狀態(tài)模板。當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用于對未來預(yù)定時間范圍內(nèi)的機房溫度分布預(yù)測時，可以根據(jù)機房長期運行過程中提取的溫度值分布場三維圖及其分布特征值，進行與每個機房溫度分布狀態(tài)模板相關(guān)聯(lián)的未來預(yù)定時間范圍內(nèi)的溫度分布預(yù)測，從而根據(jù)當(dāng)前有效的機房溫度分布狀態(tài)模板，確定預(yù)定時間范圍內(nèi)的溫度預(yù)測值分布場。該溫度預(yù)測值分布場可以作為對機房設(shè)備特別是制冷設(shè)備進行基于預(yù)測的溫度控制的依據(jù)。

本發(fā)明提供了用于實現(xiàn)上述方法的機房溫度參數(shù)分布場三維圖的生成與分析系統(tǒng)，如圖6所示，具體包括以下模塊。

采樣數(shù)據(jù)獲取模塊601，用于從機房空間內(nèi)各個采樣點所布設(shè)的溫度傳感器獲得每個采樣點的溫度數(shù)據(jù)，并且用于確定各個采樣點的空間位置坐標。

三維模擬空間溫度值表示模塊602，用于定義代表機房空間的三維模擬空間，并且在該三維模擬空間確定對應(yīng)于所述采樣點的采樣位置點，以及與于作為發(fā)熱源和制冷源的機房設(shè)備空間區(qū)域相對應(yīng)的設(shè)備位置點；以及，用于根據(jù)所述采樣位置點和設(shè)備位置點的空間位置坐標，確定所述三維模擬空間中的表示點的空間位置坐標；根據(jù)各個采樣點的溫度數(shù)據(jù)以及空間位置坐標，計算在代表機房空間的三維模擬空間中各表示點的溫度值。具體來看，所述三維模擬空間溫度值表示模塊602如下確定三維模擬空間中的表示點的空間位置坐標：將所述三維模擬空間均勻劃分為若干個三維子空間，并且確定每個三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量；根據(jù)每個三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量，決定該三維子空間中表示點分布密度，并且在三維子空間中存在的設(shè)備位置點和采樣位置點的數(shù)量越多，則該三維子空間中表示點分布密度越大；按照為各個三維子空間分別確定的表示點分布密度，在各三維子空間中均勻設(shè)置表示點，并為所設(shè)置的各個表示點確定其空間位置坐標。所述三維模擬空間溫度值表示模塊602如下計算各表示點的溫度值：針對每一個表示點，確定在以該表示點為中心、預(yù)定義的半徑范圍內(nèi)存在的采樣位置點及其溫度數(shù)據(jù)，并且根據(jù)采樣位置點與該表示點的距離計算權(quán)重因數(shù)，距離越遠則該權(quán)重因數(shù)越小；以各采樣位置點的溫度值通過權(quán)重因數(shù)進行加權(quán)平均計算，獲得表示點的溫度值。

修正模塊603，用于取得機房空間內(nèi)各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)，并且根據(jù)各個發(fā)熱源和制冷源的空間位置坐標及其工作狀態(tài)參數(shù)，確定每個發(fā)熱源和制冷源的有效范圍；針對所述有效范圍內(nèi)的各個表示點，確定每個表示點的修正因子，并根據(jù)所述修正因子修正有效范圍內(nèi)的表示點的溫度值；

溫度值分布場三維圖渲染模塊604，用于根據(jù)各表示點的溫度值生成溫度值分布場三維圖；所述溫度值分布場三維圖渲染模塊604如下生成所述溫度值分布場三維圖：繪制連接具有相同溫度值的表示點的等溫面，并且對各條等溫面之間的間隔區(qū)域按照溫度變化的趨勢和梯度以不同顏色進行渲染；或者，在三維模擬空間中為每個表示點確定其所對應(yīng)的一個空間分格，以各表示點的溫度值決定該空間分格內(nèi)渲染的溫度顆粒的顏色和密度，從而以渲染的溫度顆粒分布表示溫度值分布場。

特征提取匹配模塊605，用于提取所述溫度值分布場三維圖的分布特征值；將所述溫度值分布場三維圖的分布特征值與機房溫度分布狀態(tài)模板集當(dāng)中各個機房溫度分布狀態(tài)模板的分布特征值進行匹配計算，確定匹配度最高的機房溫度分布狀態(tài)模板；根據(jù)匹配度最高的機房溫度分布狀態(tài)模板確定預(yù)定時間范圍內(nèi)的溫度預(yù)測值分布場。所述特征提取匹配模塊605如下進行所述溫度值分布場三維圖的分布特征值的提?。捍_定分布在以設(shè)備位置點為中心、距設(shè)備位置點預(yù)定距離以內(nèi)空間范圍作為特征提取區(qū)域；確定所述特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點與鄰近特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點；計算特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度均值；計算特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度值與鄰近特征提取區(qū)域內(nèi)的表示點的溫度值的變化梯度值；將上述溫度均值和變化梯度值作為該設(shè)備位置點的分布特征值；為每一個設(shè)備位置點確定其分布特征值；將全部設(shè)備位置點的分布特征值的集合作為溫度值分布場三維圖的分布特征值。

可見，本發(fā)明將溫度傳感器提供的各點溫度數(shù)據(jù)渲染為分布場三維圖的形式，提供了機房空間內(nèi)溫度分布的直觀可見、容易識別判斷的可視化顯示；基于作為發(fā)熱源和制冷源的設(shè)備的工作狀態(tài)和影響范圍而進行溫度值分布的修正；在分布場三維圖的基礎(chǔ)上，以設(shè)備為中心進行特征提取，對機房溫度分布和變化趨勢進行模式識別和預(yù)測分析，從而將現(xiàn)在基于異常點值的反饋式溫度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谡w分布場的具有預(yù)見性和定點精確性的溫度調(diào)節(jié)策略，提升了將機房溫度維持在最優(yōu)狀態(tài)的平穩(wěn)性。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。