数据中心数字孪生应用实践

"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。 本书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——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。 本书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。"

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。本书共分为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。本书适合对数字孪生有兴趣的技术团队、开发和研究人员阅读。

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。

第1章数字孪生的基础知识
1.1数字孪生概述
1.1.1数字孪生概念的问世
1.1.2数字孪生的定义
1.1.3物理实体与数字孪生体的关系
1.1.4数字孪生的典型特征
1.2数字孪生的发展
1.2.1数字孪生的早期应用
1.2.2数字孪生近期的发展
1.3数字孪生的意义
1.3.1数字孪生对于工业制造业的意义
1.3.2数字孪生对于基建工程的意义
1.3.3数字孪生对于智慧城市的意义
1.3.4数字孪生对于智慧医疗的意义
1.3.5数字孪生的通用意义
1.4数字孪生的主要应用领域
1.4.1基于模仿的数字孪生应用
1.4.2数字孪生城市
1.4.3数字孪生医疗
1.4.4数字孪生工厂
1.4.5数字孪生在其他行业的应用
1.4.6数字孪生在不同环节的形态
1.5数字孪生应用的关键技术
1.5.1物联网
1.5.25G技术
1.5.3VR/AR/MR
1.5.4API
1.5.5大数据
1.5.6云计算
1.5.7人工智能
1.5.8边缘计算
1.6本章小结
第2章数字孪生在数据中心中的应用概述
2.1数据中心现状浅析
2.1.1数据中心的定义和发展现状
2.1.2数据中心的发展现状
2.1.3数据中心的能效指标
2.2数字孪生在数据中心的应用场景
2.2.1数字孪生在数据中心设计阶段的应用
2.2.2数字孪生在数据中心运维阶段的应用
2.3动环监控系统
2.3.1动环监控系统的构成
2.3.2动环监控系统的特点
2.3.3数字孪生与动环监控系统结合的应用价值
2.4本章小结
第3章数字孪生在数据中心项目中的数据分析
3.1神经网络概述
3.1.1基本概念
3.1.2人脑神经网络
3.1.3神经网络发展历史
3.1.4神经网络模型
3.1.5应用领域
3.2神经网络理论基础
3.2.1为什么要使用神经网络
3.2.2数学理论
3.2.3算法理论
3.3数据的采集
3.3.1动环系统的技术特点
3.3.2动环系统的架构功能说明
3.4数据模型的建立和训练
3.4.1数据处理
3.4.2特征工程
3.4.3模型选取
3.4.4模型训练及超参调整
3.5数据模型对机房能耗的帮助
3.5.1现有数据分析及预测效果分析
3.5.2其他企业成功案例
3.6本章小结
第4章构建3D可视化的数字孪生体
4.1搭建数据中心3D模型
4.2技术选型——ThreeJS的优势
4.3加载数据中心模型文件
4.3.1使用FBXLoader加载数据模型
4.3.2其他加载器与模型文件
4.4设置场景、相机与控制器
4.4.1场景、渲染器与ThreeJS坐标系
4.4.2相机
4.4.3控制器
4.5光照与效果组合器
4.5.1光照效果设置
4.5.2效果组合器
4.5.3展示3D场景
4.6本章小结
第5章3D可视化场景切换与数据展示
5.1数据中心不同场景的切换
5.1.1数据模型的合理分组
5.1.2创建节点对象与节点查询
5.2添加事件
5.3将相机与控制器平滑移动至合适位置
5.4场景切换
5.5数据中心楼层展开效果
5.6向楼层内添加设备
5.6.1批量添加设备
5.6.2设备的场景切换效果
5.6.3设备数据展示
5.7进阶篇一：数据中心热力图
5.8进阶篇二：空间展示效果
5.9数据中心大屏实例展示
5.10本章小结
参考文献