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轨道交通绿色数据中心的建设与运维
来源:新利电子游戏-《数字经济》    作者:董柳青 陈伟慧 黄婷2025-07-29 07:19:45

随着轨道交通发展,数据中心成运营核心,但传统数据中心高能耗问题突出,建设运维绿色数据中心很迫切。本文结合温州市铁投集团实践,从必要性、建设思路及意义三方面探讨轨道交通绿色数据中心的建设运维。

随着轨道交通网络的不断发展,数据中心成为其运营管理的核心枢纽。数据中心承担着大规模数据采集、存储、处理和服务任务,是轨道交通系统高效运转的基石。然而,传统数据中心的高能耗和环境影响问题日益突出。为此,建设运维绿色数据中心成为迫切需求。本文将结合温州市铁投集团绿色数据中心建设实践,从绿色数据中心建设的必要性、建设思路及建设意义三个方面探讨轨道交通绿色数据中心的建设运维。

绿色数据中心建设运维的必要性

(一)服务国家可持续发展战略的要求

轨道交通企业肩负着社会责任,建设绿色数据中心体现了企业对可持续发展战略的遵循,不仅满足国家和地方的环保政策要求,更能提升企业形象,获得公众和业界的认可。

(二)降低能源消耗与环境影响

轨道交通作为公共交通服务体系,其数据中心能耗的降低直接影响整体运营成本和环境保护。通过建设绿色数据中心,可以显著减少能耗和碳排放,减轻对环境的负担。

(三)提升轨道交通运营效率

绿色数据中心采用高效能的硬件和先进的管理系统,可以提高数据处理速度与质量,能够优化轨道交通系统的实时监控、调度和信息服务环节,从而大幅提升运营效率和服务质量。

如何建设运维绿色数据中心

绿色数据中心的全生命周期,可以划分为建设和运营两个阶段。

建设阶段将会产生一部分的碳排放,而且建筑材料和相关设备在生产与回收时产生的碳排也会对总体碳排产生影响。

运营阶段产生的碳排放包括由ICT 设备、业务系统运营等软硬件工作消耗电能所产生的间接碳排放,以及备用柴油发电机等基础设施产生的直接碳排放,这一阶段碳排放的总量取决于各类设备的耗电量、可再生能源的利用比例,以及数据中心整个运行生命周期的时长。

(一)绿色数据中心设计建设的总体思路和关键技术

1.总体思路

绿色数据中心建设的总体思路主要从选址和设计两方面体现,其选址应遵循“安稳凉爽”的自然环境、“便宜充足”的能源供应等原则,优先考虑气候适宜、资源丰富的地区,以利用自然冷却和可再生能源。其设计应采用节能型建筑材料和设计方案,优化通风和隔热性能,减少冷却需求。

2.关键技术

(1)数据中心PUE仿真设计技术:PUE仿真设计采用一维热流体仿真技术对数据中心制冷系统进行物理建模,结合控制仿真技术模拟系统的控制过程,最终获取AHU空气处理单元、冷机、冷塔、水泵等制冷设备的动态和稳态状态,实现复杂热流系统的状态重现和预测。

(2)预制模块化建设技术:以全栈化的思维融合数据中心土建工程及机电工程,功能区域采用全模块化设计,将结构系统、供配电系统、暖通系统、管理系统、消防系统、照明系统、防雷接地、综合布线等子系统预集成于预制模块内,所有预制模块在工厂预制、预调测,并在现场同步进行地基土建建设作业。交付过程时,只需要进行简单吊装及乐高式搭建,即可完成绿色数据中心快速建设部署,相比传统方式上线时间提前了50%,有效降低了建设过程中的建筑垃圾、施工用水产生,同时在生命周期结束后材料回收率高于80%,具有全生命周期低碳的优势。

(3)数据中心园区叠光和叠储技术:对于大部分数据中心而言,数据中心园区叠光通常适合作为市电的补充,可以有效帮助客户降低一部分的运营费用。

同时,随着各地峰谷电价差的逐步放大,会有效激发数据中心企业在园区建设储能装置,一方面可以削峰填谷,在波谷期间用市电给储能装置充电,波峰期间使用储能装置给数据中心供电,利用峰谷电价差实现变现;另一方面可以实现本地的调峰调频,有力地保障负载设备更稳定的运行。

(二)绿色数据中心运营维护的总体思路和关键技术

1.总体思路

绿色数据中心运维的总体思路遵循“高效能、低损耗、智能化”的原则,而这一原则的实现离不开数据中心运维的关键技术。

2.关键技术

(1)供配电设备节能技术:供配电设备的节能技术包括高效UPS、UPS智能在线模式、电力模块等。这些节能技术已经通过互联网企业的实践逐步进入了规模化应用,助力降低供配电损耗,实现数据中心的“高效能”运营。

(2)制冷设备节能技术:数据中心制冷设备技术包括直接自然风冷却、间接蒸发冷却、冷板式液冷和浸没式液冷等。制冷设备节能技术的利用,可以降低数据中心的能源消耗,实现“低损耗”的目标,例如:15kW/柜以下风冷技术可以满足大部分地区的制冷需求,出现自然冷源代替冷冻站等传统人工冷源趋势,间接蒸发冷却可以在中国大部分地区实现平均PUE低于1.25的目标。

(3)智能化管理技术:借助AI技术可以最大限度实现数据中心的自动高效运行,减少由于资源调配不完善或人工干预不及时而导致的资源浪费。

如制冷系统能够通过AI优化自身的运行状态,也能根据IT业务负载需求变化进行及时寻优,供电系统能够主动预测和自动识别报警,以便及时做出响应。

温州市铁投集团绿色数据中心通过以上创新技术的升级改造,PUE值从原来的1.56降到当前的1.25,同时业务生产系统的运营效率也提升了30%左右,真正实现了企业的“降本增效”。

轨道交通绿色数据中心建设的意义

(一)节能减排,助力环境保护

绿色数据中心通过优化能源利用效率,大幅降低了能耗和碳排放,实现了对环境的积极保护。与传统数据中心相比,绿色数据中心在能源消耗上采用了更加环保的技术,如自然冷却系统和可再生能源,显著减少了对化石燃料的依赖。这一举措不仅减少了轨道交通系统对自然资源的消耗,减轻了环境污染,还为实现轨道交通行业的绿色转型提供了有力支撑。

(二)降本增效,实现经济效益

虽然绿色数据中心的建设初期投资较大,但其在长期运营中的成本节约效益显著。同时,先进的设备和系统设计不仅提升了数据中心的运行效率,还延长了设备的使用寿命,减少了维护和更换成本,从而实现了更高的经济回报。这种长期的成本效益对于企业的可持续发展具有重要意义。

(三)履行责任,赢得社会信任

绿色数据中心的建设展示了轨道交通企业在环境保护和可持续发展方面的积极作为。通过采取一系列绿色措施,企业不仅提升了自身的社会责任形象,还增强了公众对企业的信任和支持。这种信任关系的建立,不仅有助于企业在市场竞争中赢得更多的社会认可,还促进了企业与社会的和谐共生。此外,企业在推广绿色数据中心建设的过程中,积极宣传环保理念,进一步推动了社会环保意识的提升。

(四)技术革新,推动行业进步

绿色数据中心的建设在技术创新方面具有重要作用。通过推动冷却技术、能源管理技术和IT设备的不断革新,绿色数据中心为相关产业的发展提供了新的动力。例如,先进的冷却技术和高效的能源管理系统在绿色数据中心里的应用,不仅提升了数据中心的整体性能,还为其他行业的数据中心建设提供了宝贵的经验借鉴。这些技术创新,不仅推动了整个轨道交通行业的技术进步,也为社会的信息基础设施向绿色化、智能化方向发展奠定了坚实基础。

(五)示范引领,共享绿色未来

轨道交通作为公共服务的重要组成部分,其绿色数据中心建设具有极强的示范效应。成功的绿色数据中心建设案例,能够为其他公共服务领域和私营企业提供有力的借鉴和参考,推动更多企业加入到绿色数据中心的建设行列中来。通过示范引领作用,社会各界共同参与,形成合力,共同推动绿色数据中心的普及和应用,从而加快社会整体向绿色发展进程迈进,构建更加可持续的未来。

结论

轨道交通绿色数据中心的建设和运维不仅是应对能源消耗和环境保护挑战的有效措施,更是提升运营效率和实现可持续发展的重要途径。通过选择合适的设计思路和创新技术支撑数据中心的建设与运维,可以实现数据中心的绿色化、高效化、智能化。其带来的环境、经济和社会效益,将对轨道交通行业乃至整个社会产生深远的影响。建设和运维绿色数据中心,是轨道交通迈向绿色未来的重要一步。

董柳青  陈伟慧  黄婷(通讯作者)温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司运管中心(数字化中心))

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