一、项目背景及目标

吉林农信数据中心作为重要IT基础设施、业务发展的心脏，目前承载128套信息系统运行，为辖内52家法人行社提供业务支撑。因单个机房面积有限，自2012年开始，吉林农信陆续启用了分布在市区不同地点的三个机房，共327个机柜位置，目前已使用278个，剩余空间难以支撑业务的快速发展。为夯实信息科技数字化转型基础，把握数字化变革机遇，吉林农信于2019年正式启动新数据中心机房建设工作，新机房规划建筑面积近10,000㎡，计划容纳750个机柜，按照国家《电子信息系统机房设计规范》A级机房标准建设，以绿色节能、稳健可靠为目标，实现了数据中心的全面发展与蜕变，全方位提升科技服务能力、风险控制能力、运维管理能力，赋能业务长远发展。

二、技术创新点

吉林农信新数据中心机房在设计时充分吸收、借鉴国内外机房建设中使用的先进技术，结合东北地区严寒的自然环境特点，坚持创新为本，积极践行绿色、节能、环保，在暖通、供电等方面充分运用新兴技术，积极践行金融科技创新、实现科技服务能力跨越式提升。

（一）暖通系统采用自动控制的节能型自适应风冷自然冷却制冷技术

数据中心平均能耗35%～45%用于机房制冷系统，为大限度的实现绿色节能、节能减排的目标，本项目采用了多种节能技术和方法：1.变频技术；2.机房空调机组自适应控制技术；3.自然冷却技术；4.合理设计及组织机房制冷的送回风系统、防止跑冒滴漏等节能措施。考虑到长春市的地域特点，吉林农信数据中心采用基于自动控制的自适应风冷自然冷却制冷技术，系统通过风冷乙二醇自适应制冷系统，可根据室外环境温度的变化自动转换运行模式；该系统属于风冷+水冷结合的降温模式，我社对空调和水泵联动的控制逻辑提出详细需求和设想后，由空调厂商进行二次研发，通过自动控制水泵频率和阀门开关状态等技术进行再节能，实现了东北地区金融行业机房节能的技术创新，预计新数据中心能耗节约40%～45%，达到了有效减少空调运行时间，既节约空调用电又延长空调使用寿命，提高能源利用效率的目标。

1.节能原理：由干冷器和机房精密空调形成风冷层面的独立控制系统，为保证热交换气流，单台干冷器内部风机同步调速，根据室内空调制冷需求，实现智能PID调速，保证室内空调稳定运行。同时，采用机房温度-外界温度双向测定技术，对机房内温度传感器和室外温度传感器的数据进行统一分析，用以区别环境季节，在不同环境季节拥有不同PID调速加速度。

系统能在三种不同的气候条件下自适应地管理机组的运行，降低了运行成本，做到系统级节能。

夏季，室外环境温度23℃以上，机组采用乙二醇制冷系统运行压缩机制冷。

过渡季节，室外环境温度2-22℃，采用混合制冷模式，乙二醇制冷剂可以直接用于自然节能制冷，制冷剂回路和乙二醇回路同时制冷，减少压缩机的能量消耗。

冬季，室外环境温度2℃以下，采用自然冷却模式，单独使用乙二醇制冷系统驱散室内全部热荷，压缩机不工作，干冷器的可调速风机调节转速提供冷水至室内机房，延长自然冷却时间，节能效果显著。

2.控制逻辑：在以上自适应制冷基础上引入自动控制系统，空调厂家的联控箱控制逻辑经过二次开发，既支持根据机房室内温度控制干冷器状态，又可以通过采集干冷器的运行状态直接联动对应的循环水泵启停；启动后设定初始频率，水泵频率调节则通过冷冻水供回水总管实现温差，为系统提供节能的动力。

为保证精密空调系统整体控制逻辑的完整性，在启停顺序方面，考虑所有管路的电动阀门和电动水泵的逻辑控制进行辅助，当收到干冷器运行信号之后，开启对应电动阀门，电动阀门开状态信号根据水泵频率进行自动控制，自动控制流量再次提升节能效力。当干冷器停止运行，关阀关泵，降低不必要的电能和流量消耗。当机房热负载逐渐减小，空调室内机制冷量需求逐渐下降时，干冷器首先调整每台干冷器风机转速，整体降速实现节能减耗，降至低转速干冷器再逐渐减少台数，低仍会有1台干冷器工作，当空调室内机全部停止，干冷器运转台数为0；当机房热负载逐渐加大，干冷器以小转速不变，加载干冷器台数至大，再整体调速至大，直至满载。

（二）供电系统采用密集型低压母线和末端母线供配电技术应用

电气工程是数据中心工程中重要组成部分，项目组在国家电网电力供应和自备发电机组备份电力供应的基础上，结合数据中心IT设备和动力设备供电的特定技术需求，及国家颁布的有关数据中心规范和有关国际标准，在高可用性、可靠性和冗余度上进行全面考虑，按照设计图纸和有关规范精心组织施工。

1.密集型低压母线：选择高等级防护标准的密集型低压母线，从变配电室输出多路采用IP65标准的密集母线，分别至楼层的配电室，实现向机房双路冗余供电；为确保极端天气下安全稳定供电，室外采用IP66等级的室外型母线；密集型低压母线的母线槽结构导体之间无空气间隔，母线系统作为一个整体直接向外散热，散热性能好，避免了烟囱效应,增强安全性。铜材采用国标T2电解铜，纯度高于99.95%，导体表面全长镀银，提高导电性能及防腐蚀能力；材料性能符合ASTM B 152-97国际标准及相关国家标准；铜导体导电率介于98-101%（国际退火铜标准值IACS），提高了导电效率和载流能力，具有抗氧化腐蚀作用，有效减少了“集肤效应”的影响；绝缘等级B级，每层绝缘材料可承受10,000V以上的高压，耐受130C高温，保证了在高温场合的绝缘寿命与可靠性。母线连接头为分体式设计，便于母线拆卸及维护，每个连接头可作±12mm伸缩调节，可以吸收母线槽热胀冷缩引起的长度变化量；母线关键部件采用免维护设计，需要定期监测的指标仅为温升和绝缘电阻两项。所有部件为标准产品，接头可灵活拆卸，遇故障可在不影响其他母线段的情况下，拆换任何一段，相同电流等级的母线可以互相连接。

2.智能小母线：主机房机柜内供电由智能小母线和智能PDU组成末端智能配电系统。智能小母线不占用机房内部设备柜位，取消配电列头柜，增加设备柜的放置数量，在母线槽整体容量允许的情况下实现任意扩展，满足不同末端强电送配电需求；支持带电插拔，出现故障时可带电更换，提高维修效率。小母线方式规避了传统方式后期运维工作量大，运维周期不可控，人为干预带来的安全性降低等问题。

三、技术实现特点

吉林农信新数据中心机房以高可用性、高可靠性、高安全性和高灵活性为设计目标，对标自动化、智能化、数字化发展方向，提升IT基础设施稳定性。

1.高可靠性：一是实现7*24小时不间断供电，新数据中心机房的供配电系统从两个不同变电所引入的10KV市电直接入户，与5台柴油发电机共同组成2N+1系统，21台UPS设备保证在双路市电停电的情况下实时不间断供电20分钟，等待柴发及时启动，实现7*24小时不间断供电；二是保障机房可靠制冷，暖通系统配置了13台干冷器和80台精密空调，实现机房模块制冷N+1冗余，采用启/停热备模式，支持主备轮巡功能，同一组相同设备故障，系统自启冷备机，实现机房可靠制冷；根据室内热负荷需求，室内机与干冷器具备耦合联动关系，BA系统根据干冷器的运行状态直接联动对应的循环水泵启停；三是实现网络备份，强弱电的入户线缆接入均实现双路由、双备份，一家运营商的线路中断不会影响我社业务系统网络。

2.高可用性：一是机房空间布局合理，实现不同功能区域、网络设备与服务器的物理隔离；二是供电及防雷措施得当，通过高压柴发、UPS、ATS切换等供电设备实现不间断供电，采用机房三级防雷有效避免机房遭受雷击等自然灾害；三是绿色节能环保，通过暖通系统风冷+水冷结合技术保证机房恒温恒湿；四是实现消防多级预警，通过消防联动系统、极早期报警系统、烟感温感报警联动，能够及时发现火灾隐患，出现火情*****时间应急处理，将损失降到低；五是综合布线支持云化转型，通过综合布线预端接技术满足新机房各模块之间、新机房与灾备机房快速部署系统和互联互通需求，支持云数据中心机房发展理念。

3.高安全性：安全管理是机房运维工作的重中之重，新数据中心机房在基础环境安全管理方面，安装了动环监控系统、BA系统、DCIM系统，实时监控并展示机房内的温湿度环境、UPS、空调、柴发、配电柜、电池等基础设施的运行情况，发现故障及时形成声光和具体信息告警，全视角掌握机房基础环境运行情况；在人员进出安全管理方面，按照各功能区域安全级别的不同，分别设置双向门禁、门禁加指纹双鉴认证模式，通过权限设置限定进出人员的流动范围，采用无死角的视频监控系统和人员定位系统，对人员行动路线进行监控和定位，通过防尾随系统严格管控外来人员非法入侵，利用多方位、多角度、多系统的联合防御，保证了数据中心的安全性。

4.高灵活性：一是解决了机柜内供电容量受限问题，采用智能小母线技术，可以灵活控制每个冷通道内机柜的供电容量；二是解决了机房内网络连接方式复杂，多级跳线等问题，采用综合布线预端接技术，支持网络SDN部署，支持资源池和云平台的快速部署和随时调整，改变网络架构不需要重新进行机房布线，具有较高的灵活性，避免了不必要的浪费。

四、项目过程管理

1.需求确认阶段：2017年2月-9月，项目组协同顾问单位，根据场地整体特点和布局，选址机房及附属设施的位置，提出机房及各附属区域的层高、承重、空间布局等需求，排布机柜摆放位置，预估机柜数量；与市供电部门确定两路市电的接入方式，要求运营商明确进户路由，实现双环保护。评估机房外围环境对机房的影响，聘请专业团队对外围环境电磁辐射情况进行测试，综合多方意见，确定机房设计需求。

2.机房设计阶段：2017年11月- 2019年6月，由设计单位根据设计需求和数据中心场地实际环境（层高、承重、面积、框架结构等），对数据中心进行整体设计，确定主机房和附属设施区域、面积，机柜摆放位置、数量，配套基础设施的位置、管道路由等，各分项设计均满足使用需求及消防系统规范要求。

3.机房建设阶段：2020年3月-2021年8月，受疫情影响，项目建设周期有所延期，但已经顺利完成。其中：

（1）基础环境建设。2020年3月-2021年6月，完成机房装修装饰工程和电气系统工程，包括：棚顶、墙面和地面装修，门窗安装和墙体砌筑；铺设桥架、电缆；重新铺设屋面防水，架设机房临时用电，接入市电和柴油发电机。

（2）机电设备采购安装。2020年7月-2021年6月，大型机电设备采购安装与装修同步进行，采购UPS、电池、精密空调、新风机、机柜等设备，保证在机房管路、线缆铺设完成后，设备及时到位，不影响后续施工。

（3）综合布线及工程。2021年5月-2021年8月，基础环境建设收尾时，同时启动网络与综合布线工程、智能化工程建设，布放光缆和网线，待机柜安装到位后，完成光纤熔接和网线安装，安装调试各类设备，安装视频监控和门禁系统。

（4）消防工程施工。2020年9月-2021年7月，消防工程施工贯穿于机房施工的各个阶段，从装修期间预埋管道，到与智能化系统同步进行的极早期火灾报警、温感烟感报警器的安装调试等，机房工程竣工后完成消防报验。

4.机房试运行阶段：2021年9月-10月，适时启用机房内的配电、暖通、消防等子系统，通过巡检、监控等方式及时发现机房试运行过程中的问题和隐患，并对机房初验中发现的问题进行整改；聘请第三方检测机构对数据中心系统功能、实用性、安全性等进行全方面检测；同时，对各子系统进行切换演练，制定应急预案，保证机房在试运行结束后满足投产条件。

五、运营情况

目前，吉林农信新数据中心机房正处在试运行阶段，UPS、柴发、空调等设备稳定运行，各类监控软件正在逐步调优。

1.设备运行情况：一是柴发机组已完成模拟市电断电情况的多轮应急演练，在市电供电不正常的情况下，快速实现柴油发电机并机，对机房进行供电；二是UPS与蓄电池组运行安全稳定，保证IT设备双路不间断供电20分钟；三是空调系统根据机房内热负荷自动调节温湿度，保证机房内恒温恒湿，根据室外温度智能选择制冷模式；四是消防系统通过烟感、温感等检测数据中心内部的火灾隐患，及时处理，减少人员与财产损失。

2.安全管理情况：机房通过门禁系统对进出人员进行授权，授权后方可进入相应区域，通过人员定位系统监测人员活动轨迹，视频监控系统对人员进行无死角监控，全方位保证机房内安全；对人流、物流进行线路规划，保证人流与物流线路分离，合理利用空间布局。

3.运行监控情况： 一是动力与环境监控系统通过蓄电池监测仪、氢气探测仪、液晶智能温湿度传感器等设备对数据中心基础环境进行监控检测，及时发现数据中心存在的安全隐患，修理设备故障；二是BA系统对室内空调、室外干冷器、水管管路与水泵的监控，根据室内外温度调节水泵频率、干冷器与空调运转状态，达到节能省耗的功效。

4.资产管理情况：资产管理系统由RFID标签、网络监控与读取设备、管理软件工具三大部分组成，实现数据中心管理精细化、专业化、自动化；管理人员能够获得实时结果、准确数据，实时追踪设备状态；系统通过图形化界面结合不同颜色直观反映数据中心机柜容量状态，包括已使用容量、剩余容量等，显示数据中心机柜摆放情况以及机柜内的资产摆放情况，可以查看该资产的详细信息。

5.DCIM系统运行情况：DCIM系统通过监控、分析数据中心基础设施的状态、参数、配置等运行信息，帮助数据中心管理者掌握数据中心基础设施运行情况、管理数据中心资产、空间、电力、冷量等基础设施资源的能耗，提高基础设施可用性、资源利用率、管理率与能效；节省资产管理人工成本，降低数据中心能耗成本，保障数据中心基础设施可用性，减少业务系统部署上线时间。

六、项目成效

1.绿色节能：通过采用乙二醇自然冷却系统，BA智能调节系统，根据数据中心负荷调节水泵、空调等智能循环，以达到节能效果，PUE值力争达到1.3-1.4。

2.提升业务支撑能力：我社的科技建设方向定位于让IT部门参与业务规划中，理解业务战略，提升IT部门与业务部门的协作效率。机房建成后，在保障现有128套系统稳定运行的同时，以应用资源共享和合作伙伴的目标为驱动，进一步提升业务支撑水平，终实现层次合理、面向服务、先进灵活的IT架构体系；建立组件化、“松耦合”应用架构，具有高容灾及业务连续性保障能力；具备弹性的IT服务交付能力和可扩展的IT服务支持能力；具备新技术的支持能力；满足行业监管要求。

3.保障风险可控：数据中心建成后，规避了过去系统部署在多个机房，网络通讯完全依靠城域网链接，各机房之间的网络线路中断将造成系统宕机的风险，各关联系统之间出现问题可及时排查解决，工程师不需要在各机房间疲于奔命；人员进出由我社进行多层管控，防止外来人员的人为破坏。

4.实现IT基础设施向云化转型：支持全光纤40G网络传输，为数据中心全面云化奠定基础。根据我社“双活云数据中心”规划成果，为实现敏捷业务快速上线和资源的弹性扩展的需求，引入SDN技术架构，支持数据中心内的大化资源池共享，为云数据中心架构下，东西向流量的高速转发提供底层支撑，全面支持敏态IT架构建设。同时，兼顾我社稳态架构的运行要求，独立出稳态架构运行区域，采用传统网络布线方式，实现应用系统平滑迁移，减少稳态业务应用运维复杂度的需求，构建支撑稳敏双态IT建设发展的基础环境，并具备未来软件定义的数据中心能力。

5.节约人力成本：我社三个机房需配齐三套运维值守队伍，存在网络、系统、应用工程师人数严重不足的问题，当系统汇集到一个机房后，人力成本将大幅减少；新机房实现了对电力、暖通等系统各项数据的监控、采集，通过智能分析、合理调用数据，快速通过图形图表展示，减少了人工分析时间，节约了人力成本。

6.满足监管要求： 2018-2020年，监管部门现场检查均指出我社原机房基础设施老化、设备陈旧，存在安全隐患；生产机房与灾备机房直线距离不超过10公里等问题，新数据中心机房建成后，以上问题得到彻底解决。

七、经验总结

吉林农信新数据中心机房的建成后，从过去的单一保障信息系统稳定运行，长期以来存在的“顽疾”无法解决，转变为从IT基础设施建设、运维管理模式、科技风险控制体系等多方面能力显著提升的科技治理及IT运维模式。同时，通过独立建设自有机房，降低了外包风险，提升了快速部署和交付能力，促进科技自主可控迈向新的台阶。