變電站數字孿生實時可視化監控實踐
2020年，圖撲軟體與阿裡雲雲原生多模資料庫Lindorm強強聯手，憑借圖撲軟體HT資料可視化能力和Lindorm雲原生資料庫多模資料檢索引擎協同工作、支援每秒千萬級吞吐量高并發寫入的特點，推動多個工業物聯網系統實施落地。其中Web三維可視化的變電站可視化系統，從頁面中可以直覺、實時監控變電站内建築、裝置布局，支援3D全方位漫遊展示，友善觀看者通過展示系統全面直覺的檢視變電站的整體運作狀态。阿裡雲Lindorm資料庫與圖撲3D資料可視化能力結合，讓變電站監控資料“存得起、看得見”，實作變電站數字孿生應用落地。
圖撲軟體聚焦工業物聯網監控運維可視化應用領域，專注基于Web 的 2D 和 3D 圖形界面元件技術，為客戶提供從咨詢、設計、實施到售後的全方位可視化管理支援服務。圖撲軟體完全獨立自主知識産權的HT for Web 軟體已應用于電信、電力、交通、水利、石化、制造、醫療、工控等行業場景。
超融合存儲海量異構資料，大幅降低工業物聯網場景資料存儲、聚合成本
5G、雲計算、邊緣計算等智能、互聯技術的快速發展，推動了工業物聯網IIoT場景下各種軟體、硬體傳感器數量激增，與之對應的采集資料量和資料類型快速增長，導緻資料存儲、檢索難度更大。現有解決方案中，通常依賴自建單ElasticSearch檢索引擎或OpenTSDB、Prometheus等時序引擎搭建資料存儲，而采集資料類型多樣化使得單模引擎存儲方案技術複雜且運維成本高，市場需要新一代雲原生且具備多模檢索能力的存儲系統。
針對存儲層面臨的問題，廈門圖撲軟體基于阿裡雲Lindorm靈動雲原生多模資料庫改造存儲層架構，以單庫多模超融合模式存儲全量采集的監控資料（技術方案對比如圖1所示），極大地簡化了存儲層架構，進而降低了運維成本。利用Lindorm自研的資料壓縮存儲和存儲優化能力，海量低價值密度的監控資料存儲成本也有大幅度降低。
圖1 資料存儲系統改造前後方案對比
為适應日趨複雜化多樣化的終端裝置、邊緣裝置、傳感器以及第三方系統資料源采集、上報的異構資料，如圖2所示，阿裡雲Lindorm在雲端單執行個體融合了寬表、索引、時序等多種資料引擎能力，通過阿裡雲DTS/DMS或第三方開源資料交換/ETL軟體（如Apache nifi、Sqoop等）打通多引擎資料互動通道，根據應用場景業務來适配資料。面向上層資料可視化、分析系統，Lindorm提供更為便捷的開發期SDK和REST API資料對接方案，同時相容OpenTSDB、Prometheus、Hbase、HDFS等原生接口，無縫對接主流生态，進一步簡化了圖撲軟體內建部署成本。
圖2 阿裡雲Lindorm（靈動）多模資料融合存儲架構
高性能、高通量監控資料入庫，提升可視化大屏資料時效性
面對從多個終端獲得的龐大資料量，解決了存儲的問題之後，如何高效地利用這些資料進行分析，從資料中快速發現有價值的資訊、定位問題、促進生産對于工業物聯網企業來說也是一項挑戰，成為了制約工業物聯網系統實施落地的建設難點。經研究表明，人類大腦對視覺資訊的處理優于對文本的處理。是以，資料可視化可以使人們更有效率的完成某些任務，資料可視化是使用圖表、圖形和設計元素把資料進行可視化，把相對複雜、抽象的資料通過可視的方式以人們更易了解的形式展示出來的一系列手段。
在圖撲軟體HT技術支援下，資料可視化除了3D可視界面，還有更自然的人機互動能力。所見即所得的數字孿生模組化設計帶來的不僅是瞬息處理海量資料搭配酷炫的可視化樣式所引起的視覺震撼，更應注重為業務需求服務，設計出符合不同行業需求的個性定制可視化，利于企業做出正确的商業決策，以有根據的資料呈現而幫助企業進行更科學的判斷而避免決策的失誤。
HT資料可視化設計能力結合雲原生多模資料庫Lindorm，資料+可視化二者強強聯合，在為人們帶來感官上震撼的同時也讓繁瑣的資料變得簡單明了，以可視化的形式直覺傳遞着的資訊。
變電站可視化系統室外建設效果如圖3所示，中心位置為變電站三維模組化場景，可支援三維旋轉觀看，變電站内主要室、高壓室、各裝置等擺放布局一目了然。兩側的二維資料面闆展示着變電站内裝置規模、感覺裝置規模、負荷變化預測、裝置統計等運作狀态，同時負荷變化預測面闆結合背景資料以折線圖的形式實時更新。
雲原生多模資料庫Lindorm支援以高性能、高通量監控資料入庫，其中寬表引擎：支援千萬級并發吞吐，支援百PB級存儲，吞吐性能是開源HBase的3-7倍，P99時延為開源HBase的1/10。時序引擎：寫入性能和查詢性能是InfluxDB的1.3倍，是OpenTSDB的5-10倍。HT基于阿裡雲Lindorm，利用Lindorm自研的資料壓縮存儲和存儲優化能力，提升了可視化大屏資料時效性。
圖3 變電站可視化系統室外建設效果
圖4 變電站可視化系統室内建設效果
圖5 變電站可視化系統室内裝置互動
資料可視化将變電站内建築、裝置資訊，狀态以直覺的形式展現出來，資料不再僅僅是枯燥，通過可視化它賦予了我們視覺上的感官。使得雲端采集的海量、實時監控資料通過可視化的形式回報裝置實時運作狀态，讓裝置運作狀态回報更及時、更直覺，使潛在風險盡在掌控。
作者：鈴動
文章來源：阿裡巴巴資料庫技術
原文連結：
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIxNTQ0MDQxNg==&mid=2247490829&idx=2&sn=2a822ccc9b44d14b7f7ae37be01e7ecf&chksm=97991042a0ee99541a806e78db57390e89193d919efa97d93d84a69eb0ced242a1ff5136adc1&token=1391