国铁集团灾备中心选址问题的研究

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期   作者:田杨
[导读] 介绍了国铁集团灾备中心的建设背景,描述了国内灾备中心现状、灾备
       田杨
       中国铁路信息科技集团有限公司 北京市 100833
       摘要: 介绍了国铁集团灾备中心的建设背景,描述了国内灾备中心现状、灾备中心选址条件,就国铁集团灾备中心选址的设想进行了阐述。
       关键词:国铁集团;主数据中心;灾备中心;选址
1引言
       国铁集团于2018年在天津武清建设完成主数据中心工程。主数据中心部署了大量国家战略性、国铁集团核心的信息化基础资源和网络安全保障设施,担负着铁路信息资源服务、关键业务计算、数据存储备份等重要任务。为了保证未来铁路业务应用系统的连续性及容灾要求,需尽快建设灾备数据中心,实现与国铁集团主数据中心之间的异地容灾机制,满足国铁集团、铁路局集团公司级相关业务系统的容灾需求。
2国内灾备中心现状
       国内一些政府部门、大型企业陆续进行了数据中心灾难备份建设。从目前已建灾备中心选址情况看,主要集中在北京、上海,以及广东的深圳、南海、佛山、东莞等地,近几年贵州、成都、宁夏、克拉玛依因为其地理位置的优越性和安全性,也承建了不少国家级、省级的灾备中心。
       国内大型的灾备中心有:
          中国工商银行、中国建设银行、中国农业银行、中国银行这四大银行把全国数据中心分别建设在北京和上海两地。
          国开行灾难备份中心选址深圳。
          国内首个国家级电信灾难备份服务中心在成都建成。
          证券交易所将灾备中心建在东莞。
          电信在北京、上海、广州等地建立5个国家级异地灾备中心。
          乌兰察布国家大数据灾备中心启动。
          国家旅游数据灾备中心落户贵州,该大数据库灾备中心在贵州揭牌。
          成都打造“国家级数据存储中心”和“国家级信息灾备基地”。
          克拉玛依成新疆自治区区级政府灾备中心等。
3灾备中心选址条件
       灾备中心选址非常重要,无论灾备中心的规模大小,良好的选址是灾备中心建设的基石,是保证灾备中心高可靠性和高安全性的首要条件。
  尽可能选在不会发生强地震、洪水、内涝、飓风等灾难的地点,且地址条件良好。
  避免位于公共交通主干道边及闹市区,周围无重大军事目标,增加灾备中心的物理安全性。
  应考虑有足够和稳定的电力供应,且不宜与主用中心来源于相同的大电网。
  尽量选择独立的建筑物来建设灾备中心,可以有效的隔离灾备中心与周围的建筑。  应考虑有充足的水源供应,保证空调及消防用水。
  应该有足够的网络资源,接入骨干网的带宽不小于2.5G,多光纤接入,光纤从多点接入,并且从两个以上管道接入灾备中心机房。
  自然降温条件良好,将有利于节约制冷费用,降低运营成本。
  交通方便,附近有较好的生活配套设施,场址有良好的通信条件。
  灾备中心应为异地容灾,与主用中心不宜处在同一地震带内。
  应考虑构建当地运维团队的能力,考虑设备厂家技术支持响应速度,城市数据中心维修能力等因素。
  应考虑选址地的土地政策、税收政策、人才政策等方面因素,节约灾备中心的建设投资及运营费用。
4国铁集团灾备中心选址设想
       根据我国地区差异,路网密度和预留发展条件,综合考虑高铁区域性路网分布,将全国初步划分为华东、华南、华西、华北共四大选址区域。
       国铁集团灾备中心拟选址的中卫、乌兰察布、昆山、贵阳四个选址城市均属于重要的枢纽城市,交通便利、道路发达,铁路通信资源也是相对丰富,属于合理的选址城市。
       以下主要针对政策条件、外电外水、节能条件、地震灾害情况、通信条件、运维条件等方面进行综合分析。
4.1与主数据中心之间的距离
       灾备中心用于防范主数据中心的区域性灾难(比如地震、洪水、电网破坏等),国家没有明确的与主数据中心之间的距离标准,通常灾备中心距离主数据中心越远,同时发生自然灾害的可能性越低。
       中卫与主数据中心距离约1200公里,乌兰察布与主数据中心距离约450公里,昆山与主数据中心距离1200公里,贵阳与主数据中心距离约2100公里。
4.2数据中心相关政策条件对比
       中卫、乌兰察布、昆山、贵阳四个城市或所在省份均发布了促进大数据发展行动计划相关文件,均对数据中心的建设、大数据产业有一定的电价、税收、人才等优惠支持政策。
4.3水资源条件对比
       数据中心选址在水资源丰富的地区,对数据中心的近远期用水有保障,也可避免加剧地区缺水。
       灾备中心用水优先采用市政自来水作为水源,自来水水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),双路供水。供水方式尽量利用管网压力直供。中卫、乌兰察布、贵阳水资源适中,昆山水资源丰富。
4.4供电条件及电费
       中卫、乌兰察布、昆山、贵阳资源丰富,周边发电厂较多,电力种类较多,能够互补,电源比较稳定可靠。
       2014年,宁夏物价局发函,给中卫西部云基地定下了0.36元/度的电价。
       乌兰察布市发电形式主要有火电、风电、光伏发电等。当地电价执行自治区支持大数据云计算产业的优惠电价0.26元/度。
       昆山大工业用电,220千伏结算电价为0.5968元/度。
       贵阳对数据中心的用电有优惠政策,结算电价为0.35元/度。
4.5空调节能分析对比
       工艺空调系统主要原则为满足安全可靠性、绿色节能的特点进行分析。
       数据中心IT设备和电气设备的耗电量会转为大量的热,需要一套可靠的工艺空调散热系统,冷却散热成本是数据中心运维成本的很大一部分,通常情况下,为了降低PUE,会在相对较冷的气候条件下采用自然冷却。把数据中心选择在凉爽宜人、自然降温良好的地区,可以有效降低运营费用。
       乌兰察布自然冷却时间充足。采用水冷方式制冷时,由于冬季温度过低,需要考虑冬季抗结冰的措施;选用风冷方式制冷,但区域常发生沙尘暴,需要考虑沙尘暴时防止风冷系统堵塞的措施。


       中卫冬冷夏凉,全年平均温度9℃,根据这种环境气候特点,当地的数据企业在全国率先采用“全自然风冷”技术建设新一代云数据中心,基本不用机械空调,PUE达到1.1,达到业界的最高水平,远低于国内PUE平均水平2.5。
4.6地震灾害对比
       综合分析比较,中卫、乌兰察布、昆山、贵阳均可能受到不同程度的地震灾害影响,其中中卫市抗震设防烈度为8度,基本地震加速度值为0.20g;乌兰察布抗震设防烈度为6-7度,基本地震加速度值为0.05g-0.15g;昆山抗震设防烈度为7度,基本地震加速度值为0.1g;贵阳抗震设防烈度为6度,基本地震加速度值为0.05g,贵阳市历史记录未发生过4级以上的地震。
4.7通信条件对比
       贵州作为省会城市,电信运营商网络资源丰富。乌兰察布建设2条集宁—北京点对点专用大容量光缆,具备一定的通信资源优势。中卫和昆山用户可以方便接入通信运营商网络。                         
4.8运维条件对比
       运维条件主要从运维人才条件、既有数据中心产业成熟程度两个角度考虑。其中,运维人才条件主要考虑城市的高校数量、科技水平等方面,结合数据中心人才引进政策等因素,确定灾备中心是否具备在当地构建运维团队的能力;既有数据中心产业成熟程度主要体现了数据中心产业链条的成熟度,可以代表相应城市数据中心维护维修能力,设备厂家技术支持响应速度等因素,对数据中心运维有一定代表作用。中卫、乌兰察布、贵阳人才条件一般,政策力度大;昆山人才条件较好,政策力度大。
4.9选址城市对比
       综合以上分析,中卫、乌兰察布、昆山、贵阳均是灾备中心可选城市,四个城市选址各有优势。其中,中卫、乌兰察布、贵阳政策支持力度较大;中卫、乌兰察布城市气候利于节能,电费较低,利于节约运营成本。灾备中心选址城市对比见表1。
选址
城市    与主数据中心距离    数据中心政策    水资源条件    供电
条件    空调
节能    地震灾害等级    通信
条件    运维
条件    合计
中卫    ★★★    ★★★    ★★    ★★★    ★★★    ★★    ★★    ★★    20
乌兰察布    ★★    ★★★    ★★    ★★★    ★★★    ★★    ★★★    ★★    20
昆山    ★★★    ★★    ★★★    ★    ★    ★★    ★★    ★★★    17
贵阳    ★★★    ★★★    ★★    ★★★    ★★    ★★★    ★★    ★★    20
表1:选址城市对比(不含权重)
备注:优:★★★,良:★★,一般:★
       表1为未设置权重时4个备选城市的对比分析表,但异地数据中心目标是为避免地质等自然灾害,与主数据中心形成互备关系,此时“与主数据中心距离”、“地震灾害等级”比选项就很重要;同时考虑电费占数据中心运维总成本的60%-70%,而空调所用的电费占其中的40%,“空调节能”比选项相对重要。因此建议纳入权重对上述表格内容进行重新比选,其中“空调节能”项为3,“与主数据中心距离”、“地震灾害等级”项权重为2,其余项权重为1,重新计算后见表2:
选址
城市    与主数
据中心
距离    数据中心政策    水资源
条件    供电
条件    空调
节能    地震灾害等级    通信
条件    运维
条件    合计
中卫    6★    3★    2★    3★    9★    4★    2★    2★    31★
乌兰察布    4★    3★    2★    3★    9★    4★    3★    2★    30★
昆山    6★    2★    3★    1★    3★    4★    2★    3★    24★
贵阳    6★    3★    2★    3★    6★    6★    2★    2★    30★
表2:选址城市综合比选(含权重)
5结束语
       综合考虑上述因素,对比上述4个城市选址分析,国铁集团灾备中心选址在中卫,自然条件、人才环境、空调节能良好,适合建设为成本优先型灾备中心。
       
       
参考文献:
[1] 铁总信息【2017】152号《铁路信息化总体规划》
[2] (GB/T22239-2019)《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》
       
       
       
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