基于大數據分析的智能管理控制終端研究

呂永萍

(山西省交通信息通信有限公司 太原市 030000)

近年來，隨著我國交通智能化水平的持續提升，智慧交通監控系統已經逐步向高清化、網絡化、智能化發展。由于前端監控多系統、多業務、多廠商設備等原因導致監控系統環境復雜多變，造成前端智慧交通系統設備維護難度成幾何倍數增長，建設功能先進、安全可靠的前端智慧交通系統勢在必行，研究一套智能管理控制終端系統非常有必要。

1 智能管理控制終端系統方案

1.1 系統實現的目標

(1)服務能力提升化：本次研究的智能邊緣管理控制終端系統能極大地提高前端設備故障分析與診斷的效率，加強了業務管理的效率和精細化，保障了車輛的通信效率，從而極大地提升運營單位的服務能力。

(2)管理水平智能化：本次研究的智能邊緣管理控制終端系統能最大程度地節省前端設備的日常巡檢、維護時間，有效提高巡檢結果的有效性和及時性，規范運維管理流程，提供運維質量考核依據。并且為后期系統建設提供決策數據。

(3)責任風險減少化：減少由于視頻監控設備維護不及時而導致的領導現場指揮不暢、工作效率降低的現象的發生。

(4)運維投入節約化：依靠設備對監控系統自動進行狀態監測及故障分析，大大節約了運營單位在運維管理方面的投入。

1.2 系統設計的原則

(1)可視化：本系統采用GIS可以在系統主頁較為直觀地看到設備的在線、離線情況。內置OLED顯示屏，可顯示前端輸入電壓、輸入電流、環境溫濕度、防雷模塊狀態、交換機狀態、箱門開啟、IP地址。

(2)智能化：本系統利用大數據采用當前最先進的智能化算法，保障了設備故障檢測的準確率，大大提高了檢測速度和工作效率。

(3)擴展性：本系統采用功能模塊獨立開發，大大降低了系統各模塊的耦合度，系統采用了模塊化的插槽式架構，各模塊可以單獨擴展，根據用戶的需求組合配置各功能單元，體現了良好的靈活擴展和配置能力。系統提供接口支持，可方便對接任意第三方管理平臺。

(4)安全性：本系統可以通過專網或者運營商網絡進行數據傳輸，接入設備身份驗證，阻斷非法設備接入；信息傳密傳輸，防范ARP網關和ARP主機欺騙等多種安全功能，為專網安全提供前端接入管控的第一道防線。

(5)成本效應：通過電子化手段，遠程維護功能，可遠程重啟前端設備，大幅降低人工投入成本、設備耗材投入成本等運營成本。減少了人工出勤量和維護資金投入。

1.3 系統設計方案

本系統主要分為四個層次：采集層、支撐層、應用層和展現層，如圖1。

圖1

采集層主要完成對前端設備的告警信息和設備運行數據的采集，主要是通過對設備的實時監測手段以獲取運行數據。

支撐層主要完成圖像質量分析、應用程序檢測、故障智能診斷、故障修復引擎、網絡流量分析和業務性能分析的功能。

應用層主要完成對采集數據的管理、分析、告警統計、關系管理、處理過程跟蹤和維護管理等。應用層主要以控制數據有效性為目標，即將所得到的終端信息進行高效采集，再將這些基礎信息整合至數據庫中，待指定機組監測評價后可投入至移動化的監控過程中，方便技術人員在PC端、App端了解實時信息[1]。

展現層提供直觀的可視化界面，將枯燥的數據進行圖形化展現，向用戶呈現一個簡潔、直觀的配置展現界面，以快速瀏覽、管理和跟蹤配置信息。

2 系統功能

(1)前端設備狀態檢測功能

具有前端設備狀態檢測，能夠檢測出斷電、斷網故障信息，并進行告警提示。

(2)掉電斷網區別檢測功能

支持市電掉電檢測功能，在不外加后備電池的情況下，能精準區別是市電掉電還是網絡中斷。

(3)電氣單元智能管理功能

可配置寬輸入電壓自動重合閘、空開跳閘報警(需加輔助觸點和后備電池)、電源防雷器，實現市電輸入短路、漏電、過載、欠壓、過壓、防雷功能診斷和雷擊次數顯示、故障解除自動恢復等功能。

(4)前端狀態信息顯示功能查詢

內置OLED顯示屏，可顯示前端輸入電壓、輸入電流、環境溫濕度、防雷模塊狀態、交換機狀態、箱門開啟、IP地址。

(5)動環監控功能

可配置溫度濕度、火災煙霧、PM2.5/10、震動傾斜告警、水浸告警、箱門開關報警、散熱風扇狀態/轉速檢測、低溫自動供熱等動環監控裝置。

(6)智能門鎖控制功能

可配置電子/磁力門鎖，實現電腦遠程/手機APP開鎖功能。

(7)衛星定位功能

可配置北斗/GPS自動定位，可實時監測設備箱所處的準確位置。

(8)無線傳輸功能

可配置GPRS/NB/LORA/4G/5G無線通訊功能模塊，進行無線數據傳輸，數據傳輸模式支持無線模式、有線模式、有線無線自動切換模式；有線和無線方式支持不同端口、不同服務器IP傳輸。

(9)針孔攝像頭功能

可配置針孔攝像頭，開門拍照或者拍短視頻。

(10)通信單元傳輸功能

可配置工業交換機、EPON/GPON無源光網絡等各種通信傳輸單元，提供百兆/千兆網絡業務、低速率數據業務、RS232/RS485接口和報警開關量信號/干接點輸入輸出、千兆/2.5G/萬兆光纖上傳。

具有攝像機狀態檢測，能夠檢測出斷電、斷網故障信息，并進行告警提示。

3 本系統的實施

高速公路機電設備智能化管理以通信技術為基礎，對機電設備進行智能化管理，主要是對設備網絡、接口和通信協議進行管理，保證機電設備和智能化設備相吻合，實現機電設備和通信設備的協同運作，確保基礎技術的運行順利。在實際的高速公路機電設備管理中，由于高速公路分布廣、路程長，機電設備分布于不同的高速公路路段周圍，且設備數量龐大，采用人工管理的方式，不僅效率低，且工程量大，極耗時間，管理效率極差，因此本系統前端檢測設備配置工業交換機、EPON/GPON無源光網絡等各種通信傳輸單元，提供百兆/千兆網絡業務、低速率數據業務，將視頻攝像機、可變信息顯示標志等前端檢測設備接入本系統，采用靈活的傳輸方式，無線模式、有線模式、有線無線自動切換模式，將數據傳輸至就近的收費站、隧道管理站、路段中心、片區區域中心；利用區域中心配置的服務器、數據庫存儲等系統將收集到的數據進行環境檢測、業務性能、故障智能診斷等智能化分析，最后通過門戶、手機APP將相關的故障運維、運營管理、決策分析等信息通過直觀的可視化界面，將枯燥的數據進行圖形化展現，向用戶呈現一個簡潔、直觀的配置展現界面，以快速瀏覽、管理和跟蹤配置信息。

4 系統達到效果

(1)保障交通安全

通過本系統的建立，一旦路網中出現交通事故或其他突發情況時，技術及管理人員可及時分析出監控所得到的信息，再利用大數據及GPS技術定位出交通事故的發生地點，可為救援提供技術支持。通過設定詳實的緊急預案內容，不僅可方便解決交通事故，協調相關單位對突發事件進行處理，全方位保障應急全過程，減少突發事件產生的車輛及交通基礎設施損壞、人員傷亡、交通堵塞等負面影響還能給予路段必要的分流處理，有利于科學、妥善地處理好交通事故，消除行車事故所造成的其他隱患。

(2)提高公眾出行信息服務水平

在對外信息服務方面，項目實施后，通過展現層系統的建設，能夠為公眾提供全面、及時、準確的交通信息服務，使公眾在出行時，有效規避交通擁堵路段和時段，選擇合適的出行方式，從實際滿足公眾出行信息服務需求，提升公眾的交通出行滿意度。

(3)改善交通狀況和環境

在緩解擁堵方面，本項目通過對動態、靜態數據綜合挖掘分析，服務各級管理部門提前了解路網運行情況等信息，實現重大交通擁堵動態識別，進而依靠交通運行協調聯動，可具針對性地調度全省交通運輸資源及相關部門提前疏解、預防交通擁堵，實現了“主動型”緩解交通擁堵工作模式。

5 結語

只有提高高速公路機電設備管理水平，才能保證高速公路順利運行，應用智能化系統進行機電設備的監管，可以降低設備管理的難度，提升設備管理的效率，進一步地促進高速公路機電智能化系統的構建,提升管理服務水平。