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  • 赵怀柏:高效智能交通设施管理系统的设计与实现

    2018-08-15 10:29:09 来源:中国智能交通网 评论:
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    摘要:传统的智能交通设施管理单纯地依靠人员登记管理,管理方式落后、效率低、监管范围有限,直接导致故障发现和排除不及时,会给城市交通正常运...

    传统的智能交通设施管理单纯地依靠人员登记管理,管理方式落后、效率低、监管范围有限,直接导致故障发现和排除不及时,会给城市交通正常运转带来影响,比如交通信号系统故障如不及时发现排除就会使城市交通局部陷入混乱。上海电科智能系统股份有限公司智能交通研究院院长赵怀柏和无锡市公安局交巡警支队交通指挥中心主任吴仁良通过思路和技术创新,向大家阐述了如何设计实现高效的运维管理系统,达到实时掌握智能交通设施运行健康状况,提高运维管理自动化程度,提高运维精细化管理水平的目标。

    一、问题的提出

    近年来,城市交通发展迅速,智能交通建设初具模型。按照“十二五”规划的智能交通建设要求,智能交通设施种类和数量急剧增加。智能交通设施作为交通管理的最直接的表现手段和形式,主要从空间和时间上对交通流进行管理和调节,确保道路交通的安全畅通。交通设施的管理对于道路交通的安全有序畅通都有非常直接的影响。传统的交通设施管理单纯地依靠人员登记管理,管理方式落后、效率低、监管范围有限,直接导致故障发现和排除不及时,给城市交通效率带来了很大的影响。

    二、如何改善提高

    高效源于协同,为了提高运维管理的效率和水平,必须建立一套高效的协同运维管理系统,实时掌握智能交通设施运行健康状况,提高运维管理自动化程度和精细化水平。

    智能交通设施管理系统全面集成了中间件、GIS、FLEX和视频质量自动检测等先进技术,主要的特点和功能如下:

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     (系统主要特点和功能)

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    (系统主界面)

    通过该系统进行管理,能够在以下三个方面有所提高:

    1.提高运维管理自动化程度

    一座城市的交通设施智能化系统种类繁多,数量庞大,网络复杂,日常运营和应急管理对智能化系统依赖度非常高,一旦发生故障,如果无法智能定位故障源、快速处置,将对交通日常运营和应急管理带来严重的后果,影响到交通的安全畅通。因此系统必须实现对事件的智能分析和报警,快速地定位事件产生的根本原因,为事件的及时排除创造条件,从而提高交通设施管理智能化程度。

    2.提高运维精细化管理水平

    传统交通设施管理和故障处理都有一定的流程,但没有配套的技术手段的支持,工作往往难以真正地得到高效贯彻执行。基于多岗位协同工作的理念,系统建立生命周期管理流程,实现交通设施设备从购买、入库、使用、维修、报废的全生命周期管理,降低设施的养护成本;建立交通设备运维工作中故障处理流程,规范交通设施故障发生、故障恢复、故障维修、修复确认、维修完成后故障单信息完善、故障延期修复报备等环节,并可针对各个环节进行考核,从而提高交通设施的运维管理水平和效率。

    3.提高运维效果评价科学性

    怎样评价运维系统使用后的效益?需要看它给正在运行中的系统和设备带来哪些改变,这些改变是积极的还是糟糕的。系统支持从三个方面来进行评价分析:内外场设备完好率角度、从业务系统完好率角度以及从养护单位绩效分析角度。通过运维管理系统自动记录的过程数据来多角度统计分析,量化表达各种考核指标,能够提高运维效果评价的科学性。

    三、系统设计与实现

    1.系统架构设计

    智能交通设施管理系统分为状态信息采集层、智能分析报警层和人机交互界面三层,使用本系统的用户角色分为养护公司、运维管理人员、运行管理人员和部门领导四类。

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    (系统主要业务功能模块)

    系统各层实现的主要功能如下:

    ● 状态信息采集层:主要实现外场设备状态信息采集、内场设备状态信息采集、机房环境监控信息采集;

    ● 智能报警分析层:主要实现报警事件压缩过滤、报警事件根源分析;

    ●人机交互界面层:主要实现综合报警监控、维修流程管理、指标评价分析、资源库管理和生命周期管理等。

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    (系统主要业务关系)

    2.状态信息采集

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    (状态信息采集功能)

    状态信息采集层主要实现外场设备状态信息采集、内场设备状态信息采集、机房环境监控信息采集,所有采集的信息会接入消息总线中间件并存入历史数据库,为进一步智能报警分析提供数据支持。

    ● 外场设备状态信息采集:系统通过接口协议,实现对信号机、电子警察、监控摄像机、卡口、情报板、车检器等外场智能交通设备运行状态信息采集;

    ● 内场设备状态信息采集:通过IBM TIVOLI智能基础设施管理软件实现对服务器、交换机、数据库、应用软件等内场设备运行状态信息采集;

    ● 机房环境监控信息采集:通过接口协议采集机房温湿度计、UPS、配电柜、空调、消防、门禁和地漏报警信息。

    3.智能报警分析

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    (智能报警分析功能)

    智能报警分析层根据采集的状态信息,经过压缩过滤和算法分析,可以综合判断故障根源,为快速处置和问题诊断提供参考。

    1.报警事件压缩过滤:根据采集到的状态数据和维护人员指定的报警规则,生成基础事件。对于同一种设备的同一种事件,由于事件产生的渠道不同,会生成多条重复的报警信息,比如通过交换机主动上传的trap事件,和根据交换机的状态数据生成的事件可能会出现重复报警的情况,对这种事件进行过滤。对于某种瞬间发生或者处在报警边界值的事件,可能会频繁的生成和消失,这样就会产生很多重复无用的事件。为了避免这种情况,通过设置平滑周期,对这种事件的生成进行压缩。

    2.事件根源分析:通常情况下,在生成的众多单点事件中,往往是由其中的某几个根源事件导致的,根据事件类型之间的关联信息和被管对象之间的位置信息,依次递归查找,根节点对应的事件,即为根源事件。

    3.事件分级:报警事件级别分四级

    • 普通事件:需要养护人员关注,事件作用一般为预防提醒非关键设备某些指标工作异常,但设备还能工作,不影响其他设备。

    • 警告事件:需要设备管理民警和养护人员关注,事件作用一般为提醒非关键设备工作异常或不能工作,但不影响其他设备。

    • 严重事件:需要值班民警关注,告知设备管理民警。事件作用一般为关键设备工作异常或不能工作,影响分系统内局部设备。

    • 致命事件:需要值班民警关注,及时电话通知设备管理民警和养护人员。事件作用一般为关键设备工作异常或不能工作,影响全局设备或全系统正常运行。

    4.运维管理界面

    运维管理界面层主要实现综合报警监控、维修流程管理、资源库管理、生命周期管理和指标评价分析等功能。

    1.综合报警监控:基于表格和模拟图形两种方式,分级对故障进行分级报警。

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    (综合报警监控功能)

    2.维修流程管理:支持多岗位跨网络协同工作流程化管理,包括故障报修登记、故障签发管理、任务签收管理、维修结果登记、维修结果审核、搁置列表管理和归档列表管理等。

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    (维修流程化管理功能)

    3.资源库管理:基于自主开发的GIS支撑管理平台对设备位置、端口、接线等空间和属性信息进行协同维护管理。

    4.生命周期管理:对设备从出厂、现场安装、每次维护、到最终报废进行全生命周期过程记录和管理。

    5.指标评价分析:对系统运行完好率情况、故障自动检测报警率、各职责岗位使用系统的绩效考核等多方面进行综合评价分析。

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    (故障趋势评价分析功能)

    四、系统应用情况及展望

    智能交通设施管理系统由无锡市公安局交巡警支队和上海电科智能系统股份有限公司共同研究开发,经上海科学技术情报研究所(国家一级科技查新咨询单位)水平查新,系统主要功能达到国际先进水平。

    目前该系统已经成功应用于无锡市公安交通指挥中心,支持跨指挥中心专网、公安网和因特网三网合一的访问,实现了对无锡市一万余套内外场智能交通设施设备的精细化管理,使得无锡市智能交通设施的运维管理水平和效率大幅度提升。

    在目前功能基础上,将来还计划升级开发基于三维GIS的设施设备管理系统,使内场能够更加精确的掌握外场设施设备的周边环境和设备运行情况,进一步提高系统的实用性。



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