通信運營商機房智慧安防解決方案探索

摘要： 傳統(tǒng)通信運營商機房的物理鑰匙、人工巡檢、紙質(zhì)登記等管理方式，管理成本高，安全防護能力低，并無法達到多重業(yè)務(wù)目標(biāo)。本文結(jié)合運營商特點與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)原理，提出運營商機房安全相關(guān)智慧化管理解決思路。

關(guān)鍵詞：智慧機房 人工智能 物聯(lián)網(wǎng)

隨著國家信息化、數(shù)字化、智能化的發(fā)展，各行各業(yè)信息化建設(shè)普及，對計算機軟硬件系統(tǒng)依賴性逐漸加強，對于數(shù)據(jù)安全、運行環(huán)境的要求也越來越高，信息基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性及可靠性成為企業(yè)業(yè)務(wù)的生命線。通信運營商作為國家云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的主要維護者，承擔(dān)著國家信息化安全穩(wěn)定的重要責(zé)任。而通信機房又是信息基礎(chǔ)設(shè)施的基本承載單元。

1 通信機房特點

1）分布廣泛、環(huán)境復(fù)雜：運營商提供網(wǎng)絡(luò)接入普遍服務(wù)，遍布喧鬧繁華的城市和人跡罕至的野外叢林，而野外的機房更容易受到外來因素的破壞和損毀。根據(jù)重要程度，機房區(qū)分為ABCD若干等級，對機房的安防要求也有所不同，需要差異化解決。

2）資產(chǎn)集中、成本高昂：機房內(nèi)資產(chǎn)除電子設(shè)備等有形資產(chǎn)外，還包括巨量高價值的數(shù)字資產(chǎn)。機房的成本不僅土木建筑、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、電源配套等固定成本，也包含能源電費、日常運維、場地租用等運行成本。在保護重要資產(chǎn)的同時，有效降低運行維護成本，也是機房智慧安防需要解決的核心問題之一。

2 機房智慧安防主要需求

結(jié)合運營商的主營業(yè)務(wù)，機房智慧安防需求主要包括以下內(nèi)容：

1）生產(chǎn)安全：確保機房安防的基本功能，維護重要資產(chǎn)的安全，包括出入安全、施工安全、環(huán)境安全。

2）綠色低碳：降低機房的電源消耗，降低機房的TCO（總體擁有成本）。

3）運維智能：降低維護機房以及相關(guān)設(shè)施設(shè)備的人工成本。

2 關(guān)鍵技術(shù)和原理

隨著科技的進步，已經(jīng)有越來越多的技術(shù)手段可以支持機房智慧化運維的需求和期待。主要包括以下技術(shù)：

1）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：2005年11月國際電信聯(lián)盟發(fā)布了題為 《ITU Internet Reports 2005： The Internet of Things》的報告，認為“世界上所有的物體都可以通過因特網(wǎng)主動進行信息交換，實現(xiàn)任何時刻、任何地點、任何物體之間的互聯(lián)、無所不在的網(wǎng)絡(luò)和無所不在的計算”[1] ，物聯(lián)網(wǎng)涉及射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、Nb-Iot、5G等傳輸技術(shù)以及云計算等技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的功能是實現(xiàn)任何時間、任何地點，人、機、物的智能感知、識別和管理。

2）人工智能技術(shù)：人工智能其實就是系統(tǒng)正確解釋外部數(shù)據(jù)并從此類數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，同時通過靈活的適應(yīng)性來使用這些學(xué)習(xí)成果以實現(xiàn)特定目標(biāo)和任務(wù)的能力[2]。 人工智能的研究領(lǐng)域包括專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)、計算機視覺、自然語言處理、推薦系統(tǒng)等。目前工程化應(yīng)用最為廣泛的是計算機視覺技術(shù)。利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建模，利用大量的圖像數(shù)據(jù)對模型不斷訓(xùn)練，優(yōu)化其識別效果，可以使機器能夠正確識別圖像的含義，如識別人臉，判斷人體姿勢，識別圖像中物體的名稱等等。人工智能技術(shù)的三個基本要素是數(shù)據(jù)、算法和算力。

3 技術(shù)解決方案

根據(jù)運營商智慧機房管理的需求，利用相對穩(wěn)定成熟的技術(shù)，以較低成本實現(xiàn)機房智慧安防，建議方案如下：

1）門禁管理

一是實現(xiàn)門禁電子化。目前絕大部分通信機房的門禁還是依賴于傳統(tǒng)物理鑰匙，管理信息無法數(shù)字化，管理過程無法自動化。因此需要將機房門鎖進行在線化。目前主流的方案是“電子門鎖+門磁+控制器”的方式，其中控制器部分最為常見的有通過有線網(wǎng)絡(luò)和NB-Iot等無線網(wǎng)絡(luò)控制兩種方式，相比較而言有線網(wǎng)絡(luò)控制穩(wěn)定性較強，無線網(wǎng)絡(luò)控制成本較為低廉。但是也要防止電子設(shè)備因為斷電、斷網(wǎng)等原因?qū)е聲簳r無法使用的問題，因此傳統(tǒng)物理方式開鎖是必不可少的保留功能。

第二是實現(xiàn)門禁智慧化。普通電子門禁是使用刷卡方式進入，但無法核實刷卡者是否本人，存在盜刷風(fēng)險，也無法確保是否存在跟人帶人等情況。建議通過人臉識別技術(shù)解決：對于重要有人值守的室內(nèi)機房，如通信機樓、重要IDC機房，通過“人臉識別+身份證讀卡核驗+閘機”的方式，優(yōu)點是核驗準確度高，通過速度快。對于無人值守的偏僻、野外地區(qū)機房，建議使用“人臉識別APP+遠程網(wǎng)絡(luò)/現(xiàn)場藍牙開鎖”的方式實現(xiàn)，優(yōu)點是設(shè)備簡易成本低，不易損壞。

第三是實現(xiàn)視頻門禁聯(lián)動。通信機房門禁處安裝的視頻傳統(tǒng)只具備存儲、查看功能，并不能提供分析能力。通過打通門禁系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)，利用人工智能技術(shù)可判別人員進入門禁時的異常情況。門禁關(guān)聯(lián)視頻的AI監(jiān)測場景主要包括：跟人帶人、惡意破壞、火警預(yù)警、淹水預(yù)警等。

2）節(jié)能管理

綠色低碳是智慧機房的重要部分。但在節(jié)能系統(tǒng)工作時，確保設(shè)備運行的穩(wěn)定安全是基本要求。采用的解決方案是使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集機房環(huán)境信息，使用大數(shù)據(jù)與AI技術(shù)建模，計算空調(diào)等控溫設(shè)備最優(yōu)參數(shù)，再通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備遠程控制。經(jīng)實踐檢驗，通過AI節(jié)能普遍能夠降低機房15～40%的總體能耗。

3）運維管理

安全運維管理是通過管理手段，以日常巡檢等方式，檢查相關(guān)設(shè)備參數(shù)、機房環(huán)境以及相關(guān)人員狀態(tài)是否正常。目前運營商通常已經(jīng)實現(xiàn)通過設(shè)備網(wǎng)管等系統(tǒng)對設(shè)備進行信息化管理，但機房環(huán)境、人員等信息化管理能力不足。建議可以通過“視頻+物聯(lián)網(wǎng)+AI分析”的方案來替代人工，實現(xiàn)機房的自動化巡檢。機房的自動化巡檢包含兩個方面的內(nèi)容，一是數(shù)字化展示，二是智能化分析。數(shù)字化展示包括實現(xiàn)機房資產(chǎn)信息數(shù)字孿生的3D建模可視化;實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)平臺、動環(huán)系統(tǒng)等信息的匯聚與數(shù)據(jù)可視化。智能化分析，是指通過機房內(nèi)部攝像頭，自動完成對設(shè)備和人員的巡檢，主要包括以下場景：設(shè)備告警、穿戴規(guī)范、人員摔倒、抽煙行為、施工警戒、打架斗毆等。

綜上，通信運營商機房安全智慧管理的基本思路是：通過物聯(lián)網(wǎng)手段實現(xiàn)設(shè)備信息的采集、設(shè)備參數(shù)的控制，實現(xiàn)自動化;通過大數(shù)據(jù)與AI技術(shù)實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的分析，提升智慧化。

相信隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，智能機房的涵義也會不斷的迭代變化，但在相當(dāng)長一段時期內(nèi)，基于當(dāng)前信息技術(shù)革命的歷史背景，信息化、數(shù)字化、智慧化的方向長期適用，相關(guān)技術(shù)的使用同樣也適用于其他場景智慧安防的解決思路。

參考文獻

[1]ITU Internet Reports 2005： The Internet of Things.2005.https：//www.itu.int/pub/S-POL-IR.IT-2005/e

[2]答凱艷.人工智能的過去、現(xiàn)在和未來.[J].系統(tǒng)科學(xué)學(xué)報，2022，（1）：47-107

作者簡介：金杰（1980.8-）;男;漢;籍貫：浙江省臺州市;最高學(xué)歷：碩士;目前職稱：副高級工程師;研究方向：通信工程，人工智能。