基于大數(shù)據(jù)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(xù)提升，智慧交通監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐步向高清化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展。由于前端監(jiān)控多系統(tǒng)、多業(yè)務、多廠商設備等原因?qū)е卤O(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境復雜多變，造成前端智慧交通系統(tǒng)設備維護難度成幾何倍數(shù)增長，建設功能先進、安全可靠的前端智慧交通系統(tǒng)勢在必行，研究一套智能管理控制終端系統(tǒng)非常有必要。

1 智能管理控制終端系統(tǒng)方案

1.1 系統(tǒng)實現(xiàn)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(tǒng)能極大地提高前端設備故障分析與診斷的效率，加強了業(yè)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(tǒng)能最大程度地節(jié)省前端設備的日常巡檢、維護時間，有效提高巡檢結(jié)果的有效性和及時性，規(guī)范運維管理流程，提供運維質(zhì)量考核依據(jù)。并且為后期系統(tǒng)建設提供決策數(shù)據(jù)。

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

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

1.2 系統(tǒng)設計的原則

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

(2)智能化：本系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)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(tǒng)采用功能模塊獨立開發(fā)，大大降低了系統(tǒng)各模塊的耦合度，系統(tǒng)采用了模塊化的插槽式架構(gòu)，各模塊可以單獨擴展，根據(jù)用戶的需求組合配置各功能單元，體現(xiàn)了良好的靈活擴展和配置能力。系統(tǒng)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(tǒng)可以通過專網(wǎng)或者運營商網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)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(wǎng)關和ARP主機欺騙等多種安全功能，為專網(wǎng)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(tǒng)設計方案

本系統(tǒng)主要分為四個層次：采集層、支撐層、應用層和展現(xiàn)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(shù)據(jù)的采集，主要是通過對設備的實時監(jiān)測手段以獲取運行數(shù)據(jù)。

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

應用層主要完成對采集數(shù)據(jù)的管理、分析、告警統(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫中，待指定機組監(jiān)測評價后可投入至移動化的監(jiān)控過程中，方便技術(shù)人員在PC端、App端了解實時信息[1]。

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

2 系統(tǒng)功能

(1)前端設備狀態(tài)檢測功能

具有前端設備狀態(tài)檢測，能夠檢測出斷電、斷網(wǎng)故障信息，并進行告警提示。

(2)掉電斷網(wǎng)區(qū)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(qū)別是市電掉電還是網(wǎng)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(xiàn)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(shù)顯示、故障解除自動恢復等功能。

(4)前端狀態(tài)信息顯示功能查詢

內(nèi)置OLED顯示屏，可顯示前端輸入電壓、輸入電流、環(huán)境溫濕度、防雷模塊狀態(tài)、交換機狀態(tài)、箱門開啟、IP地址。

(5)動環(huán)監(jiān)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(tài)/轉(zhuǎn)速檢測、低溫自動供熱等動環(huán)監(jiān)控裝置。

(6)智能門鎖控制功能

可配置電子/磁力門鎖，實現(xiàn)電腦遠程/手機APP開鎖功能。

(7)衛(wèi)星定位功能

可配置北斗/GPS自動定位，可實時監(jiān)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(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)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(yè)交換機、EPON/GPON無源光網(wǎng)絡等各種通信傳輸單元，提供百兆/千兆網(wǎng)絡業(yè)務、低速率數(shù)據(jù)業(yè)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(tài)檢測，能夠檢測出斷電、斷網(wǎng)故障信息，并進行告警提示。

3 本系統(tǒng)的實施

高速公路機電設備智能化管理以通信技術(shù)為基礎，對機電設備進行智能化管理，主要是對設備網(wǎng)絡、接口和通信協(xié)議進行管理，保證機電設備和智能化設備相吻合，實現(xiàn)機電設備和通信設備的協(xié)同運作，確?；A技術(shù)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(shù)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(tǒng)前端檢測設備配置工業(yè)交換機、EPON/GPON無源光網(wǎng)絡等各種通信傳輸單元，提供百兆/千兆網(wǎng)絡業(yè)務、低速率數(shù)據(jù)業(yè)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(tǒng)，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(shù)據(jù)傳輸至就近的收費站、隧道管理站、路段中心、片區(qū)區(qū)域中心；利用區(qū)域中心配置的服務器、數(shù)據(jù)庫存儲等系統(tǒng)將收集到的數(shù)據(jù)進行環(huán)境檢測、業(yè)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(shù)據(jù)進行圖形化展現(xiàn)，向用戶呈現(xiàn)一個簡潔、直觀的配置展現(xiàn)界面，以快速瀏覽、管理和跟蹤配置信息。

4 系統(tǒng)達到效果

(1)保障交通安全

通過本系統(tǒng)的建立，一旦路網(wǎng)中出現(xiàn)交通事故或其他突發(fā)情況時，技術(shù)及管理人員可及時分析出監(jiān)控所得到的信息，再利用大數(shù)據(jù)及GPS技術(shù)定位出交通事故的發(fā)生地點，可為救援提供技術(shù)支持。通過設定詳實的緊急預案內(nèi)容，不僅可方便解決交通事故，協(xié)調(diào)相關單位對突發(fā)事件進行處理，全方位保障應急全過程，減少突發(fā)事件產(chǎn)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(xiàn)層系統(tǒng)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(guī)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(huán)境

在緩解擁堵方面，本項目通過對動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)綜合挖掘分析，服務各級管理部門提前了解路網(wǎng)運行情況等信息，實現(xiàn)重大交通擁堵動態(tài)識別，進而依靠交通運行協(xié)調(diào)聯(lián)動，可具針對性地調(diào)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(xiàn)了“主動型”緩解交通擁堵工作模式。

5 結(jié)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(tǒng)進行機電設備的監(jiān)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(tǒng)的構(gòu)建,提升管理服務水平。