數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王慧敏 袁 博 包阿儒漢 趙澤生 武佩佩 何 勇

（中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065）

0 引言

在互聯(lián)網(wǎng)模式和數(shù)字經(jīng)濟(jì)大浪潮下，智慧運(yùn)維是當(dāng)前園區(qū)信息化運(yùn)維發(fā)展的新模式和新方向，同時(shí)也是新一輪園區(qū)智慧化改革的重要建設(shè)內(nèi)容［1-2］。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與某公安局園區(qū)建設(shè)相融合［3］，創(chuàng)新傳統(tǒng)園區(qū)運(yùn)維模式，提高管理效率，既可降低管理成本，積極響應(yīng)國(guó)家數(shù)字孿生發(fā)展策略，還能將信息化技術(shù)應(yīng)用到某公安局辦公區(qū)運(yùn)維中去，從而緊跟科技前沿［4］。

某公安局信息化系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)房動(dòng)環(huán)系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、一卡通管理系統(tǒng)、防盜報(bào)警管理系統(tǒng)等系統(tǒng)構(gòu)成，各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，運(yùn)維人員需要管理多個(gè)系統(tǒng)，運(yùn)維量大，且數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，無(wú)法顯示系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)控制效果。

1 平臺(tái)設(shè)計(jì)

數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)系統(tǒng)基于某公安局信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀，結(jié)合智慧運(yùn)維理論，借助先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)某公安局園區(qū)內(nèi)以“系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)展示，集中控制，少人值守”為支撐的新型運(yùn)維模式，從而提高某公安局信息化系統(tǒng)的運(yùn)維能力。

數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)的各模塊功能包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、一卡通管理、防盜報(bào)警管理等。其中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理、機(jī)房動(dòng)環(huán)管理、樓宇自控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)等功能模塊，平臺(tái)功能設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)時(shí)監(jiān)視

1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理。以可視化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪?lái)管理園區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)，并監(jiān)視各個(gè)交換機(jī)端口參數(shù)。在數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)上集中展示園區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)監(jiān)控園區(qū)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否產(chǎn)生故障。

1.1.2 機(jī)房動(dòng)環(huán)管理。機(jī)房是存放所有系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)的地方，避免機(jī)房發(fā)生故障對(duì)整個(gè)某公安局信息化系統(tǒng)至關(guān)重要。某公安局一共有7個(gè)機(jī)房，包括地下一層BAS機(jī)房、公安網(wǎng)機(jī)房、專網(wǎng)機(jī)房、政務(wù)內(nèi)網(wǎng)機(jī)房、政務(wù)外網(wǎng)機(jī)房、互聯(lián)網(wǎng)機(jī)房、監(jiān)控中心機(jī)房。通過(guò)三維畫面來(lái)展示機(jī)房設(shè)備的具體位置，并將三維模型與具體的機(jī)房設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行及故障狀態(tài)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并在頁(yè)面上展示。

1.1.3 樓宇自控系統(tǒng)。樓宇自控系統(tǒng)包括冷熱源、暖通空調(diào)、給排水、電梯、變配電、智能照明等系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、設(shè)備開(kāi)關(guān)控制、數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)等功能。

1.1.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)。以電子地圖和菜單的方式來(lái)管理某公安局園區(qū)北路所有攝像頭，在數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)上集中展示攝像頭在線、離線情況，可實(shí)時(shí)調(diào)出監(jiān)控錄像，且能進(jìn)行云臺(tái)控制。同時(shí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與背景音樂(lè)系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，當(dāng)背景音樂(lè)系統(tǒng)發(fā)出異常信息或防盜報(bào)警系統(tǒng)異常報(bào)警時(shí)，監(jiān)控設(shè)備會(huì)及時(shí)顯示對(duì)應(yīng)的監(jiān)控畫面。

1.1.5 背景音樂(lè)系統(tǒng)。以電子地圖和菜單方式來(lái)管理所有廣播設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)廣播播放狀態(tài)的顯示（包括音量、設(shè)備工作狀態(tài)）。當(dāng)廣播設(shè)備工作異常時(shí)，通過(guò)顯示或聲音方式來(lái)發(fā)出警報(bào)?？蛇x擇系統(tǒng)音源進(jìn)行播放，能實(shí)現(xiàn)廣播設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制、音量控制和音量調(diào)節(jié)。

1.1.6 信息發(fā)布系統(tǒng)。數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)通過(guò)集中展示園區(qū)內(nèi)信息發(fā)布設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取前端播放內(nèi)容，實(shí)時(shí)查看信息發(fā)布設(shè)備的運(yùn)行及故障狀態(tài)，并對(duì)信息發(fā)布設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制。

1.2 一卡通管理

智慧大腦綜合管理平臺(tái)集成一卡通管理子系統(tǒng)，集中展示一卡通管理系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)實(shí)時(shí)展示一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢，可快速、便捷地查詢員工信息。

1.3 防盜報(bào)警管理

防盜報(bào)警系統(tǒng)使用探測(cè)器對(duì)建筑內(nèi)外重要地點(diǎn)和區(qū)域進(jìn)行布防，可及時(shí)探測(cè)出非法入侵情況。當(dāng)探測(cè)到有非法入侵時(shí)，及時(shí)向有關(guān)人員示警。數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)集成防盜報(bào)警系統(tǒng)，以電子地圖的方式管理所有的入侵報(bào)警點(diǎn)，實(shí)時(shí)刷新報(bào)警狀態(tài)，對(duì)報(bào)警信號(hào)實(shí)時(shí)提醒，并進(jìn)行記錄及保存，可對(duì)入侵報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行撤防、布防操作，并與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

2 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

2.1 綜合展示

綜合展示顯示的內(nèi)容是智慧大腦綜合管理平臺(tái)的重點(diǎn)信息，平臺(tái)中間區(qū)域?qū)崿F(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)顯示。當(dāng)背景音樂(lè)系統(tǒng)發(fā)布異常信息時(shí)，監(jiān)控設(shè)備會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的監(jiān)控畫面；當(dāng)防盜報(bào)警系統(tǒng)異常報(bào)警時(shí)，監(jiān)控設(shè)備顯示對(duì)應(yīng)的監(jiān)控畫面，背景音樂(lè)系統(tǒng)發(fā)布廣播信息，且在綜合展示頁(yè)面中顯示廣播內(nèi)容。平臺(tái)左側(cè)區(qū)域顯示環(huán)境信息、巡更情況、設(shè)備統(tǒng)計(jì)。平臺(tái)右側(cè)區(qū)域顯示車位情況，包含車位總數(shù)、已用車位、地下車庫(kù)剩余車位、動(dòng)車停車場(chǎng)車位，同時(shí)滾動(dòng)顯示今日信息發(fā)布內(nèi)容，如圖2所示。

圖2 綜合展示

2.2 實(shí)時(shí)展示

實(shí)時(shí)展示模塊主要是基于實(shí)時(shí)采集到的各類數(shù)據(jù)，采用2D、3D、電子地圖等顯示方式，實(shí)時(shí)展示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)房動(dòng)環(huán)系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)的重點(diǎn)信息。

2.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理頁(yè)面左側(cè)包含專網(wǎng)設(shè)備、政務(wù)網(wǎng)設(shè)備、公安網(wǎng)設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、設(shè)備網(wǎng)設(shè)備等按鈕，通過(guò)按鈕來(lái)切換不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D以2.5D的形式在頁(yè)面中間展示，點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D圖標(biāo)，顯示交換機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)。同時(shí)，右下角提供全屏顯示按鈕，點(diǎn)擊后可全屏顯示頁(yè)面中間的拓?fù)鋱D。

2.2.2 機(jī)房動(dòng)環(huán)管理。機(jī)房動(dòng)環(huán)管理頁(yè)面包含地下一層BAS機(jī)房、公安網(wǎng)機(jī)房、專網(wǎng)機(jī)房、政務(wù)內(nèi)網(wǎng)機(jī)房、政務(wù)外網(wǎng)機(jī)房、互聯(lián)網(wǎng)機(jī)房、監(jiān)控中心機(jī)房等按鈕，通過(guò)按鈕來(lái)切換對(duì)應(yīng)的模型頁(yè)面，在頁(yè)面上點(diǎn)擊機(jī)房設(shè)備，彈框顯示機(jī)房設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、故障狀態(tài)。監(jiān)控指標(biāo)包含以下5類指標(biāo)。①UPS主要監(jiān)控指標(biāo)。UPS連接狀態(tài)、UPS工作狀態(tài)、UPS告警、電池狀態(tài)、測(cè)試狀態(tài)、上次電池更換時(shí)間、輸入電壓（A、B、C 相）、輸出電壓（A、B、C 相）、輸出負(fù)載（A、B、C相）。②配電系統(tǒng)主要監(jiān)控指標(biāo)。電壓、電流、功率。③機(jī)房環(huán)境主要監(jiān)控指標(biāo)。溫度、濕度、漏水監(jiān)控。④精密空調(diào)主要監(jiān)控指標(biāo)?？照{(diào)狀態(tài)、回風(fēng)溫度（℃）、送風(fēng)量（L/s）、送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（%）、過(guò)濾網(wǎng)壓差（Pa）、制冷量輸出（kW）、制冷量需求（kW）、送風(fēng)溫度（℃）、供電電源、機(jī)柜進(jìn)風(fēng)溫度（℃）、冷凍水供水溫度（℃）、冷凍水出水溫度（℃）、冷凍水流量（L/s）、冷凍水閥開(kāi)度（%）。⑤蓄電池主要監(jiān)控指標(biāo)：整組數(shù)據(jù)（總電壓V、總電流A、環(huán)境溫度℃）、電池?cái)?shù)據(jù)（電壓V、溫度℃、內(nèi)阻mΩ、容量AH）。

2.2.3 樓宇自控系統(tǒng)。數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)按園區(qū)內(nèi)主樓、××公安、××派出所來(lái)分塊展示，分樓層對(duì)樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行集中展示。在對(duì)應(yīng)的樓層里詳細(xì)展示該層樓宇自控系統(tǒng)監(jiān)控的內(nèi)容，包括冷熱源系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、設(shè)備開(kāi)關(guān)控制、數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)等功能。

2.2.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)按園區(qū)內(nèi)主樓、××公安、××派出所，分塊展示，分樓層對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)集中展示，在每一層以電子地圖和菜單方式管理某公安局園區(qū)北路所有的攝像頭，數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)集中展示攝像頭在線、離線情況，可實(shí)時(shí)調(diào)出監(jiān)控錄像，且可進(jìn)行云臺(tái)控制。視頻監(jiān)控系統(tǒng)頁(yè)面左側(cè)以菜單形式展示主樓、××公安、××派出所的樓層，三級(jí)菜單下面展示當(dāng)前樓層設(shè)備及設(shè)備的在離線信息，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的設(shè)備時(shí)，與點(diǎn)擊電子地圖的設(shè)備圖標(biāo)效果一樣。中間區(qū)域通過(guò)標(biāo)簽切換電子地圖與視頻監(jiān)控平面圖，在電子地圖頁(yè)面狀態(tài)下，點(diǎn)擊圖標(biāo)后彈框顯示視頻監(jiān)控畫面，并進(jìn)行云臺(tái)控制。視頻監(jiān)控平面圖顯示對(duì)應(yīng)樓層所有的監(jiān)控畫面，同時(shí)可進(jìn)行云臺(tái)控制與切換宮格。另外，右下角提供全屏顯示按鈕，提供頁(yè)面中間視頻監(jiān)控全屏顯示。

2.2.5 背景音樂(lè)系統(tǒng)。背景音樂(lè)系統(tǒng)頁(yè)面左側(cè)以菜單形式展示主樓、××公安、××派出所的樓層，三級(jí)菜單下面展示當(dāng)前樓層設(shè)備及設(shè)備工作狀態(tài)是否異常，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)設(shè)備時(shí)，與點(diǎn)擊電子地圖的設(shè)備圖標(biāo)效果一樣。中間區(qū)域通過(guò)標(biāo)簽切換電子地圖與菜單列表，在電子地圖頁(yè)面狀態(tài)下，點(diǎn)擊圖標(biāo)后，彈框顯示廣播設(shè)備播放狀態(tài)、異常報(bào)警、開(kāi)關(guān)控制、音量控制和音量調(diào)節(jié)等按鈕。菜單列表頁(yè)面狀態(tài)下，以列表形式顯示對(duì)應(yīng)樓層所有廣播設(shè)備的播放狀態(tài)、異常報(bào)警、開(kāi)關(guān)控制、音量控制和音量調(diào)節(jié)。此外，右下角提供全屏顯示按鈕，提供頁(yè)面中間背景音樂(lè)全屏顯示。

2.2.6 信息發(fā)布系統(tǒng)。信息發(fā)布系統(tǒng)頁(yè)面左側(cè)以菜單形式展示主樓、××公安、××派出所的樓層，中間區(qū)域以矩陣形式展示對(duì)應(yīng)樓層的信息發(fā)布設(shè)備，每個(gè)信息發(fā)布設(shè)備內(nèi)容包含信息發(fā)布編號(hào)（編號(hào)能代表信息發(fā)布設(shè)備位置信息）、發(fā)布的內(nèi)容、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備故障狀態(tài)及遠(yuǎn)程控制按鈕，可對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制。此外，右下角提供全屏顯示按鈕，提供頁(yè)面中間信息發(fā)布全屏顯示。

2.3 一卡通管理

在一卡通管理中，員工信息管理模塊是通過(guò)第三方接口定時(shí)拉取員工信息，并進(jìn)行顯示的。員工信息包括姓名、部門、工號(hào)、卡號(hào)、身份證號(hào)碼、電話、職務(wù)、住址、電子郵箱、備注等。

一卡通管理中員工出入記錄管理以列表形式來(lái)展示人員在閘機(jī)通過(guò)時(shí)的記錄信息，員工出入記錄信息包括刷卡位置、卡號(hào)、工號(hào)、姓名、部門、時(shí)間、進(jìn)/出、刷卡狀態(tài)等，查詢條件包括刷卡時(shí)間（開(kāi)始時(shí)間/結(jié)束時(shí)間）、刷卡位置、卡號(hào)、工號(hào)、姓名等。

2.4 防盜報(bào)警管理

智慧大腦綜合管理平臺(tái)集中展示防盜報(bào)警系統(tǒng)的內(nèi)容，通過(guò)頁(yè)面最下方的報(bào)警類型來(lái)展示報(bào)警信息，同時(shí)將每條報(bào)警記錄轉(zhuǎn)為歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，歷史標(biāo)簽中展示防盜報(bào)警系統(tǒng)的歷史報(bào)警數(shù)據(jù)。防盜報(bào)警管理中可根據(jù)入侵報(bào)警點(diǎn)名稱、告警類型、告警時(shí)間查詢報(bào)警信息，可對(duì)入侵報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行撤防、布防操作。

3 平臺(tái)創(chuàng)新

3.1 運(yùn)維模式

某公安局運(yùn)行的信息化系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，運(yùn)維管理復(fù)雜，運(yùn)維水平較低。智慧大腦綜合管理平臺(tái)賦能其一體化運(yùn)維模式，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵重點(diǎn)設(shè)備、業(yè)務(wù)、系統(tǒng)進(jìn)行一體化運(yùn)維，同時(shí)配合智能化技術(shù)應(yīng)用，能有效提升運(yùn)維效率，從而解決其各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)維、運(yùn)維管理復(fù)雜、運(yùn)維效率低的問(wèn)題。傳統(tǒng)運(yùn)維模式與新型運(yùn)維模式對(duì)比如圖3所示。

圖3 傳統(tǒng)運(yùn)維模式與新型運(yùn)維模式對(duì)比

3.2 數(shù)據(jù)底座

智慧大腦綜合管理平臺(tái)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)房動(dòng)環(huán)系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、一卡通管理系統(tǒng)、防盜報(bào)警管理系統(tǒng)等重點(diǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行集中展示，并通過(guò)定時(shí)獲取數(shù)據(jù)的方式，將各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯聚到平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。平臺(tái)的數(shù)據(jù)分為定時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。平臺(tái)將定時(shí)獲取的數(shù)據(jù)存放到時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB 中。對(duì)于平臺(tái)中需要展示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)平臺(tái)的程序定時(shí)將MongoDB 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寫入MySQL歷史數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，用于展示平臺(tái)各模塊的歷史數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

在互聯(lián)網(wǎng)模式和數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大浪潮下，智慧園區(qū)成為信息化發(fā)展的新模式和新方向［5］，通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)平臺(tái)（即數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)），將某公安局信息化系統(tǒng)集中在一個(gè)平臺(tái)上展示，并進(jìn)行防盜報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)顯示，有效提高某公安局園區(qū)運(yùn)維能力。數(shù)字大腦綜合管理平臺(tái)是致力于實(shí)現(xiàn)其運(yùn)維工作智能化、智慧化的一次積極實(shí)踐，對(duì)創(chuàng)新公安系統(tǒng)傳統(tǒng)運(yùn)維模式、提高管理效率、降低管理成本具有重要的意義。