基于大数据分析的智能管理控制终端研究

2021-10-28吕永萍

北方交通 2021年10期

吕永萍

(山西省交通信息通信有限公司太原市 030000)

近年来，随着我国交通智能化水平的持续提升，智慧交通监控系统已经逐步向高清化、网络化、智能化发展。由于前端监控多系统、多业务、多厂商设备等原因导致监控系统环境复杂多变，造成前端智慧交通系统设备维护难度成几何倍数增长，建设功能先进、安全可靠的前端智慧交通系统势在必行，研究一套智能管理控制终端系统非常有必要。

1 智能管理控制终端系统方案

1.1 系统实现的目标

(1)服务能力提升化：本次研究的智能边缘管理控制终端系统能极大地提高前端设备故障分析与诊断的效率，加强了业务管理的效率和精细化，保障了车辆的通信效率，从而极大地提升运营单位的服务能力。

(2)管理水平智能化：本次研究的智能边缘管理控制终端系统能最大程度地节省前端设备的日常巡检、维护时间，有效提高巡检结果的有效性和及时性，规范运维管理流程，提供运维质量考核依据。并且为后期系统建设提供决策数据。

(3)责任风险减少化：减少由于视频监控设备维护不及时而导致的领导现场指挥不畅、工作效率降低的现象的发生。

(4)运维投入节约化：依靠设备对监控系统自动进行状态监测及故障分析，大大节约了运营单位在运维管理方面的投入。

1.2 系统设计的原则

(1)可视化：本系统采用GIS可以在系统主页较为直观地看到设备的在线、离线情况。内置OLED显示屏，可显示前端输入电压、输入电流、环境温湿度、防雷模块状态、交换机状态、箱门开启、IP地址。

(2)智能化：本系统利用大数据采用当前最先进的智能化算法，保障了设备故障检测的准确率，大大提高了检测速度和工作效率。

(3)扩展性：本系统采用功能模块独立开发，大大降低了系统各模块的耦合度，系统采用了模块化的插槽式架构，各模块可以单独扩展，根据用户的需求组合配置各功能单元，体现了良好的灵活扩展和配置能力。系统提供接口支持，可方便对接任意第三方管理平台。

(4)安全性：本系统可以通过专网或者运营商网络进行数据传输，接入设备身份验证，阻断非法设备接入；信息传密传输，防范ARP网关和ARP主机欺骗等多种安全功能，为专网安全提供前端接入管控的第一道防线。

(5)成本效应：通过电子化手段，远程维护功能，可远程重启前端设备，大幅降低人工投入成本、设备耗材投入成本等运营成本。减少了人工出勤量和维护资金投入。

1.3 系统设计方案

本系统主要分为四个层次：采集层、支撑层、应用层和展现层，如图1。

图1

采集层主要完成对前端设备的告警信息和设备运行数据的采集，主要是通过对设备的实时监测手段以获取运行数据。

支撑层主要完成图像质量分析、应用程序检测、故障智能诊断、故障修复引擎、网络流量分析和业务性能分析的功能。

应用层主要完成对采集数据的管理、分析、告警统计、关系管理、处理过程跟踪和维护管理等。应用层主要以控制数据有效性为目标，即将所得到的终端信息进行高效采集，再将这些基础信息整合至数据库中，待指定机组监测评价后可投入至移动化的监控过程中，方便技术人员在PC端、App端了解实时信息[1]。

展现层提供直观的可视化界面，将枯燥的数据进行图形化展现，向用户呈现一个简洁、直观的配置展现界面，以快速浏览、管理和跟踪配置信息。

2 系统功能

(1)前端设备状态检测功能

具有前端设备状态检测，能够检测出断电、断网故障信息，并进行告警提示。

(2)掉电断网区别检测功能

支持市电掉电检测功能，在不外加后备电池的情况下，能精准区别是市电掉电还是网络中断。

(3)电气单元智能管理功能

可配置宽输入电压自动重合闸、空开跳闸报警(需加辅助触点和后备电池)、电源防雷器，实现市电输入短路、漏电、过载、欠压、过压、防雷功能诊断和雷击次数显示、故障解除自动恢复等功能。

(4)前端状态信息显示功能查询

内置OLED显示屏，可显示前端输入电压、输入电流、环境温湿度、防雷模块状态、交换机状态、箱门开启、IP地址。

(5)动环监控功能

可配置温度湿度、火灾烟雾、PM2.5/10、震动倾斜告警、水浸告警、箱门开关报警、散热风扇状态/转速检测、低温自动供热等动环监控装置。

(6)智能门锁控制功能

可配置电子/磁力门锁，实现电脑远程/手机APP开锁功能。

(7)卫星定位功能

可配置北斗/GPS自动定位，可实时监测设备箱所处的准确位置。

(8)无线传输功能

可配置GPRS/NB/LORA/4G/5G无线通讯功能模块，进行无线数据传输，数据传输模式支持无线模式、有线模式、有线无线自动切换模式；有线和无线方式支持不同端口、不同服务器IP传输。

(9)针孔摄像头功能

可配置针孔摄像头，开门拍照或者拍短视频。

(10)通信单元传输功能

可配置工业交换机、EPON/GPON无源光网络等各种通信传输单元，提供百兆/千兆网络业务、低速率数据业务、RS232/RS485接口和报警开关量信号/干接点输入输出、千兆/2.5G/万兆光纤上传。

具有摄像机状态检测，能够检测出断电、断网故障信息，并进行告警提示。

3 本系统的实施

高速公路机电设备智能化管理以通信技术为基础，对机电设备进行智能化管理，主要是对设备网络、接口和通信协议进行管理，保证机电设备和智能化设备相吻合，实现机电设备和通信设备的协同运作，确保基础技术的运行顺利。在实际的高速公路机电设备管理中，由于高速公路分布广、路程长，机电设备分布于不同的高速公路路段周围，且设备数量庞大，采用人工管理的方式，不仅效率低，且工程量大，极耗时间，管理效率极差，因此本系统前端检测设备配置工业交换机、EPON/GPON无源光网络等各种通信传输单元，提供百兆/千兆网络业务、低速率数据业务，将视频摄像机、可变信息显示标志等前端检测设备接入本系统，采用灵活的传输方式，无线模式、有线模式、有线无线自动切换模式，将数据传输至就近的收费站、隧道管理站、路段中心、片区区域中心；利用区域中心配置的服务器、数据库存储等系统将收集到的数据进行环境检测、业务性能、故障智能诊断等智能化分析，最后通过门户、手机APP将相关的故障运维、运营管理、决策分析等信息通过直观的可视化界面，将枯燥的数据进行图形化展现，向用户呈现一个简洁、直观的配置展现界面，以快速浏览、管理和跟踪配置信息。

4 系统达到效果

(1)保障交通安全

通过本系统的建立，一旦路网中出现交通事故或其他突发情况时，技术及管理人员可及时分析出监控所得到的信息，再利用大数据及GPS技术定位出交通事故的发生地点，可为救援提供技术支持。通过设定详实的紧急预案内容，不仅可方便解决交通事故，协调相关单位对突发事件进行处理，全方位保障应急全过程，减少突发事件产生的车辆及交通基础设施损坏、人员伤亡、交通堵塞等负面影响还能给予路段必要的分流处理，有利于科学、妥善地处理好交通事故，消除行车事故所造成的其他隐患。

(2)提高公众出行信息服务水平

在对外信息服务方面，项目实施后，通过展现层系统的建设，能够为公众提供全面、及时、准确的交通信息服务，使公众在出行时，有效规避交通拥堵路段和时段，选择合适的出行方式，从实际满足公众出行信息服务需求，提升公众的交通出行满意度。

(3)改善交通状况和环境

在缓解拥堵方面，本项目通过对动态、静态数据综合挖掘分析，服务各级管理部门提前了解路网运行情况等信息，实现重大交通拥堵动态识别，进而依靠交通运行协调联动，可具针对性地调度全省交通运输资源及相关部门提前疏解、预防交通拥堵，实现了“主动型”缓解交通拥堵工作模式。