数字大脑综合管理平台设计与实现

王慧敏 袁 博 包阿儒汉 赵泽生 武佩佩 何 勇

（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065）

0 引言

在互联网模式和数字经济大浪潮下，智慧运维是当前园区信息化运维发展的新模式和新方向，同时也是新一轮园区智慧化改革的重要建设内容［1-2］。将互联网技术与某公安局园区建设相融合［3］，创新传统园区运维模式，提高管理效率，既可降低管理成本，积极响应国家数字孪生发展策略，还能将信息化技术应用到某公安局办公区运维中去，从而紧跟科技前沿［4］。

某公安局信息化系统由计算机网络系统、机房动环系统、楼宇自控系统、视频监控系统、背景音乐系统、信息发布系统、一卡通管理系统、防盗报警管理系统等系统构成，各系统独立运行，运维人员需要管理多个系统，运维量大，且数据孤岛现象严重，无法显示系统间的联动控制效果。

1 平台设计

数字大脑综合管理平台系统基于某公安局信息系统的现状，结合智慧运维理论，借助先进的互联网技术，来实现某公安局园区内以“系统联动展示，集中控制，少人值守”为支撑的新型运维模式，从而提高某公安局信息化系统的运维能力。

数字大脑综合管理平台的各模块功能包括实时监控、一卡通管理、防盗报警管理等。其中，需要实时监控的有计算机网络管理、机房动环管理、楼宇自控系统、视频监控系统、背景音乐系统、信息发布系统等功能模块，平台功能设计如图1所示。

图1 数字大脑综合管理平台功能设计

1.1 实时监视

1.1.1 计算机网络管理。以可视化网络拓扑来管理园区内网络设备的运行状态、运行参数，并监视各个交换机端口参数。在数字大脑综合管理平台上集中展示园区内网络设备运行情况，实时监控园区网络设备是否产生故障。

1.1.2 机房动环管理。机房是存放所有系统设备生产数据的地方，避免机房发生故障对整个某公安局信息化系统至关重要。某公安局一共有7个机房，包括地下一层BAS机房、公安网机房、专网机房、政务内网机房、政务外网机房、互联网机房、监控中心机房。通过三维画面来展示机房设备的具体位置，并将三维模型与具体的机房设备进行关联，实时监测机房设备的运行及故障状态。实时监测机房设备的运行参数，并在页面上展示。

1.1.3 楼宇自控系统。楼宇自控系统包括冷热源、暖通空调、给排水、电梯、变配电、智能照明等系统，能实现系统管理、运行状态监测、运行参数监测、故障报警、设备开关控制、数据调节等功能。

1.1.4 视频监控系统。以电子地图和菜单的方式来管理某公安局园区北路所有摄像头，在数字大脑综合管理平台上集中展示摄像头在线、离线情况，可实时调出监控录像，且能进行云台控制。同时，视频监控系统可与背景音乐系统、防盗报警系统进行联动，当背景音乐系统发出异常信息或防盗报警系统异常报警时，监控设备会及时显示对应的监控画面。

1.1.5 背景音乐系统。以电子地图和菜单方式来管理所有广播设备，实现对广播播放状态的显示（包括音量、设备工作状态）。当广播设备工作异常时，通过显示或声音方式来发出警报。可选择系统音源进行播放，能实现广播设备的开关控制、音量控制和音量调节。

1.1.6 信息发布系统。数字大脑综合管理平台通过集中展示园区内信息发布设备，实时获取前端播放内容，实时查看信息发布设备的运行及故障状态，并对信息发布设备进行远程开关控制。

1.2 一卡通管理

智慧大脑综合管理平台集成一卡通管理子系统，集中展示一卡通管理系统的相关内容。通过实时展示一卡通系统数据，可对数据进行实时查询，可快速、便捷地查询员工信息。

1.3 防盗报警管理

防盗报警系统使用探测器对建筑内外重要地点和区域进行布防，可及时探测出非法入侵情况。当探测到有非法入侵时，及时向有关人员示警。数字大脑综合管理平台集成防盗报警系统，以电子地图的方式管理所有的入侵报警点，实时刷新报警状态，对报警信号实时提醒，并进行记录及保存，可对入侵报警点进行撤防、布防操作，并与视频监控系统、背景音乐系统进行联动。

2 平台实现

2.1 综合展示

综合展示显示的内容是智慧大脑综合管理平台的重点信息，平台中间区域实现视频监控系统、背景音乐系统、防盗报警系统的联动显示。当背景音乐系统发布异常信息时，监控设备会显示对应的监控画面；当防盗报警系统异常报警时，监控设备显示对应的监控画面，背景音乐系统发布广播信息，且在综合展示页面中显示广播内容。平台左侧区域显示环境信息、巡更情况、设备统计。平台右侧区域显示车位情况，包含车位总数、已用车位、地下车库剩余车位、动车停车场车位，同时滚动显示今日信息发布内容，如图2所示。

图2 综合展示

2.2 实时展示

实时展示模块主要是基于实时采集到的各类数据，采用2D、3D、电子地图等显示方式，实时展示计算机网络系统、机房动环系统、楼宇自控系统、视频监控系统、背景音乐系统、信息发布系统的重点信息。

2.2.1 计算机网络管理。计算机网络管理页面左侧包含专网设备、政务网设备、公安网设备、互联网设备、设备网设备等按钮，通过按钮来切换不同的网络拓扑图，网络拓扑图以2.5D的形式在页面中间展示，点击网络拓扑图图标，显示交换机状态、运行参数。同时，右下角提供全屏显示按钮，点击后可全屏显示页面中间的拓扑图。

2.2.2 机房动环管理。机房动环管理页面包含地下一层BAS机房、公安网机房、专网机房、政务内网机房、政务外网机房、互联网机房、监控中心机房等按钮，通过按钮来切换对应的模型页面，在页面上点击机房设备，弹框显示机房设备运行参数、故障状态。监控指标包含以下5类指标。①UPS主要监控指标。UPS连接状态、UPS工作状态、UPS告警、电池状态、测试状态、上次电池更换时间、输入电压（A、B、C 相）、输出电压（A、B、C 相）、输出负载（A、B、C相）。②配电系统主要监控指标。电压、电流、功率。③机房环境主要监控指标。温度、湿度、漏水监控。④精密空调主要监控指标。空调状态、回风温度（℃）、送风量（L/s）、送风机转速（%）、过滤网压差（Pa）、制冷量输出（kW）、制冷量需求（kW）、送风温度（℃）、供电电源、机柜进风温度（℃）、冷冻水供水温度（℃）、冷冻水出水温度（℃）、冷冻水流量（L/s）、冷冻水阀开度（%）。⑤蓄电池主要监控指标：整组数据（总电压V、总电流A、环境温度℃）、电池数据（电压V、温度℃、内阻mΩ、容量AH）。

2.2.3 楼宇自控系统。数字大脑综合管理平台按园区内主楼、××公安、××派出所来分块展示，分楼层对楼宇自控系统进行集中展示。在对应的楼层里详细展示该层楼宇自控系统监控的内容，包括冷热源系统、暖通空调系统、给排水系统、电梯系统、变配电系统、智能照明系统等，实现系统管理、运行状态监测、运行参数监测、故障报警、设备开关控制、数据调节等功能。

2.2.4 视频监控系统。数字大脑综合管理平台按园区内主楼、××公安、××派出所，分块展示，分楼层对视频监控系统集中展示，在每一层以电子地图和菜单方式管理某公安局园区北路所有的摄像头，数字大脑综合管理平台集中展示摄像头在线、离线情况，可实时调出监控录像，且可进行云台控制。视频监控系统页面左侧以菜单形式展示主楼、××公安、××派出所的楼层，三级菜单下面展示当前楼层设备及设备的在离线信息，点击对应的设备时，与点击电子地图的设备图标效果一样。中间区域通过标签切换电子地图与视频监控平面图，在电子地图页面状态下，点击图标后弹框显示视频监控画面，并进行云台控制。视频监控平面图显示对应楼层所有的监控画面，同时可进行云台控制与切换宫格。另外，右下角提供全屏显示按钮，提供页面中间视频监控全屏显示。

2.2.5 背景音乐系统。背景音乐系统页面左侧以菜单形式展示主楼、××公安、××派出所的楼层，三级菜单下面展示当前楼层设备及设备工作状态是否异常，点击对应设备时，与点击电子地图的设备图标效果一样。中间区域通过标签切换电子地图与菜单列表，在电子地图页面状态下，点击图标后，弹框显示广播设备播放状态、异常报警、开关控制、音量控制和音量调节等按钮。菜单列表页面状态下，以列表形式显示对应楼层所有广播设备的播放状态、异常报警、开关控制、音量控制和音量调节。此外，右下角提供全屏显示按钮，提供页面中间背景音乐全屏显示。

2.2.6 信息发布系统。信息发布系统页面左侧以菜单形式展示主楼、××公安、××派出所的楼层，中间区域以矩阵形式展示对应楼层的信息发布设备，每个信息发布设备内容包含信息发布编号（编号能代表信息发布设备位置信息）、发布的内容、设备运行参数、设备故障状态及远程控制按钮，可对设备进行远程开关控制。此外，右下角提供全屏显示按钮，提供页面中间信息发布全屏显示。

2.3 一卡通管理

在一卡通管理中，员工信息管理模块是通过第三方接口定时拉取员工信息，并进行显示的。员工信息包括姓名、部门、工号、卡号、身份证号码、电话、职务、住址、电子邮箱、备注等。

一卡通管理中员工出入记录管理以列表形式来展示人员在闸机通过时的记录信息，员工出入记录信息包括刷卡位置、卡号、工号、姓名、部门、时间、进/出、刷卡状态等，查询条件包括刷卡时间（开始时间/结束时间）、刷卡位置、卡号、工号、姓名等。

2.4 防盗报警管理

智慧大脑综合管理平台集中展示防盗报警系统的内容，通过页面最下方的报警类型来展示报警信息，同时将每条报警记录转为历史数据存储在数据库中，历史标签中展示防盗报警系统的历史报警数据。防盗报警管理中可根据入侵报警点名称、告警类型、告警时间查询报警信息，可对入侵报警点进行撤防、布防操作。

3 平台创新

3.1 运维模式

某公安局运行的信息化系统独立运行，数据孤岛现象严重，运维管理复杂，运维水平较低。智慧大脑综合管理平台赋能其一体化运维模式，通过对关键重点设备、业务、系统进行一体化运维，同时配合智能化技术应用，能有效提升运维效率，从而解决其各系统独立运维、运维管理复杂、运维效率低的问题。传统运维模式与新型运维模式对比如图3所示。

图3 传统运维模式与新型运维模式对比

3.2 数据底座

智慧大脑综合管理平台将计算机网络系统、机房动环系统、楼宇自控系统、视频监控系统、背景音乐系统、信息发布系统、一卡通管理系统、防盗报警管理系统等重点业务系统进行集中展示，并通过定时获取数据的方式，将各子系统的数据汇聚到平台的数据库中。平台的数据分为定时数据和历史数据。平台将定时获取的数据存放到时序数据库MongoDB 中。对于平台中需要展示的实时数据，通过平台的程序定时将MongoDB 的实时数据写入MySQL历史数据数据库中，用于展示平台各模块的历史数据。

4 结语

在互联网模式和数字经济发展的大浪潮下，智慧园区成为信息化发展的新模式和新方向［5］，通过构建数据平台（即数字大脑综合管理平台），将某公安局信息化系统集中在一个平台上展示，并进行防盗报警系统、视频监控系统、背景音乐系统的联动显示，有效提高某公安局园区运维能力。数字大脑综合管理平台是致力于实现其运维工作智能化、智慧化的一次积极实践，对创新公安系统传统运维模式、提高管理效率、降低管理成本具有重要的意义。