方鵬 毛毳 高旦

摘? 要：視頻監(jiān)控的運維是監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素之一，隨著視頻監(jiān)控及數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展，加強視頻監(jiān)控運維的智能化、安全性，成為系統(tǒng)運維的發(fā)展趨勢。立足于當前視頻監(jiān)控運維工作的現(xiàn)狀，設(shè)計了電力營銷視頻監(jiān)控智能運維系統(tǒng)，及其配套的智能網(wǎng)絡(luò)箱硬件設(shè)備。系統(tǒng)能夠通過獲取監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，實時掌控每臺設(shè)備的運行狀況，發(fā)現(xiàn)并快速定位故障設(shè)備，從而實現(xiàn)高質(zhì)量的智能系統(tǒng)運維。

關(guān)鍵詞：電力營銷;智能化;運維系統(tǒng);視頻監(jiān)控

中圖分類號：TP277? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）30-0169-04

Abstract： Video surveillance operation and maintenance is one of the key factors for the safe and stable operation of the surveillance system. With the development of video surveillance and data analysis technology， strengthening the intelligence and security of video surveillance operation and maintenance has become the development trend of system operation and maintenance. Based on the current situation of video surveillance operation and maintenance， an intelligent operation and maintenance system for video surveillance in power marketing and its supporting hardware equipment of intelligent network box are designed. By acquiring the monitoring video data， the system can control the running status of each device in real time， find and locate the faulty equipment quickly， so as to realize the operation and maintenance of high-quality intelligent system.

Keywords： power marketing; intelligence; operation and maintenance system; video surveillance

引言

營銷視頻監(jiān)控是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、流媒體技術(shù)以及視頻監(jiān)控技術(shù)等多種技術(shù)融合發(fā)展的新產(chǎn)物，是視頻監(jiān)控技術(shù)在移動網(wǎng)絡(luò)和移動終端上的應(yīng)用[1]。其目的是為移動終端提供實時的視頻監(jiān)控服務(wù)，具有覆蓋面廣、不受空間限制、安裝接入方便、迅捷高效、成本低廉、及時聯(lián)動、性能穩(wěn)定和業(yè)務(wù)多樣等優(yōu)點。隨著業(yè)務(wù)類型和業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴大，監(jiān)控設(shè)備的類型和數(shù)量迅速增加，業(yè)務(wù)部門在設(shè)備管理過程中面臨著故障排查困難、定位慢、維修周期長、人工巡檢成本日益提高、業(yè)務(wù)相互堆積整體難以把控等眾多難題?；诖?，設(shè)計電力營銷視頻監(jiān)控智能運維系統(tǒng)，旨在解決目前營銷領(lǐng)域內(nèi)的供電所、營業(yè)廳內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障頻發(fā)、檢修運維成本高等問題。

1 營銷視頻運維發(fā)展現(xiàn)狀

營銷視頻監(jiān)控日常管理維護中，管理員對監(jiān)控設(shè)備、智能網(wǎng)絡(luò)箱等設(shè)備檔案進行統(tǒng)一管理，一般會采用兩種安全維護行動。

一方面是被動檢測漏洞。攝像頭等監(jiān)控設(shè)備進行實時監(jiān)測與控制，記錄回傳的狀態(tài)數(shù)據(jù)并對其進行分析，判定該設(shè)備是否存在異常，當設(shè)備異常時以告警的形式第一時間通知運維人員。這種運維待問題偏差發(fā)生之后，才采取控制程序、改正問題，對數(shù)據(jù)記錄要求高細度，需要實時記錄視頻質(zhì)量、電壓、電流、網(wǎng)絡(luò)等狀態(tài)。同時對問題處理時的時效性具有較高要求，當異常發(fā)生時，是否第一時間通知運維人員，是否可以快速幫助運維人員定位異常設(shè)備位置，是否支持遠程處理等，這些問題都是決定運維效果的重要因素。

另一方面是主動檢測漏洞，管理員應(yīng)定期依據(jù)已公布漏洞對所管理設(shè)備及系統(tǒng)進行自檢，并針對不完善的漏洞進行修復(fù)，才能最大程度保障用戶及企業(yè)乃至國家的信息隱私安全[2]。因此運維系統(tǒng)是否能對所有設(shè)備的歷史運行情況、當前運行狀態(tài)以及未來運行的趨勢進行掌控，是否能量化視頻設(shè)備設(shè)施的可靠性、利用率、性能等健康指標，是否支持對視頻設(shè)備維護單位實現(xiàn)量化考核等，這些問題制約著營銷視頻監(jiān)控運維的智能化發(fā)展。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段[3]：本地模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)、遠程數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、綜合監(jiān)控平臺。目前本地模擬信號監(jiān)控系統(tǒng)已處于被淘汰階段，遠程數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)作為主要建設(shè)模式[4]隨著監(jiān)控技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、標準化、集成化成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要的發(fā)展趨勢[5]。就浙江省各區(qū)域營銷領(lǐng)域各供電所、營業(yè)廳而言，部分變電站、輸電線路、營業(yè)廳、機房等局部環(huán)境中已建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，多采用分散、獨立組網(wǎng)方式建設(shè)，以本地應(yīng)用為主，沒有形成統(tǒng)一標準，系統(tǒng)間不能互聯(lián)互通[6]，各業(yè)務(wù)獨立進行系統(tǒng)建設(shè)，各自運維，缺乏從全網(wǎng)層面支撐設(shè)備可靠運行的技術(shù)手段。

綜上所述，電力營銷視頻監(jiān)控系統(tǒng)邁向智能化還需要進一步的發(fā)展，對減少電力營銷視頻監(jiān)控系統(tǒng)運維過程的管理資源浪費具有很大的意義。

2 智能運維系統(tǒng)設(shè)計思路

2.1 系統(tǒng)定位

本套系統(tǒng)定位為電力營銷視頻控制智能運維系統(tǒng)。系統(tǒng)分為兩個部分，第一部分是開發(fā)一套電力營銷領(lǐng)域的視頻監(jiān)控智能運維管理系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)設(shè)備管理、遠程控制、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備告警數(shù)據(jù)等采集處理、相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和地圖展示等功能，并且能夠支持視頻監(jiān)控診斷功能，能夠判斷監(jiān)控是否過暗、是否過亮、是否離線、是否彩條等。第二部分是開發(fā)一套能夠守護視頻監(jiān)控攝像機的智能網(wǎng)絡(luò)箱硬件設(shè)備，實現(xiàn)供電輸入檢測（包含是否正常供電）、供電輸出以及輸出檢測（包含電壓、電流等）、監(jiān)控補光、防雷擊、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。這兩部分構(gòu)成了電力營銷視頻監(jiān)控智能運維系統(tǒng)，為運維人員提供了有效的監(jiān)控技術(shù)支持平臺，可以有效的解決電力監(jiān)控系統(tǒng)存在的運維問題，具有很好地推廣價值。

2.2 系統(tǒng)目標

電力營銷視頻監(jiān)控智能運維系統(tǒng)是監(jiān)控運維的重要發(fā)展方向之一，對實現(xiàn)保護監(jiān)控設(shè)備的智能診斷與檢修具有積極的意義[7]。本系統(tǒng)建設(shè)目標如下：

（1）開發(fā)一套電力營銷領(lǐng)域的視頻監(jiān)控智能運維管理系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和展示等功能，并且能夠支持視頻監(jiān)控診斷功能。

（2）開發(fā)配套視頻監(jiān)控攝像機的智能網(wǎng)絡(luò)箱硬件設(shè)備守護智能運維管理系統(tǒng)，實現(xiàn)并保證數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

3 系統(tǒng)的架構(gòu)與功能分析

系統(tǒng)架構(gòu)與功能設(shè)計是根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，運用系統(tǒng)科學(xué)的思想和方法，設(shè)計出能最大限度滿足所要求的目標的新系統(tǒng)的過程。

3.1 平臺架構(gòu)

電力營銷視頻監(jiān)控智能運維系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分為三層結(jié)構(gòu)，分別為基礎(chǔ)環(huán)境層、應(yīng)用支撐層、表現(xiàn)層。

基礎(chǔ)環(huán)境層：主要為數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，由于設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)每日以15M/每臺的數(shù)據(jù)增加，所以除傳統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫外，還需要考慮歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)的存儲，以應(yīng)對不斷擴大的海量設(shè)備數(shù)據(jù)以及未來的數(shù)據(jù)分析需要。其他環(huán)境還包括網(wǎng)絡(luò)、通信設(shè)施、服務(wù)器、磁盤陣列等網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，以及操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用中間件等。系統(tǒng)可運行在windows系列、Linux及Unix操作系統(tǒng)之上，應(yīng)用支撐層：主要為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組件，還包括支持系統(tǒng)建設(shè)及運行的各種開發(fā)技術(shù)，以及支持上層平臺和應(yīng)用的基礎(chǔ)服務(wù)。系統(tǒng)采用J2EE技術(shù)路線，數(shù)據(jù)的傳輸與交換支持HTTP、MQTT等協(xié)議標準，更好地為設(shè)備終端、上層平臺及應(yīng)用提供一致的基于標準的技術(shù)解決方案。

數(shù)據(jù)應(yīng)用層：智能運維平臺基于物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組件與數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)實現(xiàn)對設(shè)備的實時監(jiān)控與狀態(tài)分析，及時了解設(shè)備運行狀態(tài)并防止設(shè)備異常的發(fā)生。

三層架構(gòu)體系：依照業(yè)界主流的J2EE開發(fā)模式，基于MVC分層框架，各層次間相互獨立，實現(xiàn)低耦合、高內(nèi)聚，支持技術(shù)架構(gòu)高可擴展性。

電力營銷視頻監(jiān)控智能運維系統(tǒng)主要分為管理平臺、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組件以及各類數(shù)據(jù)傳輸適配器。其業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖1所示。

底層架構(gòu)如圖2所示。

各類設(shè)備透過網(wǎng)關(guān)并經(jīng)過一系列認證接入物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組件中的MQTT消息中間件EMQ服務(wù)，EMQ服務(wù)根據(jù)不同的訂閱主題將消息發(fā)送相應(yīng)的主題訂閱者，消息經(jīng)過消息網(wǎng)關(guān)時根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯會將各類數(shù)據(jù)存儲于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫或者根據(jù)特殊需求將數(shù)據(jù)存儲于海量存儲系統(tǒng)，最后管理平臺從數(shù)據(jù)庫中取到最新的消息數(shù)據(jù)。

3.1.1 物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組件

物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組件主要通過MQTT協(xié)議與物理設(shè)備建立連接，并采用數(shù)據(jù)訂閱發(fā)布模式與各應(yīng)用平臺進行數(shù)據(jù)交互，業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖3所示。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

整個運維體系由前端智能網(wǎng)絡(luò)箱和后端智能運維平臺組成，智能網(wǎng)絡(luò)箱用于監(jiān)控設(shè)備的接入并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，網(wǎng)絡(luò)箱連接交換機，通過本地網(wǎng)絡(luò)連接主控機房，運維平臺部署在主控機房。

3.2 功能設(shè)計

電力營銷視頻監(jiān)控智能運維系統(tǒng)主要是對監(jiān)控設(shè)備、智能網(wǎng)絡(luò)箱等設(shè)備及點位信息進行統(tǒng)一的管理、布置和監(jiān)控，平臺利用自身的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)組件與每一臺智能網(wǎng)絡(luò)箱終端建立雙向連接，然后通過智能網(wǎng)絡(luò)箱對攝像頭等監(jiān)控設(shè)備進行視頻質(zhì)量、電壓、電流、網(wǎng)絡(luò)等狀態(tài)進行實時監(jiān)測與控制，同時將所有在線設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)回傳至平臺，平臺記錄回傳的信息并對其進行數(shù)據(jù)分析，判定該設(shè)備是否存在異常，如果異常，平臺將以告警的形式及時通知運維人員異常的設(shè)備以及設(shè)備所在位置，確保監(jiān)控設(shè)備運維人員能夠時刻了解每一臺設(shè)備的運行情況，以及在設(shè)備出現(xiàn)異常后能第一時間收到通知或者看到告警提示。

平臺提供遠程控制的功能以供運維人員在設(shè)備出現(xiàn)異常時進行緊急遠程處理，或者對設(shè)備的參數(shù)進行統(tǒng)一的批量修改，以應(yīng)對臨時或突發(fā)情況。另外運維人員還可通過可視化地圖功能來隨時定位和查看任何位置的設(shè)備信息以及所有設(shè)備的部署情況，通過數(shù)據(jù)大屏掌控所有設(shè)備的歷史運行情況、當前運行狀態(tài)以及未來運行的趨勢。

3.2.1 數(shù)據(jù)大屏

用戶通過數(shù)據(jù)大屏能夠以多角度、多條件的方式對攝像頭、網(wǎng)絡(luò)箱等設(shè)備進行及時、詳盡的統(tǒng)計分析，并對設(shè)備的實時狀態(tài)進行全方位掌控。同時，數(shù)據(jù)大屏能夠指導(dǎo)用戶及時維修故障設(shè)備，保障設(shè)備能持續(xù)正常運行。大屏主要提供設(shè)備的在線率、完好率、及時維修情況、故障類型分布情況等關(guān)鍵指標， 為用戶提供運維過程與結(jié)果的考核依據(jù)。

系統(tǒng)同時提供首頁功能供系統(tǒng)管理人員實時查看所有資產(chǎn)的狀態(tài)，內(nèi)容包括資產(chǎn)總量、攝像機狀態(tài)統(tǒng)計、網(wǎng)絡(luò)箱狀態(tài)統(tǒng)計、轄區(qū)資產(chǎn)分布、告警設(shè)備、點位概覽等。

3.2.2 資產(chǎn)管理

資產(chǎn)管理主要對設(shè)備信息進行統(tǒng)一歸檔，包括各類設(shè)備的基本信息、參數(shù)信息以及實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，其由資產(chǎn)分布、網(wǎng)絡(luò)箱、攝像機等功能子模塊組成：

（1）資產(chǎn)分布

資產(chǎn)分布展現(xiàn)所有資產(chǎn)在目標地區(qū)的分布狀態(tài)及實時運行狀態(tài)，用戶可以通過設(shè)備類型、轄區(qū)、管理單位等條件對資產(chǎn)進行篩選，也可以通過搜索功能對所有資產(chǎn)進行快速檢索。

（2）攝像機

攝像機模塊實現(xiàn)對攝像機信息的查詢、新增、修改、詳情、刪除、定位等功能。

查詢內(nèi)容包括設(shè)備編號、設(shè)備IP、設(shè)備狀態(tài)、所在地址、型號、廠商、管理單位、所屬轄區(qū)等，返回數(shù)據(jù)以分頁列表形式展現(xiàn)，數(shù)據(jù)表頭為序號、設(shè)備編號、型號、廠商、設(shè)備IP、所屬轄區(qū)、管理單位、所在地址、狀態(tài)、操作等，其中操作列中配置詳情、修改、定位、刪除等功能按鈕。查詢控件中配置新增、批量刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出、模板下載等功能按鈕。數(shù)據(jù)列表下配置分頁按鈕。

（3）網(wǎng)絡(luò)箱

網(wǎng)絡(luò)箱模塊實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)箱信息的查詢、新增、修改、詳情、刪除、定位、參數(shù)配置、歷史狀態(tài)查看等功能。

查詢內(nèi)容包括設(shè)備IP、設(shè)備狀態(tài)、所在地址、型號、管理單位、所屬區(qū)劃等，返回數(shù)據(jù)以分頁列表形式展現(xiàn)，數(shù)據(jù)表頭為序號、設(shè)備IP、型號、所在轄區(qū)、管理單位、所在地址、狀態(tài)、操作等，其中操作列中配置詳情、修改、定位、歷史狀態(tài)、刪除等功能按鈕。查詢控件中配置新增、批量刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出、模板下載等功能按鈕。數(shù)據(jù)列表下配置分頁按鈕。

3.2.3 智能運維模塊

（1）實時監(jiān)測

對輸入的電流電壓以及各個輸出口的電流電壓的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，實時了解設(shè)備運行情況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常并進行告警。設(shè)備數(shù)據(jù)的記錄也可以為設(shè)備運行情況分析提供數(shù)據(jù)支撐。

（2）環(huán)境監(jiān)測

具備箱內(nèi)溫濕度監(jiān)控、箱門開關(guān)監(jiān)控、風(fēng)扇運行調(diào)控、浪涌情況等各類環(huán)境監(jiān)控。保證設(shè)備能夠在一個良好的環(huán)境中運行，減少設(shè)備故障發(fā)生率，延長設(shè)備使用壽命。

（3）遠程控制

可以通過平臺對前端接入的設(shè)備進行開/關(guān)、重啟、亮度調(diào)節(jié)等操作，不再需要費時費力的去設(shè)備現(xiàn)場進行操作。模塊內(nèi)置的時控系統(tǒng)可以接收設(shè)備操控計劃安排，并按照設(shè)定好的計劃對設(shè)備進行控制。

3.2.4 智能巡檢模塊

針對所有接入到平臺的設(shè)備，平臺會根據(jù)其接入特點進行智能巡檢，檢查其是否離線、是否斷電、是否異常。對于攝像機等視頻監(jiān)控設(shè)備，平臺會通過網(wǎng)絡(luò)箱的智能運維模塊，監(jiān)測其電流、電壓情況，并采用視頻診斷技術(shù)，對其實時畫面進行完好度檢測，具體包括無圖像、彩條、過亮、過暗等異常狀態(tài)。對于智能網(wǎng)絡(luò)箱，平臺會實時采集智能網(wǎng)絡(luò)箱的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并分析其電壓、電流、門禁、溫度、漏水等關(guān)鍵數(shù)值，同時會分析接入網(wǎng)絡(luò)箱的攝像機、補光燈等相關(guān)設(shè)備的電流、電壓、網(wǎng)絡(luò)等狀態(tài)。以上診斷結(jié)果，如果存在異常，系統(tǒng)會自動產(chǎn)生告警信息，通知用戶出現(xiàn)異常的設(shè)備并協(xié)助定位異常設(shè)備所在的位置，以便用戶快速修復(fù)。

3.2.5 點位管理

點位管理用于對點位信息進行管理，包括點位查詢、新增、修改、刪除、詳情、分布等功能。點擊查看點位詳情時，還可以查看當前處于該點位下的設(shè)備列表。刪除點位時，如果處于該點位下設(shè)備仍處于使用狀態(tài)，則平臺會提示無法刪除該點位，需要刪除相關(guān)設(shè)備后才能刪除該點位。

3.2.6 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理主要包括用戶、部門、角色、權(quán)限、數(shù)據(jù)字典、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、日志等常規(guī)數(shù)據(jù)的管理。

（1）用戶管理

對用戶數(shù)據(jù)進行新增、修改、刪除、查詢等操作，以及查看用戶詳細信息，查看用戶角色及其權(quán)限。

（2）部門管理

對部門信息進行管理，包括新增、修改、刪除、查詢等功能，以及角色權(quán)限的編輯。

（3）角色管理

對角色信息進行管理，包括新增、修改、刪除、查詢等功能，以及角色權(quán)限的編輯。

（4）權(quán)限管理

權(quán)限菜單的管理，包括新增、修改、刪除、查詢等功能。

（5）數(shù)據(jù)字典

對系統(tǒng)所有的用到的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)項及屬性分類等進行統(tǒng)一管理。

（6）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

包括設(shè)備廠商、管理單位、轄區(qū)、行政區(qū)劃等數(shù)據(jù)的管理。

（7）日志管理

查看用戶登錄日志、系統(tǒng)操作日志等。

4 結(jié)論

智能視頻系統(tǒng)的提出和發(fā)展過程始終伴隨著來自社會各方面的強大的應(yīng)用需求，相關(guān)理論研究和工程技術(shù)開發(fā)一直處在不斷發(fā)展中，其實際應(yīng)用也已經(jīng)取得豐碩成果[8]。下一階段，應(yīng)著眼于使運維邁向人工智能，利用視頻智能分析技術(shù)，提升監(jiān)控異常情況智能分析與判斷，同時利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，根據(jù)設(shè)備運行監(jiān)控檢測數(shù)據(jù)，進行設(shè)備運行狀態(tài)統(tǒng)計分析與預(yù)測預(yù)警，最大程度替代人工運維，降低人工運維的工作量，提高應(yīng)用的經(jīng)濟效益，提高電力營銷視頻監(jiān)控運維系統(tǒng)的智能化水平。

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