魏益民:智能交通户外电子设备运维智能化

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7月28日,筹备近4个月的2016中国城市智能交通管理暨科技创新论坛在彩云之南、滇池之畔的春城昆明成功召开。此次论坛吸引了来自全国40余个交警单位的100多位应用单位代表以及全国各地智能交通行业260余人与会。本文系宝鸡交警支队科技科魏益民副科长在2016中国城市智能交通管理暨科技创新论坛上的主旨发言,主题是《户外电子设备运维智能化》,文章为听录整理稿,未经演讲者审定。
  魏益民:今天跟大家分享户外电子设备运维智能化,共探讨四个问题,第一个是智能运维提出的背景,第二个智能运维存在的问题,第三个是解决运维问题的思路,第四个是现用运维系统及完善思路。

  一、智能运维提出的背景

  现在的治安防控体系,交通监控和治安卡口、电子围栏、网络围栏等各种各样现代科技信息化设施,构建了防控信息体系,获得的信息作为治安防控体系的一个可靠数据来源,大数据的功能是遍布各个行业上千万个数据采集点。

  传统的治安防控模式正逐渐被以大数据分析处理为核心,以视频监控、道路治安卡口、电子围栏以及网络围栏等现代科技信息化设施为支撑所构建的新型全天候、全方位的治安防控体系取代。卡口等科技设施在治安防控、案件侦破、交通管理等公安各项工作发挥越来越重要的作用。

  (一)实战案例

  2013年10.28天*安*门暴力恐怖袭击案件发生后,宝鸡支队当日15时58分接到省交警总队紧急通知,迅速在缉查布控系统对涉案车辆新A45559进行通行轨迹分析,检索该车在宝鸡市辖区经过卡口的具体信息,第一时间将信息提交到上级部门,为破案打下了思路。在10月30日10.28案件成功告破,宝鸡市提供的信息及时准确,受到了省市各级领导的一致好评,以此为契机,宝鸡在缉查布控系统里全面开启了现代防控实战机制的探索,迅速建立了公路防控实战机制,完善机构、加强领导、建章立制、推动应用、部门联动、合力落实、规范处置、严格执法、强化培训、提升技能。共设立了遍布宝鸡市的12个固定拦截组、3个考察站建立全方面的防控体系,通过规范体制严格执法,着力打造精准防控。

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  陈仓检查站在武装拦截检查时查获缅甸非法入境人员,查出珍稀动物案件,马鹿、矮鹿,相当多的管制刀具,抓获公安部A级通缉杀人犯一名,偷渡人员8名,吸(贩)毒人员4名,管制刀具、违禁物600余件,逾期未年检车辆1126辆,遮挡号牌8辆,假、套牌车361辆,变造、伪造机动车号牌16辆,伪造机动车行驶证3个,报废车辆6辆,在很短时间内,陈仓检查站主动出击查出了这么多的以前想都不敢想的案件,基层民警对于这个系统非常感兴趣。2014年9月到2016年7月实时拦截车辆19565辆,包括假套牌车、涉案车、法院扣查车、驾驶异常车、逾期未年检车,这些战果的取得全部依托的是遍布宝鸡全市卡口设备,以及道路交通监控视频。这些设备也是交通管理大数据的最基础的基础。

  在实战探索中发现设备和系统的运维越来越重要,远远超出当初对于运维工作的估计,还是以10.28案件为例,当时连霍高速宝鸡段140公里处,设立了六个卡口,进入宝鸡市一共有六个卡口,但是当时捕获新A45559车辆的仅只有姚家湾卡口和陈仓省际卡口,剩下的其他四个卡口都没有任何收获。

  在下来的卡口里,通过检索时发现虽然把嫌疑车辆拍摄到了,但是号牌识别不清楚,不过掌握了一份嫌疑车辆进市出市完整的图像,后来一个领导说多亏把这个图像拍摄到了。因为犯罪嫌疑人在在宝鸡市滞留了一个小时,一个小时内就没有必要去追求犯罪嫌疑人干了什么,根据高速公路卡口,发现犯罪嫌疑人经过蟠龙大桥卡口从蔡家坡卡口下去到西川,用了八个小时,正常的通行时间到最多四个小时,剩下四个小时犯罪嫌疑人去哪里了,200个警察在西川所有的卡口排查了近一个月,没有找着。这个案件发生以后也确确实实提升了大家对于运维系统重要性的认识,也巩固了智能运维的重要地位。

  二、智能运维存在的问题及解决措施

  (一)智能运维存在的难点和问题

  2013年底对宝鸡市公安所有的在用道路治安卡口进行整合的后继工作中发现,所有设备正常率平均仅为34.7%,治安卡口正常率仅仅为25%,交警的所有卡口正常率为46%;平均故障修复时间大概是两到三天的时间,有些卡口几个月都得不到有效修复;还有这个月初最新的数据,从公安部交管局临时请教的一个数据,当前在全国公安交通管理集成指挥平台(全国机动车缉查布控系统)备案的卡口共37925个,设备正常率只有45%,所以全国卡口包括当时的卡口运营效率相当低,严重影响了设备作用正常的发挥。前段时间在无锡所与一位新疆同行交流,说他们支队与最远的卡口之间有来回一千多公里,估计得四五个小时,维护的难度非常大。

  人工运维难点是设备被盗无法及时发现,在陕西就有很多的设备被盗,这些工具被盗,在现场也没有留下证据去找出偷盗者,系统设备管理难,设备状态掌握难,设备故障发现难,传统的运维都是平均30天到90天就要到现场去做设备维护,因为系统的原因,东西南北全国各地的差别还是非常大,有些公司到现场去看,十分钟就走人了,有些可能连现场去都不去,定期维护、维护机制形同虚设。

  (二)针对运维难点提出的解决思路

  一是系统设备有效管理。助现代信息系统和数据库技术,对设备的工程情况(工程投资额、招投标情况、建设方案等)、安装地点(经纬度)及安装时间、设备生产厂商、设备类型、设备型号、设备ID、电源环境及接线拓扑、网络环境及网络拓扑、承建厂商、施工单位、验收单位及正式启用时间,质保期限、维护单位、维护联系人及联系方式、设计寿命等基础台账和工程档案资料等相关信息进行有效管理,就基层单位来说,一年花费的钱也不多,经常要打电话去问,而且得到的数据也不是很准确,借助现代信息系统的数据库技术,对于掌握设备状态,及时了解设备的进展,维护等各方面的信息。

  二是设备状态有效监控。借助现代电子、信息及传感器技术,通过对前端温度、湿度、灰尘、机箱开闭、电压、电流、网络状态、物理链路、视频摄像机等监测,实时将设备运行的各项状态传送回控制中心,从而实时掌握一线设备的运行环境参数,判断设备运行状态。比如机箱开闭、碰撞以及设备移动应能够通过相关的视音频、震动、红外等传感器感知并通过后台系统立即报警,通知有关责任维护人员,并自动记录现场视音频信息,便于事后追溯。

  三是系统故障及时报警。前端设备运行异常,是断电?断网?还是温度或湿度异常?还是设备损坏或被盗?光纤链路中断?等等这些故障,需要通过管理系统将状态异常的设备和点位推送并通知相关管理和维护维修人员,及时维护维修。

  四是系统故障准确确诊。电源故障,是市电中断?还是该设备断电?还是电压异常?网络故障,是单设备断网,还是全部断网?是光纤链路出问题了,还是光端设备出问题?温度异常温度超高还是温度超低,是机箱进水,还是雨淋进水,还是其它原因?设备箱打开了,是谁在控制?均要能通过前端的传感器和后台系统配合分析并准确定位;同时,后台通过视频、卡口图像的后台监控处理,对视频丢帧、视频模糊、卡口模糊、补光不足等现象综合分析。通过前端和后端对设备不同时期运行状态分析,达到足不出户就能发现问题,确诊故障设备和故障类型,并及时报警并通知相关管理和运维人员,提高运维效果。

  五是简单故障自动修复。系统故障确定后,如果是一般故障,那么系统应该具备自动恢复功能,通过系统自动或人工控制故障设备重启,系统重置,一般能够解决70%的故障问题。对其他问题,可以通过系统自动派单并附系统自动诊断定位的故障原因,有的放矢的一次性解决问题,而不需要像传统的那样,30%解决不了的问题带回去,第二次再去一趟现场,这里需要很多的效率和时间成本。

  六是按需维护,提高效率。当前道路交通技术监控设备均已经具备联网能力,但市场绝大部分主流设备不具备自动上报运行状态能力,要做到按需维护,必须要对设备运行状态,设备采集的图片、图像等数据进行实时动态分析,设备运行环境、采集图像和图片清晰度、以及设备连续工作时间等等,如果达到阀值,系统自动生成需要维护的设备清单并自动向维护责任单位派单,从而提高维护效率。

  七是维护单位响应及时不及时,设备维护修复及时不及时,故障是人为的还是系统的,具体是什么原因,故障是怎么维修排除的?等等,均需要系统自动记录故障、维修派单、修复反馈等相关数据,用事实说话,用数据考核。

  基于这个思路,宝鸡支队2014年与杭州某公司警企联合将设计方案产品化。当前已经完成了前端智能机柜系统和运维平台等主要功能的初步开发。系统通过技术、流程、服务三者的有机结合,能帮助我们及时发现设备运行中所存在的问题,做到了异常事件早发现、早确定以及故障的快速处置;同时,通过规范的流程化运维管理,使管理数据档案化,管理流程规范化。

  三、运维现状和完善思路

  下面分享系统的几个特性,一是系统的兼容性,兼容性是指能兼容设备商所有卡口的所有视频设备;二是功能齐,部分功能等到二期去开发;三是易拓展,设备在主网断掉的情况下保证能把相关的故障信息传送出去。

  该系统已经开始在全国公安系统推广应用。经过在宝鸡初步应用,宝鸡交通管理系统172个卡口,平均在线率从人工巡检时候的65.3%提高96.7%;市区交通管理105个视频监控点,平均在线率从56.3%提高95.2%;平均故障恢复时间缩减到8小时以内。

  下面是智能机柜、运营平台、远程故障诊断运维系统的介绍,智能机柜的功能包括前端设备状态监测,机柜开启就有报警自动抓图,支持无线通信短信提醒,远程控制包括断电重启。系统包括机顶盒包括两侧都有针孔摄像机,不管谁去打开,它首先第一张图片发到后台,而且可以发到手机终端上,机柜作为前端系统中终端设备、网络、电力的汇聚点,在日常的项目运维中起着至关重要的作用,也是故障集中点。我市运维人员到达现场后的第一件事就是打开机柜,这是智能机柜的一个流程。

  产品的运用包括治安卡口系统、电子警察、信号灯控制系统、室外监控系统,运维平台包括资产管理,运维考核,统计报表,工单处理。主要分为用户层、业务服务层,数据处理层,资源监控层,这是运维平台统一运维界面。运维系统有时包括运维管理集中化,主动化智能化,价值最大化。

  在下一步开发中,一是按需维护。日常维护工作需要到大量的人、财、物力,而且维护效率也无从考核,下一步,将通过对设备的综合检测,实现按需派单,按需维护,量化考核。二是实现量化运维成本按需支付。通过对运维公司响应情况和运维效率的精准考核,实现运维费用与运维工作关联,从而实现费用的精准支付。三是系统级联分析:通过实现多级系统级联,实现上级对下级运维工作的考核和横向评比。同时,可以通过历史大数据分析,对比出质量优的设备、实力强的公司、建设优的施工企业、负责任的运维企业,供行业用户参考。四是为产品生产企业提供统计数据,在产品生命周期中,故障率,主要故障类型和故障原因、维修费用等等均有据可查,便于企业对产品进行差异性生产和优化改进,设备自己去诊断,从而全面提高产品质量,为用户的提供更好的产品和服务。

  当前,公安基层的建设活动重点已逐步由单纯增加前端布点数量向以保障业务系统和设备运行为重点的管理应用方面转变。面对庞大的设备保有量,只有重视运维工作,做好运维工作,发挥设备应有效能。才能更好地服务公安大数据建设。