智能运维|攸亮科技:城市ITS智能运维技术浅析

攸亮科技 2021-04-19 09:12

3月25日,公司软件产品总监王朝在第十届(ITSMRS 2021)中国智能交通市场年会论坛上发表了《城市ITS智能运维技术浅析》主题演讲,和与会的专家们共同探讨了ITS智能运维技术,并指出近年来,智能运维系统在IT、电力能源等行业都有快速发展,在城市交通行业,随着“平安城市”“智慧城市”“智慧交通”“雪亮工程”等国家重点建设工程的深度推进,用于路面监控、指挥、控制等设备数量呈指数型增长。与此同时,因资产档案不够全面、完整,设备使用年限过长、质量及线路故障损坏问题与日俱增,前端设备及系统运维管理工作量较大,系统运行质量下降,给相关管理部门的工作造成了诸多隐患和麻烦。

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https://v.qq.com/x/page/y3240cf8y8f.html(演讲视频)

以下为王朝的演讲实录:

近年来,智能运维系统在IT、电力能源等行业都有快速发展,在城市交通行业,随着“平安城市”“智慧城市”“智慧交通”“雪亮工程”等国家重点建设工程的深度推进,用于路面监控、指挥、控制等设备数量呈指数型增长。与此同时,因资产档案不够全面、完整,设备使用年限过长、质量及线路故障损坏问题与日俱增,前端设备及系统运维管理工作量较大,系统运行质量下降,给相关管理部门的工作造成了诸多隐患和麻烦。但目前国内城市交通智能运维系统实际落地且运行有效的,尚不多见。

我们对150万人口级别的城市的交通系统部分做了相关的故障统计,包括相机故障,终端故障,主机故障,灯具故障,线路故障等等,根据厂家的说法,从理论上来说这些故障的自动检出率应该达到97%以上,但根据实际统计的结果来看,自动检出率不足50%。结合国内近期智能运维项目的招标情况,近一个月内的项目有20余项,证明这个行业是一个朝气蓬勃的行业。

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下面我们对现有行业内解决方案进行一下简述。

目前来说,智能运维系统在应用侧的应用主要在于设备的检测,故障状态自动报警,故障工单的派发和管理,以及设备档案的管理等方面。

在数据侧主要通过后台服务器和支撑硬件,对设备的状态、系统的服务状态以及应用状态进行数据采集,同时根据实际情况,可部署有线传输或者无线传输,包括NB-loT,PLC-loT,蓝牙等多种数据传输形式。

在用户侧我们提供了一个智能运维APP,包括WEB界面的管理平台,方便使用微信公众号,或者是相关小程序的应用。

同时,产品的接口标准也都符合国家规范,可对各种场景的异常问题,清晰度问题,数据异常问题等等进行准确的检测和上报,实现安全有效的数据共享。例如《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》(GB/T 28181),《公安视频图像信息应用系统》(GA/T 1400),以及各个厂商提供的SDK协议,也可以根据业务需要进行扩展接口的补充。

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数据驱动的闭环管理,包括档案管理,设备监测管理,故障报警工单管理,以及工单完成后运维的评价和反馈。

第一个是档案管理。档案管理中最主要的部分就是进行一机一档的检测,对每台设备进行建档,存档,包括设备的名称,位置,建设单位,施工单位,维护单位,启用日期,质保年限,维保日期以及变更记录等等相关信息。总的来说就是要对设备从建设,使用维护直到停用拆除报废的全过程进行一个生命周期全记录。

第二,设备监测。通过之前提到的GB/T 28181,包括GA/T 1400,SDK以及其他扩展接口,平台可实现统一的接口管理,并对设备的故障情况进行主动巡检,发现异常信息自动检测上报。对于非带电设备,我们可以采用人工扫码的形式,通过上面提到的智能运维APP或者微信小程序进行人工的扫码上报,完成对带电设备以及非带电设备的全监管。

第三,故障报警。首先是对机房设备,例如对服务器CPU、内存的占用率,或者存储容量余量,相关数据的储存时限等等,进行实时掌握;其次是数据库的连接状态,数据库之间的交互,包括有多少条数据正在处理,每日存储数据量等等进行记录;然后就是接口状态的故障,例如与指挥平台的对接,接口的稳定情况要实时监控,如果接口出现异常,系统会直接故障报警;最后,前端设备,包括卡口电警等数据采集设备,它采集的信息一直是处于流的形式,我们根据流的变化形态,就可以进行异常的报警分析,

第四,工单管理。有了报警数据之后,系统自动生成新增工单,并对新增工单进行审核,执行工单的验收,在这一方面形成一个小的闭环管理。

第五,评价与反馈。比如我们发现了一台设备故障,提交给运维单位进行维护,但可能在修复完成后,缺乏一个反馈,我们不知道这个设备的维修结果是什么,究竟修好了没有。所以我们提供了一个反馈评价的机制,它是基于工单执行情况的评价统计,实现对用户反馈问题的回应和处理。评价与反馈结束之后,接着又是一个档案的管理,这条维修记录还是会生成到档案里。这样的话运维流程的一个全流程数据,就形成一个非常完美的闭环。

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下面展开讲一下智能运维在闭环管理中的具体应用。

左图是数据库的监测,右图是服务器的监测,它可以以主机为核心生成系统健康状态信息,展现所有承载的数据库和中间件、标准应用之间的实时状态监控,为系统健康监控提供全景视图;以波浪图方式显示全局信息,以图形化方式显示常用管理参数;可对统计范围内的系统进行详细的实时分析数据,便于用户关联分析出需要重点关注的系统。

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在系统应用方面,主要实现的是对系统中各业务模块运行情况的监管监控以及对各类业务数据异常情况的监控,以便于管理人员和运维人员及时发现排查系统中的异常情况。例如在运维APP可以做到故障设备的预警和设备通讯状态的监测。举一个例子,电警抓拍设备的无违法数据设备报警,可能这个设备是正常通电通网的,但是它没有抓拍到违法数据,或者是违法数据量异常的设备报警。比方说,一个路口可能一天的通行量才1000辆,但是它一天抓了1万多个违章,这种情况肯定是错误的,就会进行一个设备报警。

在移动方面的应用,体现在对运维态势的展示,包括信号机,灯具倒计时,检测器以及显示屏等等,它们的运行状态的检测,并根据故障进行分类统计和展示。

工单方面,常用的统计和操作流程,分为新增工单,待审核工单,待维修工单,待验收工单,已完成工单。在这个范畴主要就是实现智能化,高效化、精细化和可视化这“四化”。智能化,做到故障自动检测,自动分析自动上报,检测算法实时更新;高效化是打破网络之间的相互壁垒,打通视频专网、互联网,打通PC端,手机端,微信小程序,建立多渠道管理机制;精细化,做到一设备一档案,统一档案标准,实现了设备的全生命周期管理,全字段信息存档,变动信息全纪录,查询档案资料触手可及;可视化,做到故障派单处置流程可视化,处置历史有迹可循,全过程监管,让运维过程与结果全透明。

简单介绍了现有运维系统解决方案的情况,下面探讨一下目前遇到的重难点问题,主要集中在以下几个方面。

第一,前端设备。目前同类设备故障数据标准化差,各个厂商之间的故障上报参数有较大差别,想实现一个统一的监管还存在一定难度;设备自检能力差,设备维护仍主要采用人工巡检的方式,效率低下;设备档案缺失严重,生命周期过程资料不全,无法形成闭环管理。

第二,后台机房设备。单机设备资源利用率、稳定性低下;N+1、超融合等高可用架构成本投入高。

第三,网络环境。系统内多张独立网络并行,网络互通壁垒严重,应用功能设计开发交付工作难以展开。

第四,应用系统。运维系统的人性化,智能化、可视化等方面仍存在较多不尽人意的地方。

对于未来智能运维平台的发展方向,Gartner公司对智能运维平台应具有的能力作了定义,总共分为11个方面:历史数据的管理、流数据的管理、日志数据的提取、网络数据提取、算法数据的提取、文本和NLP文档的提取、自动化模型的发现和预测、异常检测、根因分析、按需交付、软件服务交付。这11个方面为我们指明了智能化运维的发展道路,也就是说,我们可以从这11个方面下功夫,来进一步的实现智能运维的可持续发展。

通过对上述内容的思考,我们展示出自己未来的发展方向。

智能化。各类前端及系统设备工况检测智能化,全面自检;

全物联通过基于NB-loT/NFC等短距离,或2G/5G长距离的全面立体物联网络高效收集系统实时工况数据;

大数据可视化。基于实时工况数据和结果数据的分析、碰撞,变频率分析、定位系统质量缺陷、VR故障联动展示;

过程自动化。智能运维工作本质上还是基于大数据物联网的运维自动化、人性化服务工作;

服务标准化。加强流程管控、过程规范、服务质量标准、质量反馈等。

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最后展示一个与华为合作的自检系统案例:基于华为PLC-IoT的路口设施全连接。利用电力载波技术,把路口的线圈检测器,信号灯,行人过街按钮,可变车道屏,倒计时屏,以及地磁这些数据,通过电力线的传输,实现供电和通信功能,解决传统有线通信布局难,无线通信不稳定的问题,利用已有的电力线在节省施工成本的情况下,简化了施工流程,缩短了施工部署周期。它能将路口的信号控制相关设备,进行一个低成本的大物联,高效地收集交通路口的实时数据,并对设备的状态进行感知以及自动故障的排查,实现智能化的运维,符合智能交通的未来的发展方向。

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重庆攸亮科技股份有限公司,以智能交通为主业,业务集中于产品研发,制造,系统咨询与集成服务,自建办公生产场地15000平米,员工总数220余人,近年销售总金额均过亿。主要解决方案和产品方向为:城市交通方面,城市道路智能交通集成平台系统及其子系统软、硬件产品,道路交通信号控制系统,智能运维;公路方面,主要包括智慧高速视频监控、隧道机电控制、信息(VMS)发布等;铁路交通方面,主要包括铁路车站旅客出行信息系统和铁路视频监控系统。我们的愿望是把数字世界带入每一个城市,构建万物互联的智能交通世界。