1. 需求分析

治安视频监控系统包括监控前端、监控中心、传输网络。前端设备通过视频传输设备将视频信号汇接入监控中心或派出所，其主要设备包括摄像机、补光灯、闪光灯、WIFI探针、光端机、监控箱等。实现视频摄像头24小时持续正常稳定运行，当发生异常情况，有关人员可以及时掌握情况并采取措施进行应急处理，是各管理者在网络化时代共同追求的管理目标。

1.1. 后期维护问题会日益凸显

平安视频智能监测系统通常由各类传感器、MCU采集单元、户外设备保护箱、有线/无线传输网络系统组成。这些电子设备常年运行在户外恶劣环境（高温、低温、高湿等），同时具有设备种类多、安装位置分散、维护管理困难的特点。单纯依靠传统的人工作业方式来进行日常巡检和维护管理，将难以保证整个系统的可用性。

（1）缺少及时的故障预警机制

现行的维护方式，故障的发现主要靠在后台系统上人工巡检，当系统规模较大时，巡检周期就会变得很长，而且故障难以及时发现，缺乏有效的故障判断和预警机制。

（2）人工维保技术落后，维护效率低

现行的维护方式是发现没有监测数据后，无法确实是停电、断网还是设备故障，维护工作无法做到“有的放矢”，特别是对于一些距离城市偏远的监测点，时间都浪费在路上，维护效率低下，需要投入大量的维护人员，维护成本高。

（3）整体运行态势不知晓，运维工作无从考核

没有基础的设备运行数据和维修维护数据，设备在线率、完好率及维护工作量、及时性等KPI指标无法量化，管理只停留在表面，无法宏观掌握系统整体的运行态势，无法深层次分析考核设备运行好坏、维护质量的好坏，无法提供决策支持。

1.2. 智能化运维是必然趋势

随着物联网、异常检测、图像诊断等新技术发展成熟，通过一套专业的、智能化的工具对系统进行维护管理成为趋势。系统应将视频各类监控系统的供配电、网络、采集终端、摄像头、传感器等资源统一纳管、联动整合，集状态监测、故障报警、故障分析、运维管理功能于一体，实时监测各监测点设备的运行状态，及时发现故障，对故障处理过程全程跟踪，保障故障维修的快速响应，从而保障系统的高在线率和高可用性，便于平安城市视频监控安全业务开展深度的综合应用。

2. 项目目标

2.1. 总体思路

平安视频监控系统设备多数安装于户外，设施运维工作主要集中在前端，所以方案重点要解决户外电子设备的运维问题。通过部署智能机箱，实时监控前端设备的运行状态和环境状态，实现设备故障检测、故障自动修复、故障报警、断电报警、温度过高报警、柜门开闭报警、短信通知等功能，从而实现对前端设备的智能化维护和管理，大大减少设备故障时间、降低维护工作量，提升系统的应用效果。

2.2. 设计原则

1.先进性

在系统设计过程中，充分借鉴、利用国内外先进的技术和经验，采用先进的物联网动态监测技术、3G/4G 无线传输技术、前端感知层接入技术，兼顾未来的发展趋势，在行业内率先设计出一套技术先进、具有前瞻性的智能运维管理系统。

2.实用性

本方案通过一套软、硬件的优化组合方案，大大减少前端系统维护工作量、提高维护效率，满足设施维护和管理的需求，大大降低维护管理成本，具有很高的性价比和实用价值。

3. 稳定性和可靠性

系统所采用设备为工业级设计、嵌入式开发，可确保长时间稳定工作。内置锂电池，确保设备在断电的情况下依然可以正常运行。关键设备部件采用冗余设计，具备 bypass 功能，确保设备的高可靠性。

4. 开放性

系统采用通用、标准的数据通信协议和接口，兼容所有厂商的设备，只需要进行简单的电路改造即可接入，简单方便。

5. 可扩展性

在系统软硬件的设计和选型上，九游会AG充分考虑其可扩展性，系统结构易于扩充，以适应今后可能出现的更大任务负载。硬件平台具有可升级性，当需要时可以通过扩展接口，增加其他外接设备，实现更多的维护功能。

6. 经济性

充分利用成熟的先进技术，采用性价比较高的产品，系统采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训成本，也节省了日常频繁的维护费用。

2.3. 系统架构设计思路

随着物联网、异常检测、机器学习等新技术发展成熟，由“机器+人工”的新型智能化运维模式已成趋势。九游会AG结合多年来的智能交通行业经验和技术积累，在业内率先研发了一套“主动式”智能运维管理解决方案。

第二代智能运维解决方案从系统架构上分为三层：采集层、支撑层和应用层。

采集层：采集层主要采集设备的运行状态和运行环境数据。包括通过智能运维及各类传感器I/O采集到的前端设备系统死机、程序卡死、停电、断网、环境温度超限等故障数据和修复数据；通过onvif视频协议接入的视频图像数据。

支撑层：支持层通过中间件服务器，提供对系统应用层的强大支撑，主要包括前端数据异常诊断、故障诊断、故障修复、性能监测等核心算法及运维流程引擎。

应用层：应用层是智能运维系统非常重要组成部分，是对信息处理的重要环节，按功能分为环境监测、故障诊断/修复、图像质量诊断。系统应用的展现方式包括柱状图/曲线图/GIS地图等图形化展示界面、统计分析报表、通知告警、工单派发等。

系统采用模块化设计理念，各模块功能独立，用户可根据需求自由选择功能模块。同时系统具备良好的扩展性，提供与第三方产品对接接口。

智能运维解决方案系统架构图

2.4. 网络部署拓扑图

系统网络架构图如下：

视频监控系统——智能箱管理系统网络拓扑示意图

监控前端智能运维系统是由前端的模块化智能采集箱和中心的可视化运维管理平台组成。在前端每个点位部署模块化智能采集箱，作为故障信息采集和智能化控制设备，在中心机房部署服务器系统，安装一套 B/S 架构的管理平台软件，即可实现对前端设备的智能化维护和管理。系统可沿用现有的有线光纤网络，也可通过2G/3G/4G 或 NB-IOT 等无线网络自组网传输。

智能箱综合运维管理系统整体架构

模块化智能采集箱是一款集供配电、光纤接入、防雷保护、环境采集、智能监测、远程控制等功能于一体的智能机箱，用于实现前端故障数据的采集和设备的控制。相比传统的户外防雨配电箱，它的集成度更高，更智能、更易维护。

结合中心的可视化运维管理平台，实现了运行维护数据的可视、可控、可追溯，为用户建立一套监测、响应、分析、管理的监管机制，有效提高业务系统的支撑能力。运维软件平台可以通过用户权限控制，可以省、市、县多级部署应用，满足不同的管理组织架构要求。

3. 视频监控智能运维解决方案

3.1. 模块化智能采集箱功能特点

模块化智能采集箱功能模块示意图

3.1.1. 机箱功能介绍

1) 智能环境监控

模块化智能运维机箱兼顾防盗设计、自我环境调节，相比传统配电箱，更安全、可靠：

l 温、湿度监控

l 柜门感应报警

l 柜门联动onvif球机防盗录像（利用原工程中的球机）

l 智能温控风扇

2) 智能供、配电

统计发现，电力故障发生频次占总故障数的70%以上，采用更可靠的供配电系统可让故障率大幅度下降。模块化智能运维机箱实时监控各线路供电状态，提供可靠的配电和防雷系统，并实现常见故障的自动愈合，为户外设备提供稳定的动力保障。

l 市电（AC220v）供电状态监测、断电报警

l 直流DC12v电源电压监测、断电报警

l 交流AC24v电源电压监测、断电报警（球机电源自备）

l 过压、欠压、漏电、短路保护，自动重合闸

l 市电（AC220v）远程控制断电

l AC220V可控输出接口3路、DC12V可控输出接口3路

l IP类设备故障后自动重启实现故障修复，可实现远程重启

l 防雷失效报警、雷击次数监测

3) 智能网管

模块化智能运维机箱兼顾防盗设计、自我环境调节，更加安全、可靠：

l 光纤主网断网报警

l IP类设备断网报警

4) 智能维修、告警

l 夜间开门亮灯

l 5孔检修插座

l 箱内故障声音报警

l 箱外巡检故障指示灯

3.1.2. 优势及特点

1) 更安全、可靠

防盗、防偷电、防雷、防水、智能联动、异常报警，全方位保护机箱内设备安全。

2) 故障精准定位

市电故障、电源故障、网络故障、设备故障精准判断，2分钟内报警，让维护工作更高效。

3) 自动修复70%以上故障

自动重合闸、设备故障自动断电重启、自动重置软件，让大多数故障自动恢复，降低维护量。

4) 易安装

翻转式结构、预置网络及供电接口、清晰的接线标示、可调安装支架，让施工变得快速。

5) 易维护

箱外故障指示灯、故障显示屏、光感照明、便于拆卸的模块化设计，让维护工作变得简单。

3.1.3. 机箱组成

3.2. 智能运维管理平台功能

3.2.1. 概览视图

驾驶舱界面，宏观展示当时所辖区域设备运行整体状态和趋势。将平台GIS地图点位分布情况、设备完好率、设备实时状态、点位实时状态、故障修复对比、维修工单状况、实时报警信息等数据以可视化界面方式呈现，便于大屏展示。该界面显示内容支持用户自定义，可根据关注重点不同调整显示内容。

3.2.2. 点位实时监控

结合智能运维终端（或机箱），实时监测各点位总闸、市电、防雷器、网络、柜门、温湿度等状态，具有异常告警功能，可以查询历史故障发生时间和恢复时间。

3.2.3. 设备实时监控

结合前端智能运维控制器/机柜，对全网内设备（如交通信号灯、终端服务器、抓拍摄像机、补光灯、雷达等）运行状态进行实时监控，对于异常设备可以实时显示当前故障信息，可以查询设备历史故障发生时间和恢复时间，可以在平台上远程重启设备。

3.2.4. 摄像头视频质量诊断

视频质量诊断采用目前国际最先进的计算机智能视觉技术，以轮巡的方式对摄像机视频画面质量和抓拍图片质量进行二次分析，诊断内容包括信号缺失、清晰度异常、亮度异常、条纹干扰、雪花干扰、偏色、画面冻结、场景变换、异常遮挡、PTZ云镜故障。

以视频监控点为单位，提供完整的智能故障分析功能，利于方便的进行整网运行的状态展示和查询，并为运维管理系统提供详尽的故障信息。

3.2.5. 故障实时告警

通过权限设置，将各类报警信息（如设备故障、断电、断网、柜门打开、温度超限等）分级别、分时段通知给相关人员，大幅减少故障维修响应时间。故障告警的方式包括弹窗及声音报警、邮件报警、短信报警等。

3.2.6. 维修工单管理

系统遵循ITIL和ITSS标准开发，系统能够将少量无法自动修复的故障生成故障报表，并进入运维管理流程，实现“报障-派单-维修-评价”全流程跟踪和闭环管理。并对服务质量进行自动考核，对人员处理故障响应时间，修复时间等进行考核并形成报告。

3.2.7. 定期巡检管理

系统可制定巡检计划，并对巡检任务进行实时跟踪。在巡检过程中实时上传巡检发现的问题，自动形成维修工单。在平台上可查询巡检任务的完成进度、巡检人员轨迹等。

3.2.8. 资产台账管理

对全网设备的启用、维护、轮换、报废等生命周期过程进行跟踪管理，记录相关的维保、耗费工时、成本等信息，并进行综合分析与预警。

3.2.9. 电子地图展示

系统以GIS地图的形式，实时展示各个点位设备的运行状态，自动诊断故障原因，并以不同颜色进行标示。结合手机端的签到功能，可以在地图上显示维护人员的位置，查询人员巡检轨迹等。

3.2.10. 统计分析报表

故障率统计、故障趋势与规律分析、故障年/月/周/日报表、故障对比、故障趋势分析、维修次数统计、维修及时性考核报表等。

4. 数据库设计

本系统结合场景需求，在不同业务场景搭配应用不同的数据库，对设备和业务系统做管理；

Ø Redis：在对前端设备的状态采集过程中，九游会AG将实时信息保存在Redis中，这样相当于将实时数据暂存在服务器缓存中，能方便使用者快速查找和获取相关信息；

Ø PostgreSQL：对于智能箱的业务管理，采用关系型数据库PostgreSQL ，跟业务相关的系统如权限、分组、工单、项目信息、点位信息、运维信息、按条件统计等项目信息持久化至该数据库中；与实时数据独立存储，实现解耦，独立运行；

Ø HBase：对于已经记录的实时信息，告警数据，排障数据等，采用大数据库数据持久化设计；方便后期针对设备故障率、排障率、故障因素等需要大规模数据支撑的数据分析准备；

数据库设计，从左至右分别对应Redis、PostgreSQL、HBase

5. 模块化智能采集箱规格参数

NS-H-011模块化智能运维机箱，是一款集供配电、防雷保护、环境采集、智能监测、远程控制等功能于一体的智能机箱。相比传统的户外配电箱，它的集成度更高，更智能、更易维护。

该产品可广泛应用于雪亮工程、平安城市、智能交通、高速公路等，大幅提高户外电子设备的运维效率，保障户外电子设备的稳定运行。

6. 智能运维应用范围

智能运维系统作为准系统，可以广泛应用于各类户外电子设备运维，可以适应多种供电环境和网络环境：

a) 适用网络环境：光纤TCP/IP网络环境、4G无线传输环境。

b) 适用供电环境：AC220V供电、太阳能/UPS供电、直流远供。

在视频监控系统中的应用包括但不限于：

智能运维系统在视频监控中典型应用场景

7. 预期应用效果

智能运维系统已获得广泛应用，应用效果显著。下表为其中项目统计平均数据，仅供参考。