CN103336510B - 一种物联网综合运维管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网综合运维管理系统，包括数据采集和处理子系统和运维管理呈现子系统，其特征是：所述数据采集子系统包括：数据采集模块：与被管物联网的基础设备和相关的业务系统交互，遵循标准的通信协议，完成所需要的各类原始管理数据的采集；数据处理模块：将采集得到的各种数据进行筛查、整理和标准化处理，提供各应用功能进行分析、统计及存储，将收集的各类原始数据信息与KPI阈值对比后进行分析、配置或者处理，形成资源分类的告警信息；所述运维管理子系统：实现物联网设备、网络、服务器和软件系统运行状况的统一监控和管理，保障物联网的正常运行。

Description

一种物联网综合运维管理系统

技术领域

本发明涉及物联网管理领域，具体地讲，涉及一种物联网综合运维管理系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，城市面貌日新月异，道路基础设施建设突飞猛进，机动车保有量日益剧增，交通安全管理面临着前所未有的新机遇和新挑战，传统的交通管理模式和手段已不能更好地适应时代发展的要求。由于技术局限性或者一些历史遗留问题，覆盖诸多区域的物联网也存在着一些问题：

感知数据网络传输质量无保证：IP网络本身并不是为视频、音频这样的实时大容量业务传输而设计的，网络虚拟矩阵简单的将视频流打包成IP数据包通过普通的网络设备（交换机、路由器等）进行数据交换，这导致了在实际应用中许多不尽人意的地方，包括图像质量、实时性、准确性、控制失灵、延迟抖动等；

网络中的服务器以及业务系统缺乏有效的监管手段：在物联网中，部署了大量的业务系统以及数量庞大的服务器、交换机、路由器等设备，但是各地在综合运维方面缺乏专业技术人员以及技术手段，对设备的运行维护的管理水平还有待提高；

终端设备时钟不同步：在各省的物联网中，县区级物联网是最小的网络组成单元，在建设过程中，因历史原因，缺乏整体规划，各县区根据自身实际情况自行建设物联网系统，出现数字设备与模拟设备并存，多厂家设备与多控制协议并存，各县区系统独立运行的现象，导致全省范围内的系统缺乏统一的管理，各终端设备的时钟不同步；

终端设备的运行状态缺乏有效监控：覆盖各省的物联网复杂性加大了管理、使用和维护难度，没有有效的手段监控设备的运行状态（如：设备掉电、无信号、视频干扰、画面冻结等）；

物联网缺乏全局性的监控分析：随着网络的规模不断扩大，传输的层级越多，网络带宽压力、数据处理压力越大，如何合理规划网络布局、系统规划，是物联网建设中面临的严峻问题。

在越来越复杂的环境中怎么利用现有资源更好的完成感知任务，是物联网运行维护工作中的重中之重，必须从设备监控、网络管理、流量监控，乃至业务服务管理等多方面，对物联网进行监控与管理。

综合运维管理系统以前端设备为重心，采用软硬件相结合的手段，同时覆盖终端设备、传输线路、网络设备、服务器、数据库、应用系统以及IP地址资源等各方面的管理，帮助用户稳定、可靠、方便、有效的管理物联网。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种物联网综合运维管理系统，具有先进性、实用性、易用性和安全性等特点。

本发明采用如下技术手段实现发明目的：

一种物联网综合运维管理系统，包括数据采集子系统和运维管理子系统，其特征是：所述数据采集子系统包括：

数据采集模块：与被管物联网的基础设备和相关的业务系统交互，遵循标准的通信协议，完成所需要的各类原始管理数据的采集；数据处理模块：将采集得到的各种数据进行筛查、整理和标准化处理，提供各应用功能进行分析、统计及存储，将收集的各类原始数据信息与KPI阈值对比后进行分析、配置或者处理，形成资源分类的告警信息；

所述运维管理子系统：实现物联网设备、网络、服务器和软件系统运行状况的统一监控和管理，保障物联网的正常运行。

作为对本技术方案的进一步限定，所述运维管理子系统包括：

物理拓扑结构展示模块：通过Web访问的方式为用户展示物联网的物理拓扑结构，并通过物理拓扑结构为用户提供全网的性能和状态信息，并通过颜色表示出来，帮助用户及时发现网络潜在的故障隐患点，从而为用户提供管理数据的分析、诊断和运维管理。

作为对本技术方案的进一步限定，所述数据采集子系统还包括：

数据存储模块：采用开放的存储平台Oracle、MySQL或者Sybase来进行系统的数据存储，能够保存历史故障数据和性能数据以便生成相应的趋势分析报告，数据保存周期可配置。

作为对本技术方案的进一步限定，所述运维管理子系统包括：

设备监控和统一授时模块：实时监控监控区域内的设备信息、环境温湿度、水浸、配电柜、烟雾、精密空调、UPS电源状态，根据获取的北斗时钟源时间信息统一设置物联网内设备的时间。

作为对本技术方案的进一步限定，所述运维管理子系统包括：

网络管理模块：通过对物联网拓扑管理、设备管理、性能管理、安全管理以及告警管理，实现了物联网复杂网络环境透明化、事前管理和无人职守管理，达到高效管理目的。

作为对本技术方案的进一步限定，所述运维管理子系统包括：

业务管理模块：从业务角度同时整合用户分布数据、环境数据、各类业务数据、业务运行指标数据、SLA数据，通过线路、仪表、表格、图形、数值各种展现形式进行有机整合，通过对业务的可视化管理，让所有业务关键参数醒目地投射到业务架构上，直观展示业务服务运营情况，能够帮助业务相关人员理解业务的运营状况和机理，跟踪业务系统变化。

作为对本技术方案的进一步限定，所述运维管理子系统包括：

事件管理模块：对从物联网中采集到的各类事件信息进行标准化处理，形成统一格式的标准化告警，然后可以进行告警过滤、告警前转、告警呈现、告警查询、告警统计等相关处理，并将告警信息及时、正确的存储，为告警统计分析提供数据支持；

报表管理模块：提供各种运行分析和性能报告，管理人员能根据这些报告准确评估整个物联网运行情况，及早发现故障隐患和评估威胁，为物联网的决策提供参考依据。

作为对本技术方案的进一步限定，所述运维管理子系统包括：

IP地址管理模块：根据IP 地址准确的定位此IP 地址所对应的网络设备或PC的位置，此位置可以精确到它所直接连接的设备端口，同时还提供全网IP/MAC地址绑定监控，全网主机、PC、设备网络连接位置变动侦测，捕捉地址盗用及非法设备移动；

工单管理模块：工单管理是用标准、规范的工单固化工作任务，使相关人员可以及时地获得相关信息，利用网络的便捷性和跨物理地域的特性，减少中间环节的流转时间，提高工作效率。

作为对本技术方案的进一步限定，所述运维管理子系统包括：

安防评估模块：实现周界的防护、入侵报警系统防护、视频安防监控系统、出入口控制装置和电子巡查系统和传输系统防护。

作为对本技术方案的进一步限定，所述运维管理子系统包括：

知识库管理模块：为物联网维护人员提供一个知识交流、积累的平台，通过收集各种维护过程文档，整理成功的处理流程并参照相关标准或规范文件，积累大量管理经验、相关知识，记载对不同事件的不同处理手段以及典型案例，并提供对相关标准或规范文档的管理，能实现知识经验的有效采集、共享和管理，提高运维管理水平。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明从统一授时、设备监控、网络管理、业务管理、事件管理、报表管理、IP地址管理、机房管理、巡检管理、工单管理、知识库管理等多个方面对视频监控网进行监控与分析，本发明是一套以业务为核心的全中文、通用的综合业务服务管理平台，具有先进性、实用性、易用性和安全性等特点。

附图说明

图1为本发明的原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。

1 系统架构

综合运维管理系统按照分层架构设计思想进行建设，共分为三个层次：硬件设备层、数据采集与处理层和功能呈现层。

（1）硬件设备

硬件设备层是综合运维管理系统需要管理的各种对象，包括：设备、视频服务器、视频监控平台、网络资源（交换机、路由器、防火墙等）、服务器、应用系统、数据库、机房环境监控等。

（2）数据采集与处理层

数据采集层是位于功能呈现层与管理对象之间的数据采集处理子系统，与被管网络的IT基础设施和相关的业务系统交互，遵循标准的通信协议，完成所需的各类原始管理数据的采集。将采集到得各种数据进行清洗、整理和标准化处理，提供各应用功能进行处理分析、统计及存储，将收集到的各类原始信息与KPI阈值对比后进行分析、配置或处理，形成资源分类的告警信息。

综合运维管理系统的管理对象包括：视频监控设备、传输线路、网络设备、服务器、数据库、视频监控系统以及IP地址资源等，数据采集的方式多种多样，支持分布式主动轮询或被动接受的方式采集数据，支持标准的SNMP、Syslog、WMI、Telnet、TCP、UDP、HTTP、RTSP等协议的数据采集，支持数据库接口采集，支持应用API接口采集等多种方式，还可以根据用户的要求定制相应的接口，将相应系统的信息纳入管理系统中，形成统一管理。

综合运维管理系统采用开放的数据存储平台Oracle、MySQL或Sybase来进行系统的数据存储，能够保存两年（数据保存周期可配置）的历史故障数据和性能数据以便生成相应的趋势分析报告。

综合运维管理系统的性能数据采集支持灵活的采样周期（5分钟或15分钟），能够提供原始的采样数据。经过一段时间的记录，能够通过对性能数据的对比，生成相应的阀值告警事件。

（3）功能呈现

针对分类管理信息进行统一汇总和多维展现，实现设备、网络、服务器和软件运行状况的统一监控和管理，保障物联网的正常运行。

综合运维管理系统通过Web访问的方式为用户展示物理拓扑结构，并通过物理拓扑结构为用户提供全网的性能和状态信息，并通过颜色表示出来，帮助用户及时发现网络潜在的故障隐患点，从而为用户提供管理数据的分析、诊断和运维管理。

（3.1）系统功能

随着信息技术的飞速发展，交通行业视频监控手段也从基于视频同轴电缆的视频矩阵技术的视频监控系统、基于光纤传输的视频联网监控系统、发展到如今的基于IP网络的全数字网络监控系统。技术的不到发展，也导致了各省交警视频监控网中存在不同厂家、不同技术规格的视频监控设备。

为了对不同时期、不同厂家、不同规格的监控设备进行有效管理，综合运维管理系统从统一授时、设备监控、网络管理、业务管理、事件管理、报表管理、IP地址管理、机房管理、巡检管理、工单管理、知识库管理等多个方面对视频监控网进行监控与分析。

（3.1．1）统一管理门户

综合运维管理系统通过统一管理门户集成了设备监控、网络管理、业务管理、事件管理、报表管理、IP地址管理、机房管理、巡检管理、工单管理、知识库管理等。方便用户统一执行管理任务。

（3.1.2）设备监控与统一授时模块

在各区县交警大队视频监控机房部署一套机房运维管理平台以及北斗时钟源、报警设备、模拟信号采集机、机房环境监控传感器，对交警大队视频监控机房提供7*24小时不间断监控。

（3.1.3）网络管理模块

目前，网络管理越来越重要，它是业务连续性、系统整合、应用服务的基础。复杂异构的网络环境给IT管理工作提出了巨大的挑战，各种品牌的网络设备、各种网络连接关系等如果没有有效管理措施，一旦出现问题，IT管理人员如同救火队员，哪里出问题，就去哪些解决，来电响应式的管理根本无法满足业务发展的需要，需要借助管理系统实现对IT的治理。另外，每年IT怎样投入，才能实现投资收益最大化，需要借助管理系统为投资决策提供量化依据。

运维管理系统通过对拓扑管理、设备管理、性能管理、安全管理以及告警管理，实现了客户复杂网络环境透明化、事前、无人职守管理，给客户决策提供依据，达到高效管理目的。

（3.1.4） 业务管理模块

综合运维管理系统着眼于从IT 整体架构到整体业务的综合服务品质，引入服务水平协议（SLA）机制和业务视图将各层次元素的管理贯穿和统一起来，一改被动性局部维护为主动性宏观管理，重视预警机制和智能分析，通过业务架构和业务运行图形化展现，对业务实现了可视化管理，对必要的业务元素进行监控，保障业务的正常使用。

综合运维管理系统从业务角度同时整合用户分布数据、环境数据、各类业务数据、业务运行指标数据、SLA数据，通过线路、仪表、表格、图形、数值等各种展现形式进行有机整合，通过对业务的可视化管理，让所有业务关键参数醒目地投射到业务架构上，直观展示业务服务运营情况，能够帮助业务相关人员理解业务的运营状况和机理，跟踪业务系统变化。

（3.1.5）事件管理模块

事件管理是对从物联网中采集到的各类事件信息进行标准化处理，形成统一格式的标准化告警，然后可以进行告警过滤、告警前转、告警呈现、告警查询、告警统计等相关处理，并将告警信息及时、正确的存储，为告警统计分析提供数据支持。

（3.1.6）报表管理模块

综合运维管理系统提供各种运行分析和性能报告，管理人员能根据这些报告准确评估整个物联网运行情况，及早发现故障隐患和评估威胁，为物联网的决策提供参考依据。

报表主要分为手工生成类报表、系统预定义类报表二种类型。

手工生成类报表：系统接收根据用户事先定义好的格式手工录入运行数据，然后根据用户的录入生成的报表称为手工生成类报表；应用范围为无法从系统中获取数据来源的报表。

系统预定义类报表：系统根据用户日常工作需要，事先定义好的固定报表；报表的相关参数，如统计时间范围、统计类型、统计项数据来源等，在系统中已经定义好；系统周期性自动生成、发布。

报表管理可根据用户要求生成不同格式的报表，如Excel、Word、Html格式的报表等。

（3.1.7）IP地址管理模块

综合运维管理系统提供全网“IP/MAC－所在设备－所在端口－所在VLAN－PC主机名称－端口状态－备注”等用户信息一览表，该表格为系统自动生成，动态刷新，无须人工输入。

综合运维管理系统根据IP 地址准确的定位此IP 地址所对应的网络设备或PC的位置，此位置可以精确到它所直接连接的设备端口。同时还提供全网IP/MAC地址绑定监控，全网主机、PC、设备网络连接位置变动侦测，捕捉地址盗用及非法设备移动。

根据IP 地址准确的定位此IP 地址所对应的网络设备或PC的位置，此位置可以精确到它所直接连接的设备端口。

可以按照部门建立不同的IP 地址规划，根据IP 地址规划情况实时检测有无非法入网事件，有无非法地址盗用，同时支持结合告警阻断，在指定时段“开放指定设备入网”，访问网络资源，非此时段禁止入网。

（3.1.8）工单管理模块

工单管理是用标准、规范的工单固化工作任务，使相关人员可以及时地获得相关信息，利用网络的便捷性和跨物理地域的特性，减少中间环节的流转时间，提高工作效率。

（3.1.9）安防评估模块

城市作为重要的文物展览场所和人流密集场所而备受瞩目。由于馆藏文物往往具有无限增值性，针对文物本身的盗窃犯罪概率大；其次，城市是人流集中公共场所，一旦发生不良事件易造成较大的负面影响；另外，文物还具有不可再生等特点，观众无意间的碰撞或触摸可能会造成文物的重大损失。因此，国家对城市安全防范工作有比较高的要求。笔者结合对某大型城市安全技术防范系统实施的评估工作，对其改造或重建提出了建设性的意见。

安防系统的评估很难有量化的指标，系统可靠性、安全性和适应性主要依据是否能达到相应目标要求来确定的，城市作为安全一级风险防范单位主要

评价以下几个方面的内容：

（1）周界的防护

按照纵深防护原则，周界包含了建筑物外监视区的边界线、建筑物内不同防范区域之间的边界线和警戒线。例如：监视区与防护区、防护区与禁区之间的区域边界线。城市安全防范系统一定要重视结合周边治安情况和物防条件，科学划分禁区、防区。区分纵深层次、防范重点和不同等级防护区域，对各个边界的做相适应的报警设置。

（2）入侵报警系统

作为一级风险单位的该城市，入侵报警系统必须达到高探测率。高探测率的实现要求在同一区域内配置不同探测原理的探测装置。但要说明的一点是，复合入侵探测器只能视为是一种探测技术的探测装置。由于客观条件的限制，该城市探测器设置的数量和位置不能满足禁区的防护要求，因此探测器的选型和安装很值得经一步的探讨。但有一点需要明确的是，报警系统信号传输要采用有线和无线方式相结合，以有线方式为主的传输方式。由于该城市某些交接区域地处开放性场地，各单位人员交叉，人、车、物交错，文物逗留时间较长，是事故多发的高风险区。因此，该区域不仅应安装设备，设置入侵报警装置，出入口处还应有紧急报警装置和对讲装置。

另外入侵报警系统除了要实现高探测率外，对防破坏和故障报警能力也有要求：入侵探测器、防盗报警控制器防拆报警功能；防盗报警控制器信号线防破坏报警功能；入侵探测器电源线防破坏报警功能；防盗报警控制器主备电源故障报警功能等。入侵报警系统自身的运行情况和防卫能力是确保整个系统可靠性的必要条件。现场报警控制器所安装的弱电间应具备自身防护措施。

（3）视频安防监控系统

视频安防监控系统是安防系统中最基本也是最重要的子系统，它除了对所有报警点联动实现现场图像和声音复核以外，馆区各重要部位、公共场所和通道都要有图像监控。所安装的设备，对文物可能通过的地方都要跟踪摄像，不留盲区，并能保证24小时内可以随时实施监视。展厅内视频图像应能清晰反映视区域内人员的活动情况且同时应具备声音复核装置清晰探测现场的话音以及走动、挖、撬、凿、锯等动作发出的声音。要实现以上视频监控系统的功能和性能，对系统的录像设备、设备灵敏度以及设备图像清晰度和设备安装点的选择，拾音器的选型等都有较高要求。

（4）出入口控制装置和电子巡查系统

城市某些区域仅供内部工作人员使用的出入口、文物通道出入口、库房出入口等均要安装出入口控制装置。如果不同功能的库房、办公室集中在同一建筑物内，就会给安全防范工作增加一定的难度。这样的区域内不仅要依靠出入口控制装置、视频监控等技术防范手段，还要注重结合人防、物防。在条件允许下可考虑适当调整加强物防措施，或者使建筑的平面布局更加科学合理。各区域周界设立电子巡查系统。

（5）传输系统

传输线路在使用一段时间以后，由于时间、环境等原因，必将出现老化现象，因此传输系统的可靠性也是安防系统评估的重要部分。

（6）安防评估

安防系统监控中心是安防系统的神经中枢和指挥中心，应列为禁区。对监控中心的评估主要考虑两个方面的问题：

（a）监控中心自身的防护能力，有没有重要部位的24小时报警实时录音、录像，是否安装防盗安全门，出入口控制装置，以及紧急报警装置，向上一级接处警中心报警的通信接口等必要的防护措施。

（b）监控中心的环境能否达到标准要求。在GB50348-2004《安全防范工程技术规范》中监控中心环境问题有明确的规定，目的是为值班人员创造一个安全、舒适、方便的工作环境，以提高工作效率，避免或减少由于人的疲劳导致的误操作或无判断而造成的系统误报、漏报或其它事故。

（3.1.10）知识库管理模块

知识库管理主要是为物联网维护人员提供一个知识交流、积累的平台，通过收集各种维护过程文档，整理成功的处理流程并参照公安部和省公安厅下发的相关标准或规范文件，积累大量管理经验、相关知识，记载对不同事件的不同处理手段以及典型案例，并提供对相关标准或规范文档的管理，能实现知识经验的有效采集、共享和管理，提高运维管理水平。

知识库的内容包括：公安部和省公安厅相关的行业规范、业务规范、设备规范、规章制度、应急处理流程及处理办法等。

知识库的管理功能有：

知识库内容录入：手工录入各种知识库内容信息；

知识库内容修改：提供对知识库数据的修改，完善知识经验；

知识库内容审查和评价：为了保证知识库内容的准确性和有效性，系统应提供内容审查和评价功能，即录入的内容需要经过审批才能够作为有效知识发布；

知识库内容分类：提供目录导航功能，使检索人员可以方便直观的检索信息。目录结构的设计是运维业务管理知识的高度总结；

知识库内容查询与检索：系统提供完善的查询和全文检索功能；

知识库经验总结：定期对知识库进行总结分析，找出出现最多的事故或异常并提出解决和预防办法，将日常工作由实现事后处理变化为事前预防，实现日常监控工作的大跨越。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种物联网综合运维管理系统，包括数据采集子系统和运维管理子系统，其特征是：所述数据采集子系统包括：

数据采集模块：与被管物联网的基础设备和相关的业务系统交互，遵循标准的通信协议，完成所需要的各类原始管理数据的采集；

数据处理模块：将采集得到的各种数据进行筛查、整理和标准化处理，提供各应用功能进行分析、统计及存储，将收集的各类原始数据信息与KPI阈值对比后进行分析、配置或者处理，形成资源分类的告警信息；

所述运维管理子系统：实现物联网设备、网络、服务器和软件系统运行状况的统一监控和管理，保障物联网的正常运行；

所述运维管理子系统包括：

物理拓扑结构展示模块：通过Web访问的方式为用户展示物联网的物理拓扑结构，并通过物理拓扑结构为用户提供全网的性能和状态信息，并通过颜色表示出来，帮助用户及时发现网络潜在的故障隐患点，从而为用户提供管理数据的分析、诊断和运维管理；

所述数据采集子系统还包括：

数据存储模块：采用开放的存储平台Oracle、MySQL或者Sybase来进行系统的数据存储，能够保存历史故障数据和性能数据以便生成相应的趋势分析报告，数据保存周期可配置；

所述运维管理子系统还包括：

设备监控和统一授时模块：实时监控监控区域内的设备信息、环境温湿度、水浸、配电柜、烟雾、精密空调、UPS电源状态，根据获取的北斗时钟源时间信息统一设置物联网内设备的时间；

所述运维管理子系统还包括：

网络管理模块：通过对物联网拓扑管理、设备管理、性能管理、安全管理以及告警管理，实现了物联网复杂网络环境透明化、事前管理和无人职守管理，达到高效管理目的；

所述运维管理子系统还包括：

业务管理模块：从业务角度同时整合用户分布数据、环境数据、各类业务数据、业务运行指标数据、SLA数据，通过线路、仪表、表格、图形、数值各种展现形式进行有机整合，通过对业务的可视化管理，让所有业务关键参数醒目地投射到业务架构上，直观展示业务服务运营情况，能够帮助业务相关人员理解业务的运营状况和机理，跟踪业务系统变化；

所述运维管理子系统还包括：

事件管理模块：对从物联网中采集到的各类事件信息进行标准化处理，形成统一格式的标准化告警，然后可以进行告警过滤、告警前转、告警呈现、告警查询、告警统计相关处理，并将告警信息及时、正确的存储，为告警统计分析提供数据支持；

报表管理模块：提供各种运行分析和性能报告，管理人员能根据这些报告准确评估整个物联网运行情况，及早发现故障隐患和评估威胁，为物联网的决策提供参考依据；

所述运维管理子系统还包括：

IP地址管理模块：根据IP 地址准确的定位此IP 地址所对应的网络设备或PC的位置，此位置可以精确到它所直接连接的设备端口，同时还提供全网IP/MAC地址绑定监控，全网主机、PC、设备网络连接位置变动侦测，捕捉地址盗用及非法设备移动；

工单管理模块：工单管理是用标准、规范的工单固化工作任务，使相关人员可以及时地获得相关信息，利用网络的便捷性和跨物理地域的特性，减少中间环节的流转时间，提高工作效率；

所述运维管理子系统还包括：

安防评估模块：实现周界的防护、入侵报警系统防护、视频安防监控系统、出入口控制装置和电子巡查系统和传输系统防护；

所述运维管理子系统还包括：

知识库管理模块：为物联网维护人员提供一个知识交流、积累的平台，通过收集各种维护过程文档，整理成功的处理流程并参照相关标准或规范文件，积累大量管理经验、相关知识，记载对不同事件的不同处理手段以及典型案例，并提供对相关标准或规范文档的管理，能实现知识经验的有效采集、共享和管理，提高运维管理水平。