CN108765621B - 人防门移动运维的安全巡检系统及巡检方法 - Google Patents

Abstract

人防门移动运维的安全巡检系统及巡检方法，系统包括：一手持巡检工业计算机，设置有用于验证人防门的身份信息的人防门身份识别模块，和在人防门身份识别模块验证人防门的身份信息通过后，利用人防系统专用网络，启动人防门的巡检界面的运维管理模块；中心运维服务器，设置在人防系统中心机房内，中心运维服务器设置有数据存储模块，中心运维服务器向运维管理模块提供待巡检的人防门的基础数据，并接收和存储运维管理模块获取的巡检结果；安全通信模块，包括客户端和中心服务端，客户端设置在手持巡检工业计算机上，中心服务端设置在中心运维服务器上，人防门的基础数据和巡检结果的均通过客户端和中心服务端加密发出和接收。

Description

人防门移动运维的安全巡检系统及巡检方法

技术领域

本发明属于人防门技术领域，尤其是涉及一种人防门移动运维巡检系统及巡检方法。

背景技术

人防，是政府动员和组织群众，采取防空袭，抗灾救灾措施，实施救援行动，防范和减轻灾害危害的活动。人防门是属于民防防护工程中的专业设备，具体而言，就是人民防护工程出入口的门。本技术领域的人防门是应用在地铁隧道工程中，和平时期人防门处于常开状态供，供地铁车辆通过；战时人防门处于关闭状态，将危险物质隔绝在人防门之外，对人民及其财产具有安全保护作用。

由于人防门随时处于战与和二种状态的切换中，为了确保人防门的各种状态处于能够正常使用，人防门需要做周期性的移动巡检，移动巡检的内容包括人工肉眼或简单仪器来检查人防门工作状况等，由此产生的状态数据等需要操作人员先手工记录和简单保存。目前巡检方法的弊端有：一是效率低下，巡检过程中人工识别与记录效率低，以及巡检发生的问题和结果不能智能化处理和保存，形成统一的现代化的信息化管理格局；二是安全性不足，人防门属于半军事半民用工程，其关系国计民生和公共利益，在巡检中人工过程的人防门的身份识别问题，以及巡检中的数据信息如何确保安全传输和保存；三是联动性差，巡检中如需要联动测试、激活其他设备，只有通过人工启动、查看和记录。现有人防门移动巡检设备和流程存在如上缺陷，这些缺陷严重影响人防门巡检技术领域的智能化、网络化的技术进步。

因此如何设计一种智能化、安全可靠、高效快捷的移动巡检系统成为本领域技术人员研究的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种人防门移动运维巡检系统及方法，以相对于手工巡检，实现智能半自动巡检人防门的状态，并确保相关信息安全性，提高了运维巡检系统性和效率性。

为达到上述目的，本发明的一种人防门移动运维巡检系统技术方案是这样实现的：

一种人防门移动运维的安全巡检系统，包括：

一手持巡检工业计算机，设置有人防门身份识别模块和运维管理模块；

所述人防门身份识别模块，用于验证人防门的身份信息；

所述运维管理模块，在人防门身份识别模块验证人防门的身份信息通过后，通过人防系统专用网络，启动对所述人防门的运维巡检向导界面；

中心运维服务器，设置在人防系统中心机房内，所述中心运维服务器设置有数据存储模块，所述中心运维服务器向所述运维管理模块提供待巡检的人防门的基础数据，并接收和存储所述运维管理模块获取的巡检结果；

安全通信模块，包括客户端和中心服务端，所述客户端设置在所述手持巡检工业计算机上，所述中心服务端设置在中心运维服务器上，人防门的基础数据和巡检结果均通过客户端和中心服务端加密发出和接收。

所述人防门身份识别模块包括射频读取器、二维码扫描器和微处理器。

还包括：

安全通信模块具有的区域服务端，及

区域控制服务器，具有上述安全通信模块的区域服务端，区域服务端接收所述运维管理模块发出指令，控制外部的电机或风机启动与关闭。

所述手持巡检工业计算机上，设置有人防门定位模块和位置导航模块。

利用上述的人防门移动运维的安全巡检系统进行巡检的方法，包括以下步骤：

S1:巡检人员携带手持巡检工业计算机进入人防工程内，准备进行巡检；

S2:巡检人员到达人防门处，启动手持巡检工业计算机的身份识别模块；

首先对人防门的射频标签进行识别，并判断是否能正常识别，如果人防门射频标签能正常识别，则跳转至S3步骤；

如果不能识别，进入人防门二维码识别；

如果人防门二维码标签能正常识别，则跳转至S3步骤；

如果人防门二维码不能正常识别，则在工业巡检工业计算机上人工写入人防门的身份标识数据，识别通过后，跳转至S3步骤。

S3:启动手持巡检工业计算机与中心控制服务器之间的人防系统专用网络连接指令，由所述安全通信模块的客户端和中心服务端进行安全匹配性验证，

如果验证通过，手持巡检工业计算机与中心控制服务器在人防系统专用网络中进行数据通讯连接，并跳转至下S4；

如果无法正常连接则检查网络，记录原因并保存；

S4:巡检人员操作手持巡检工业计算机，由所述运维管理模块通过客户端，从中心控制服务器的安全通信模块中心服务端下载人防门基础数据，巡检人员根据基础数据进行巡检并输入巡检结果到所述运维管理模块；

S5：将巡检结果通过运维管理模块的安全通信模块客户端，发送给中心控制服务器的安全通信模块中心服务端，由中心运维服务器的数据存储模块给予保存，巡检结束。

所述基础数据包括巡检对象和巡检项目组成的信息，

所示巡检对象包括人防门的门表面、铰叶、门框、密封条、力矩轮盘、紧固拉杆、开关到位传感器、环境检测传感器、视频监控、音频对讲装置、电气控制箱、指示灯；

巡检项目包括外观检测、裂纹检查、形变检查，腐蚀老化检查、状态检查。

步骤S4后还包括：

S41:巡检人员操作手持巡检工业计算机，由所述运维管理模块的安全通信模块的客户端发出指令，传递给区域控制服务器的安全通信模块区域服务端，区域控制服务器接收指令，控制外部的电机或风机启动与关闭。

步骤S3中安全匹配验证方法为：

客户端通过中心服务端提供WEB API接口获取中心服务端公钥和公钥指纹，使用SHA-1算法提取公钥的指纹后与获取公钥指纹进行对比，如果匹配则认为中心服务器正确和真实，否则将放弃后续流程。

步骤S3中数据通讯连接的方法为：

客户端建立TCP连接传输通道并提交AES-256随机对称密钥，中心服务端接收保存随机对称密钥，

中心控制服务器后续使用该随机对称密钥进行网络通信，通信完成断开连接，随机对称密钥失效。

还包括:

S6：首先所述运维管理模块下载人防门分布地图后,操作人员在地图上选取当前人防门位置后；运维管理模块按照响应应急维修、操作人员移动距离总体上最少、避免出现重复路线的三个优先级依次下降的指标，规划出巡检其他人防门巡检的运维路线；操作人员达到下一人防门，重新进入步骤S1。

相对于现有技术，本发明所述的一种人防门移动运维巡检系统具有以下优势：

1.运维管理模块和中心运维服务器之间可以互相储存或传递相关信息(人防门的基础信息和巡检结果)，提高了运维工作的整体效率，实现了人防门运维巡检的智能化和自动化。

2.增强安全性，在完成人防门身份识别模块(包括二种验证模式)后进入巡检流程，巡检接入专用网络且通过安全通信模块传递验证信息和传递相关通信数据，且数据加密传递，安全性显著增强。

3.联动性增强，通过手持设备的自动运维模块指令，区域控制服务器控制外围设备(风机、动力机构)的深层启动测试，提高了运维巡检的操作水平和效率。

4.通过实时定位、地图标识，设计出解决最应急、最优化的巡检路线，提高巡检的效率，也提升了巡检时应急处理水平。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的巡检流程图。

图3是本发明的身份识别流程图。

图4为本发明安全通信数据流程图。

图5为运维向导流程图。

图6为运维管理流程图。

图7为电机风机控制命令执行流程图。

图8为位置导航处理流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1，一种人防门移动运维的安全巡检系统，包括：

一手持巡检工业计算机，设置有人防门身份识别模块和运维管理模块；所述工业移动计算机为基础载体，包括操作系统(WIN CE)和工业相机等；

所述人防门身份识别模块，用于验证人防门的身份信息；

所述运维管理模块，在人防门身份识别模块验证人防门的身份信息通过后，通过人防系统专用网络，启动对所述人防门的运维巡检向导界面；

中心运维服务器，设置在人防系统中心机房内，所述中心运维服务器设置有数据存储模块，所述中心运维服务器向所述运维管理模块提供待巡检的人防门的基础数据，并接收和存储所述运维管理模块获取的巡检结果；中心运维服务器操作系统为Linux,数据库管理系统为Oracle，包括有人防门基本信息数据库、运维方案数据库和位置导航数据库。

安全通信模块，包括客户端和中心服务端，所述客户端设置在所述手持巡检工业计算机上，所述中心服务端设置在中心运维服务器上，人防门的基础数据和巡检结果均通过客户端和中心服务端加密发出和接收。

所述人防门身份识别模块包括射频读取器、二维码扫描器和微处理器。

还包括：

安全通信模块具有的区域服务端，及

区域控制服务器，具有上述安全通信模块的区域服务端，区域服务端接收所述运维管理模块发出指令，控制外部的电机或风机启动与关闭。

所述手持巡检工业计算机上，设置有人防门定位模块和位置导航模块。

网络数据交互则通过本发明中的安全通信模块完成；所述区域控制服务器部署在人防门现场区域机房，其中操作系统为Linux，当操作人员通过运维管理模块控制电机、风机启动停止时，控制指令后端通过安全通信模块传输到区域控制服务器，由区域控制服务器向对应的电气控制系统发送控制指令。

如图2，利用上述的人防门移动运维的安全巡检系统进行巡检的方法，包括以下步骤：

S1:巡检人员携带手持巡检工业计算机进入人防工程内，准备进行巡检；

S2:巡检人员到达人防门处，启动手持巡检工业计算机的身份识别模块；见图3

首先对人防门的射频标签进行识别，并判断是否能正常识别，如果人防门射频标签能正常识别，则跳转至S3步骤；

如果不能识别，进入人防门二维码识别；

如果人防门二维码标签能正常识别，则跳转至S3步骤；

如果人防门二维码不能正常识别，则在工业巡检工业计算机上人工写入人防门的身份标识数据，识别通过后，跳转至S3步骤。

身份识别的具体操作如下：所述人防门自动身份标识识别包括RFID识别和二维码识别，RFID和二维码标签都承载人防门的身份标识。程序启动后内部自动启动RFID读取线程，此线程不断的调用所述工业移动计算机厂家提供的RFID标签识别相关SDK函数，对读取到的信息根据格式进行校验，如果是合法的身份标识则激活运维管理模块并传递身份标识，否则继续读取。通常有效读取距离是小于5米，当所述工业移动计算机已经非常接近或者挨着人防门的RFID标签还没有正确读取，操作人员则点击模块界面上的二维码识别按钮，并将识别区域对准二维码标签，此时程序内部自动停止RFID读取线程而开启二维码读取线程，该线程同样不断的调用所述工业移动计算机厂家提供的二维码标签识别相关SDK函数，同样对读取到的信息根据格式进行校验，如果是合法的身份标识则激活运维管理模块并传递身份标识，否则继续读取。如果始终不能正确读取，操作人员则点击手工输入按钮，使用键盘输入正确的身份标识，然后点击确定，程序内部自动停止二维码读取线程同时激活运维管理模块并传递身份标识，最后退出身份识别程序。

S3:启动手持巡检工业计算机与中心控制服务器之间的人防系统专用网络连接指令，由所述安全通信模块的客户端和中心服务端进行安全匹配性验证，

如果验证通过，手持巡检工业计算机与中心控制服务器在人防系统专用网络中进行数据通讯连接，并跳转至下S4；

如果无法正常连接则检查网络，记录原因并保存；

S4:巡检人员操作手持巡检工业计算机，由所述运维管理模块通过客户端，从中心控制服务器的安全通信模块中心服务端下载人防门基础数据，巡检人员根据基础数据进行巡检并输入巡检结果到所述运维管理模块；

S5：将巡检结果通过运维管理模块的安全通信模块客户端，发送给中心控制服务器的安全通信模块中心服务端，由中心运维服务器的数据存储模块给予保存，巡检结束。

所述基础数据包括巡检对象和巡检项目组成的信息，

所示巡检对象包括人防门的门表面、铰叶、门框、密封条、力矩轮盘、紧固拉杆、开关到位传感器、环境检测传感器、视频监控、音频对讲装置、电气控制箱、指示灯；

巡检项目包括外观检测、裂纹检查、形变检查，腐蚀老化检查、状态检查。

步骤S4后还包括：

S41:巡检人员操作手持巡检工业计算机，由所述运维管理模块的安全通信模块的客户端发出指令，传递给区域控制服务器的安全通信模块区域服务端，区域控制服务器接收指令，控制外部的电机或风机启动与关闭。

步骤S3中安全匹配验证方法为：

客户端通过中心服务端提供WEB API接口获取中心服务端公钥和公钥指纹，使用SHA-1算法提取公钥的指纹后与获取公钥指纹进行对比，如果匹配则认为中心服务器正确和真实，否则将放弃后续流程。

步骤S3中数据通讯连接的方法为：

客户端建立TCP连接传输通道并提交AES-256随机对称密钥，中心服务端接收保存随机对称密钥，

中心控制服务器后续使用该随机对称密钥进行网络通信，通信完成断开连接，随机对称密钥失效。

所述网络通信时的通信数据包使用LZMA压缩算法压缩后传输。

还包括:

S6：首先所述运维管理模块下载人防门分布地图后,操作人员在地图上选取当前人防门位置后；运维管理模块按照响应应急维修、操作人员移动距离总体上最少、避免出现重复路线的三个优先级依次下降的指标，规划出巡检其他人防门巡检的运维路线；操作人员达到下一人防门，重新进入步骤S1。

所述运维管理模块是运行在所述工业移动计算机上，后台通过所述安全通信模块的客户端与所述中心运维服务器的中心服务端通信。接收到身份标识自动识别模块发送的人防门身份标识信息后，立即通过所述安全通信模块客户端向中心运维服务器的中心服务端查询当前人防门的基础数据，随后引导现场操作人员进行运维操作，根据运维巡检向导界面提示完成对门表面、铰叶、门框、密封条、力矩轮盘、紧固拉杆、开关到位传感器、环境检测传感器、视频监控和音频对讲装置以及电气控制箱进行外观检测，裂纹检查、形变检查，腐蚀老化检查，指示灯工作状态检查，通过向导界面点击启动停止电机和风机按钮对电机和风机进行控制，操作人员根据动作、声音判断电机和风机正常与否。在维护和检查过程中操作人员根据向导界面提示进行填写各项数据、图片和视频，最后提交保存。

所述安全通信模块充当所述运维管理模块、所述中心运维服务器和所述区域控制服务器的通信桥梁，形式上分为客户端和服务端，通信流程见图4，客户端运行在所述工业移动计算机上并嵌入到运维管理模块中，完成数据加密和传输；中心服务端运行在所述中心运维服务器上，中心服务端对通过校验数据包进行响应，包括接收数据，提取反馈和转发设备控制指令到电气执行系统(电机、风机)。所述安全通信模块连接可靠，为防止非法入侵和错误数据，设计上采用非对称密钥机制进行双方身份确认、建立连接和对称加密通信，技术上首先客户端从所述运维服务器上下载公钥和SHA-1公钥指纹后验证服务器真伪，随后协商基于AES-256对称加解密算法的临时随机对称密钥，通信对话结束后临时对称密钥失效，通信过程中有任何异常则主动断开对方。另外对于通信数据包还将使用LZMA压缩算法压缩后传输，目的是减少传输数据量，提高传输效率。

所述位置导航模块是运行在所述工业移动计算机上，通过所述的安全通信模块与所述中心运维服务器通信，向操作人员提供可参考的高效、精确运维巡检路线。具体导航流程见图6，首先下载人防门分布地图后，自动在地图上标注巡检完成情况，操作人员在地图上选取当前人防门位置后，本模块将自动规划去巡检其他的人防门区域的最高效率运维路线和标注巡检路线的距离，完全确保覆盖所有的人防门区域。路线规划策略：操作人员按照响应应急维修、操作人员移动距离总体上最少、避免出现重复路线的三个优先级依次下降指标，规划巡检路线。

案例：某地下人防工程的人防门及部件季度巡检，操作人员携带工业移动计算机到达人防门附近时开机,搜索和连接正确的无线网络，当接近人防门时，身份标识程序自动读取RFID标签数据获取到身份标识，运维管理模块立即被激活，后台通过安全通信模块立即与中心运维服务器建立安全连接，根据身份标识提取与之关联的数据向操作人员参考展示，操作人员按照运维管理模块向导完成对人防门及其部件的检测，开启关闭电机、风机，最后在模块界面上完成填写巡检运维情况提交保存，随后使用位置导航模块根据规划路径导航到后续的人防门进行维护。

发明的效果：

具备接近人防门自动身份标识识别：人防门身份识别程序后台实时读取人防门RFID标签数据，通常在工业移动计算机和人防门RFID标签距离小于5米时会被正常自动读取，然后通知运维管理模块；

运维管理模块管理人防门以及监测装置的维护工作和档案数据：根据人防门身份标识提取和存储，运维管理模块在运维过程中提供向导交互模式，操作人员输入便捷，历史比对清晰；

运维管理模块可远程发送指令激活部分动力机构实现深层状态诊断：模块界面上提供对电机和风机开启停止按钮，操作人员只需进行简单的点击即可对电机和风机开启停止，只需要通过声音变化就能完成测试判断；

安全通信模块实现数据加密，有效验证，确保通信正确和安全：采用先验证服务器的真伪，后协商临时随机密钥，每个客户端的每次通信采用密钥都不一样，实现数据被窃取也无法破解、无法篡改和无法伪装；

向操作人员提供可参考的高效和精确运维巡检路线，路线规划策略：操作人员移动距离总体上最少、避免出现重复路线和进入高密度区域全部完成作业再进行转移

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种人防门移动运维的安全巡检系统，其特征在于，包括：

一手持巡检工业计算机，设置有人防门身份识别模块和运维管理模块；

所述人防门身份识别模块，用于验证人防门的身份信息；

所述运维管理模块，在人防门身份识别模块验证人防门的身份信息通过后，通过人防系统专用网络，启动所述人防门的运维巡检向导界面；

中心运维服务器，设置在人防系统中心机房内，所述中心运维服务器设置有数据存储模块，所述中心运维服务器向所述运维管理模块提供待巡检的人防门的基础数据，并接收和存储所述运维管理模块获取的巡检结果；

安全通信模块，包括客户端和中心服务端，所述客户端设置在所述手持巡检工业计算机上，所述中心服务端设置在中心运维服务器上，人防门的基础数据和巡检结果均通过客户端和中心服务端加密发出和接收；

所述人防门身份识别模块包括射频读取器、二维码扫描器和微处理器，安全通信模块具有的区域服务端，及

区域控制服务器，具有上述安全通信模块的区域服务端，区域服务端接收所述运维管理模块发出指令，控制外部的电机或风机启动与关闭。

2.根据权利要求1所述的人防门移动运维的安全巡检系统，其特征在于，所述手持巡检工业计算机上，设置有人防门定位模块和位置导航模块。

3.利用权利要求1所述的人防门移动运维的安全巡检系统进行巡检的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:巡检人员携带手持巡检工业计算机进入人防工程内，准备进行巡检；

S2:巡检人员到达人防门处，启动手持巡检工业计算机的身份识别模块；

首先对人防门的射频标签进行识别，并判断是否能正常识别，如果人防门射频标签能正常识别，则跳转至S3步骤；

如果不能识别，进入人防门二维码识别；

如果人防门二维码标签能正常识别，则跳转至S3步骤；

如果人防门二维码不能正常识别，则在工业巡检工业计算机上人工写入人防门的身份标识数据，识别通过后，跳转至S3步骤；

S3:启动手持巡检工业计算机与中心控制服务器之间的人防系统专用网络连接指令，由所述安全通信模块的客户端和中心服务端进行安全匹配性验证，

如果验证通过，手持巡检工业计算机与中心控制服务器在人防系统专用网络中进行数据通讯连接，并跳转至下S4；

如果无法正常连接则检查网络，记录原因并保存；

S4:巡检人员操作手持巡检工业计算机，由所述运维管理模块通过客户端，从中心控制服务器的安全通信模块中心服务端下载人防门基础数据，巡检人员根据基础数据进行巡检并输入巡检结果到所述运维管理模块；

S5：将巡检结果通过运维管理模块的安全通信模块客户端，发送给中心控制服务器的安全通信模块中心服务端，由中心运维服务器的数据存储模块给予保存，巡检结束。

4.根据权利要求3所述的人防门移动运维的安全巡检方法，其特征在于，所述基础数据包括巡检对象和巡检项目组成的信息；

所示巡检对象包括人防门的门表面、铰叶、门框、密封条、力矩轮盘、紧固拉杆、开关到位传感器、环境检测传感器、视频监控、音频对讲装置、电气控制箱、指示灯；

巡检项目包括外观检测、裂纹检查、形变检查，腐蚀老化检查、状态检查。

5.根据权利要求3所述的人防门移动运维的安全巡检方法，其特征在于，步骤S4后还包括：

S41:巡检人员操作手持巡检工业计算机，由所述运维管理模块的安全通信模块的客户端发出指令，传递给区域控制服务器的安全通信模块区域服务端，区域控制服务器接收指令，控制外部的电机或风机启动与关闭。

6.根据权利要求3所述的人防门移动运维的安全巡检方法，其特征在于，步骤S3中安全匹配验证方法为：

客户端通过中心服务端提供WEB API接口获取中心服务端公钥和公钥指纹，使用SHA-1算法提取公钥的指纹后与获取公钥指纹进行对比，如果匹配则认为中心服务器正确和真实，否则将放弃后续流程。

7.根据权利要求3所述的人防门移动运维的安全巡检方法，其特征在于，步骤S3中数据通讯连接的方法为：

客户端建立TCP连接传输通道并提交AES-256随机对称密钥，中心服务端接收保存随机对称密钥，

中心控制服务器后续使用该随机对称密钥进行网络通信，通信完成断开连接，随机对称密钥失效。

8.根据权利要求3所述的人防门移动运维的安全巡检方法，其特征在于，还包括:

S6：首先所述运维管理模块下载人防门分布地图后,操作人员在地图上选取当前人防门位置后；运维管理模块按照响应应急维修、操作人员移动距离总体上最少、避免出现重复路线的三个优先级依次下降的指标，规划出巡检其他人防门巡检的运维路线；操作人员达到下一人防门，重新进入步骤S1。

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