CN113038122B - 一种基于视频图像诊断数据的故障定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于视频图像诊断数据的故障定位系统及方法，该故障定位系统包括前端设备摄像机系统，包括全路摄像机，被配置为摄取视频图像信息；综合视频监控系统，被配置为查看所述前端设备摄像机系统摄取的实时视频及录像视频；视频运维系统，被配置为对经所述综合视频监控系统获取的视频图像进行质量诊断确定视频监控故障类型，定位故障原因。本发明可以用于视频业务相关设备和系统的集中管理和运维，为用户提供故障定位分析的智能化服务，辅助运维管理人员判断视频运营的安全性、稳定性，为生产运维决策提供有力的支持。
Description
技术领域
本发明是关于一种基于视频图像诊断数据的故障定位系统及方法，涉及网络通信及视频监测监控技术领域。
背景技术
视频运维管理系统应用互联网、大数据等技术，实现铁路视频监控的智能运维，是对铁路视频从传统基础设施向智能交通基础设施转型升级的响应。铁路综合视频监控系统监控范围广，全路摄像机的接入容量已达到十几万路的规模，需要用户全天候监控，因此对运维监控的需求愈加强烈。
现有运维平台包括视频图像质量诊断系统和视频网管系统分别对视频图像质量评估和视频软硬件设备实时监控。但是在现场运维过程中还存在以下问题：视频图像质量系统对视频图像进行诊断，但是不能判断引起图像问题的原因，无法定位故障原因；视频网管系统通过多渠道采集丰富的视频监控系统软硬件设备数据，并实现了可视化的监控数据展示，但存在告警数据简单堆叠呈现、故障无法定位的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够确定引起视频故障的原因，自动定位故障位置的基于视频图像诊断数据的故障定位系统及方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种基于视频图像诊断数据的故障定位系统，该故障定位系统包括：
前端设备摄像机系统，包括全路摄像机，被配置为摄取视频图像信息；
综合视频监控系统，被配置为查看所述前端设备摄像机系统摄取的实时视频或录像视频；
视频运维系统，被配置为对经所述综合视频监控系统获取的视频图像进行质量诊断确定视频监控故障类型，定位故障原因。
进一步地，所述视频运维系统包括视频图像质量模块、网管模块和故障定位分析模块；
所述视频图像质量模块，被配置为对视频图像进行质量诊断并确定视频监控故障类型，其中，视频监控故障类型包括实时视频无法查看和故障录像视频丢失；
所述网管模块，被配置为收集各硬件设备及服务的告警信息；
所述故障定位分析模块，被配置为根据视频监控故障类型与告警信息关联对故障原因进行排查定位故障原因。
进一步地，所述综合视频监控系统和视频运维系统均能够与WEB客户端进行信息交互。
进一步地，所述综合视频监控系统包括管理服务器、分转发服务器、交换机和/或存储服务器；
所述管理服务器与分转发服务器、摄像机以及存储服务器均通过交换机进行信号转发，硬件服务器按照管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-摄像机进行信息传输，使得用户获取实时视频；或者硬件服务器按照管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-存储服务器-存储介质的顺序进行信息传输，使得用户获取录像视频。
第二方面，本发明还提供基于视频图像诊断数据的故障定位方法，包括内容为：
S1、数据收集：数据收集包括硬件设备数据和软件系统数据；
S2、数据处理：将收集到的数据先进行数据收敛，过滤掉连续时间段内相同或相近的数据，再发送至数据访问总线，数据访问总线将接入数据统一转化为视频运维系统的标准监控数据格式；
S3、对数据进行图像质量诊断，确定视频监控故障类型，获得图诊结果；
S4、数据关联定位：将图诊诊断结果与网管故障告警信息关联，依次对引起故障原因排查，最终定位故障原因。
进一步地，数据收敛的方式是：
将产生的告警事件对应的subjectID、actionID推送到redis，其中，subjectID对应一条告警事件，actionID对应告警接收组；
每隔设定时间获取redis存储的ID查询zabbix数据库，同时清空redis已经读取过的key；
将获取的所有告警事件，根据监控项[triggerkey]或IP地址分组；
分组后的信息发送时，判断该组告警的条数。
进一步地，告警信息类型分为网络链路掉线告警、服务状态不在线告警和负载能力超载告警，每种告警类型都设置有相关的告警对象分类和对应的故障事件。
进一步地，所述数据关联定位的具体过程包括：
A、如果图诊诊断结果为无视频信号，先排查硬件故障，根据摄像机IP定位网络路由，首先判断网络链路是否联通，自动识别管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-摄像机是否存在掉线告警；然后排查服务在线状态，根据摄像机资源所分配的管理服务、分转发服务的顺序，自动识别服务是否存在不在线告警，按照逻辑判断关系定位故障位置；
B、图诊诊断结果为录像丢失，先排查硬件故障，根据摄像机IP定位网络路由，首先判断网络链路是否联通，自动识别管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-存储服务器是否存在掉线告警；然后排查存储介质是否存在掉线情况，最后排查服务在线状态，根据摄像机资源所分配的管理服务、分转发服务、存储服务的顺序，自动识别服务是否存在不在线告警，按照逻辑判断关系定位故障位置。
进一步地，图像质量诊断得到视频监控故障类型的方式：利用图像识别、深度学习技术判断实时视频图像是否为无视频信号，判断录像视频图像是否为录像丢失，得到图诊结果。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明通过故障关联定位分析，基于图诊诊断数据和网管模块收集的告警信息，实现视频故障的定位，能够有效提高运维人员提高运维的效率，高效完成运维任务；
2、本发明可以用于视频业务相关设备和系统的集中管理和运维，为用户提供故障定位分析的智能化服务，辅助运维管理人员判断视频运营的安全性、稳定性，为生产运维决策提供有力的支持。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例的设备网络连接图；
图2为本发明实施例的数据流程示意图；
图3为本发明实施例实时视频故障关联定位的逻辑图；
图4为本发明实施例的实时视频调取的流程图；
图5为本发明实施例录像视频故障关联定位的逻辑图；
图6为本发明实施例的录像视频调取的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供的基于视频图像诊断数据的故障定位系统，包括前端设备摄像机系统、综合视频监控系统和视频运维系统。
前端设备摄像机系统包括全路摄像机，用于摄取视频图像信息；
综合视频监控系统连接前端设备摄像机系统，用于查看实时视频及录像视频；
视频运维系统连接综合视频监控系统，用于对获取的视频图像进行质量诊断确定视频监控故障类型，定位故障原因。其中，综合视频监控系统和视频运维系统均可以与WEB客户端进行信息交互。
具体地，视频运维系统包括视频图像质量模块、网管模块和故障定位分析模块；视频运维系统将网管模块和视频图像质量模块结合起来，并通过故障定位分析模块分析故障原因并定位故障，其中：
视频图像质量模块，被配置为对视频图像进行质量诊断并确定视频监控故障类型，其中，视频监控故障类型包括实时视频无法查看和故障录像视频丢失。
网管模块，被配置为收集各硬件设备及服务的告警信息。
故障定位分析模块，被配置为根据视频监控故障类型与告警信息关联对故障原因进行排查定位故障原因。
本发明一些实施例中，综合视频监控系统包括管理服务器、分转发服务器、交换机和/或存储服务器；管理服务器与分转发服务器、摄像机以及存储服务器均通过交换机进行信号转发。
硬件服务器按照管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-摄像机进行信息传输，使得用户获取实时视频；
或者硬件服务器按照管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-存储服务器-存储介质的顺序进行信息传输，使得用户获取录像视频。
本发明一些实施例中，视频图像质量模块可以采用图像诊断服务器。
本发明一些实施例中，网管模块可以采用网管服务器。
实施例2
如图2所示，本实施例提供的基于视频图像诊断数据的故障定位方法包括数据收集、数据处理、数据质量诊断及数据关联定位，具体内容为：
S1、数据收集
具体地，数据收集包括两种类型，硬件设备和软件系统数据。
硬件设备通过多协议IPMI\SNMP\Zabbix Agent\Restful\TCP\PING\铁标视频数据接口以及其他可定制化接口，将全路摄像机、交换机及各服务器等硬件设备接入网管服务器进行处理。
软件系统数据将综合视频监控系统的数据通过铁标A接口接入至图像诊断服务器进行处理。
S2、数据处理
具体地，将收集到的数据先进行数据收敛，过滤掉连续时间段内相同或相近的数据，再采用MQ、restfull、TCP以及其他可定制化接口方式将数据发送至数据访问总线，数据访问总线将接入数据统一转化为视频运维系统的标准监控数据格式；
软硬件系统数据通过监控软件zabbix收集告警数据，将数据收敛后通过网管可视化界面展示。数据收敛的方式是：
将产生的告警事件对应的subjectID(对应一条告警事件)、actionID(对应告警接收组)推送到redis；
每隔设定的1分钟获取redis存储的ID查询zabbix数据库，同时清空redis已经读取过的key；
将获取的所有告警事件，根据监控项[triggerkey](或IP地址)分组；
分组后的信息发送时，判断该组告警的条数。
S3、对数据进行图像质量诊断，确定视频监控故障类型，获得图诊结果。
具体地，图像质量诊断得到视频监控故障类型的方式：利用图像识别、深度学习技术判断实时视频图像是否为无视频信号，判断录像视频图像是否为录像丢失，得到图诊结果。
S4、数据关联定位：将图诊结果与网管故障告警信息关联，依次对引起故障原因排查，最终定位故障原因。
具体地，以图诊结果或用户手动选择的摄像机进行故障分析，基于告警与监控数据和网络路由关系分析出无法看摄像机视频的原因。例如图诊诊断出来实时视频没有画面，网管告警推送了几十条，需要一一排查告警推送，就需要将图诊诊断结果和相应的网管告警关联起来，准确告知运维人员是哪个服务器或是哪个交换出现故障引起的，确定引起视频故障的原因，自动定位故障位置。
一些实现中，网管服务器可支持各种硬件设备的接入以及视频系统的接入，收集各种告警信息，本实施例的告警信息类型可分为网络链路掉线告警、服务状态不在线告警和负载能力超载告警，每种告警类型都设置有相关的告警对象分类和对应的故障事件，如表1所示：
表1为网管故障信息图
具体地，故障定位分析时将图诊诊断结果与网管故障告警信息关联，依次对引起故障的硬件、服务、集群状态等原因排查，最终定位故障原因，具体包括：
A、如图3所示，如果图诊诊断结果为无视频信号，先排查硬件故障，根据摄像机IP定位网络路由，首先判断网络链路是否联通，自动识别管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-摄像机是否存在掉线告警；然后排查服务在线状态，根据摄像机资源所分配的管理服务、分转发服务的顺序，自动识别服务是否存在不在线告警，按照逻辑判断关系定位故障位置。具体实现过程可以如图4所示，用户查看实时视频的信令的顺序是请求管理服务到相关分转发定位至摄像机，将视频流通过摄像机到分转发服务到视频客户端，用户可获取实时视频，根据信令和视频流的方向，一旦实时视频出现无视频信号的状态，硬件服务器可以按照管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-摄像机的顺序继续排查，服务可按照管理服务和分转发服务的顺序进行排查。
B、如图5所示，图诊诊断结果为录像丢失，先排查硬件故障，根据摄像机IP定位网络路由，首先判断网络链路是否联通，自动识别管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-存储服务器是否存在掉线告警；然后排查存储介质是否存在掉线情况，最后排查服务在线状态，根据摄像机资源所分配的管理服务、分转发服务、存储服务的顺序，自动识别服务是否存在不在线告警，按照逻辑判断关系定位故障位置。具体实现可以如图6所示，用户查看录像视频的信令的顺序是请求管理服务，到相关分转发服务继而到存储服务以及存储介质，将视频流通过存储介质到分转发服务到视频客户端，用户可获取录像视频，根据信令和视频流的方向，一旦录像出现丢失的状态，说明当下被查看的录像时间的信令传输存在问题，硬件服务器可按照管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-存储服务器-存储介质的顺序进行排查，服务可按照管理服务、分转发服务、存储服务的顺序来进行排查。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于视频图像诊断数据的故障定位系统，其特征在于，该故障定位系统包括：
前端设备摄像机系统，包括全路摄像机，被配置为摄取视频图像信息；
综合视频监控系统，被配置为查看所述前端设备摄像机系统摄取的实时视频或录像视频；综合视频监控系统包括管理服务器、分转发服务器、交换机和/或存储服务器；所述管理服务器与分转发服务器、摄像机以及存储服务器均通过交换机进行信号转发，硬件服务器按照管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-摄像机进行信息传输，使得用户获取实时视频；或者硬件服务器按照管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-存储服务器-存储介质的顺序进行信息传输，使得用户获取录像视频；
视频运维系统，被配置为对经所述综合视频监控系统获取的视频图像进行质量诊断确定视频监控故障类型，定位故障原因，所述视频运维系统包括视频图像质量模块、网管模块和故障定位分析模块；
所述视频图像质量模块，被配置为对视频图像进行质量诊断并确定视频监控故障类型，其中，视频监控故障类型包括实时视频无法查看和故障录像视频丢失；
所述网管模块，被配置为收集各硬件设备及服务的告警信息；
所述故障定位分析模块，被配置为根据视频监控故障类型与告警信息关联对故障原因进行排查定位故障原因，其中，
A、如果图诊诊断结果为无视频信号，先排查硬件故障，根据摄像机IP定位网络路由，首先判断网络链路是否联通，自动识别管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-摄像机是否存在掉线告警；然后排查服务在线状态，根据摄像机资源所分配的管理服务、分转发服务的顺序，自动识别服务是否存在不在线告警，按照逻辑判断关系定位故障位置；
B、图诊诊断结果为录像丢失，先排查硬件故障，根据摄像机IP定位网络路由，首先判断网络链路是否联通，自动识别管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-存储服务器是否存在掉线告警；然后排查存储介质是否存在掉线情况，最后排查服务在线状态，根据摄像机资源所分配的管理服务、分转发服务、存储服务的顺序，自动识别服务是否存在不在线告警，按照逻辑判断关系定位故障位置。
2.根据权利要求1所述的基于视频图像诊断数据的故障定位系统，其特征在于，所述综合视频监控系统和视频运维系统均能够与WEB客户端进行信息交互。
3.基于权利要求1～2任一项所述的基于视频图像诊断数据的故障定位系统的故障定位方法，其特征在于包括内容为：
S1、数据收集：数据收集包括硬件设备数据和软件系统数据；
S2、数据处理：将收集到的数据先进行数据收敛，过滤掉连续时间段内相同或相近的数据，再发送至数据访问总线，数据访问总线将接入数据统一转化为视频运维系统的标准监控数据格式；
S3、对数据进行图像质量诊断，确定视频监控故障类型，获得图诊结果；
S4、数据关联定位：将图诊诊断结果与网管故障告警信息关联，依次对引起故障原因排查，最终定位故障原因。
4.根据权利要求3所述的基于视频图像诊断数据的故障定位系统的故障定位方法，其特征在于，数据收敛的方式是：
将产生的告警事件对应的subjectID、actionID推送到redis，其中，subjectID对应一条告警事件，actionID对应告警接收组；
每隔设定时间获取redis存储的ID查询zabbix数据库，同时清空redis已经读取过的key；
将获取的所有告警事件，根据监控项[triggerkey]或IP地址分组；
分组后的信息发送时，判断该组告警的条数。
5.根据权利要求4所述的基于视频图像诊断数据的故障定位系统的故障定位方法，告警信息类型分为网络链路掉线告警、服务状态不在线告警和负载能力超载告警，每种告警类型都设置有相关的告警对象分类和对应的故障事件。
6.根据权利要求5所述的基于视频图像诊断数据的故障定位系统的故障定位方法，其特征在于，所述数据关联定位的具体过程包括：
A、如果图诊诊断结果为无视频信号，先排查硬件故障，根据摄像机IP定位网络路由，首先判断网络链路是否联通，自动识别管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-摄像机是否存在掉线告警；然后排查服务在线状态，根据摄像机资源所分配的管理服务、分转发服务的顺序，自动识别服务是否存在不在线告警，按照逻辑判断关系定位故障位置；
B、图诊诊断结果为录像丢失，先排查硬件故障，根据摄像机IP定位网络路由，首先判断网络链路是否联通，自动识别管理服务器-交换机-分转发服务器-交换机-存储服务器是否存在掉线告警；然后排查存储介质是否存在掉线情况，最后排查服务在线状态，根据摄像机资源所分配的管理服务、分转发服务、存储服务的顺序，自动识别服务是否存在不在线告警，按照逻辑判断关系定位故障位置。
7.根据权利要求3～6任一项所述的基于视频图像诊断数据的故障定位系统的故障定位方法，其特征在于，图像质量诊断得到视频监控故障类型的方式：利用图像识别、深度学习技术判断实时视频图像是否为无视频信号，判断录像视频图像是否为录像丢失，得到图诊结果。
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