CN113837408A - 基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统 - Google Patents

基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，包括：数据监测模块，用于对预设范围内的全部交通设施所采集的交通数据进行实时接入、处理和分析，确定是否存在设备告警数据；预警分析模块，用于按照一定时间对设备告警数据进行筛选，并采用均值漂移算法对筛选出的设备告警数据进行分析，确定故障高发区域；设备健康评估模块，用于对故障高发区域中的单个交通设施的健康状态进行评估；全交通资产管理模块，用于对预设范围内的全部交通设施的整体分布信息及各单个交通设施的基本信息、使用状态和健康状态进行在线存储和更新。本发明能够对交通设施进行故障分析，并对其基本信息、使用状态和健康状态进行全程监管。

Description

基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统
技术领域
本发明涉及交通设施监管技术领域，更具体的说是涉及一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统。
背景技术
从智能交通的国内外发展历程可以看出，近几年来交通发展的重点已经从以前比较落后的交通设施的建设向现代交通系统智能化方向发展。随着电子信息领域技术的快速发展，以及物联网、云计算、大数据、移动互连等技术在交通领域的应用和发展，不仅给智能交通系统注入新的技术内涵，也对智能交通系统的模式、理念产生了巨大影响。随着研究和应用的深入，对于提高城市交通设施运行效率方面发挥着重要作用。
传统的交通运维管理平台更多的依赖于设备状态和运行监测简单的设备运维管理，并不能很好的体现整个设备使用过程中的从入库、出库、上线、运行、维保、报废整个生命流程全监管和预测分析。
因此，如何提供一种能够对交通设施全生命周期进行监管和运维管理系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，能够对交通设施进行故障分析，并对其基本信息、使用状态和健康状态进行全程监管。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，包括：
数据监测模块，用于对预设范围内的全部交通设施所采集的交通数据进行实时接入、处理和分析，确定是否存在设备告警数据；
预警分析模块，用于按照一定时间对设备告警数据进行筛选，并采用均值漂移算法对筛选出的设备告警数据进行分析，确定故障高发区域；
设备健康评估模块，用于对故障高发区域中的单个交通设施的健康状态进行评估；以及
全交通资产管理模块，用于对预设范围内的全部交通设施的整体分布信息及各单个交通设施的基本信息、使用状态和健康状态进行在线存储和更新。
进一步的，在上述一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统中，所述数据监测模块包括：
数据获取模块，用于采用标准数据接口实时获取预设范围内全部交通设施所采集的交通数据；所述交通数据至少包括：交通流数据、交通卡口数据、视频数据、交通诱导数据、信号数据和违法数据；
数据处理模块，用于对获取的交通数据进行存储、抽取、关联和对比分析处理；以及
数据分析模块，用于在Flink框架下，对处理后的交通数据进行实时/离线算法分析，确定是否存在设备告警数据。
进一步的，在上述一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统中，所述数据监测模块还包括：
数据库，用于存储接入的实时交通数据、设备告警数据以及维保预案；
所述数据分析模块还用于根据设备告警数据类型，调取相应的维保预案。
进一步的，在上述一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统中，所述设备健康评估模块还用于根据预设范围内的任一设备状态、设备故障维度和设备数据采集分析三个评价维度对相应交通设备进行评分，得到相应交通设备的健康指数。
进一步的，在上述一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统中，所述全交通资产管理模块包括：
全交通资产预览模块，用于结合大数据和路网GIS平台对预设范围内各监测点所含交通设施类型及数量进行总体预览；所述交通设施类型至少包括：交通安全设施、交通标志及标线、交通科技设备及其附件、硬件设备，软件系统和备品备件；
交通科技设备信息管理模块，用于对预设范围内的全部交通科技设备及其附件的基本信息进行查询、新增/修改、批量批注、批量导入和下载；
交通科技设备状态记录模块，用于对预设范围内的全部类型或单一类型的交通科技设备及其附件按照使用年限和质保期限进行分类汇总；以及
设备详情查询模块，用于对预设范围内的任一交通科技设备的基本信息、当前运行状态、健康曲线、故障分析维度、数据采集分析和健康状态进行汇总显示。
进一步的，在上述一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统中，所述交通科技设备状态记录模块还用于对相应交通科技设备及其附件的入库、出库、上线、运行、维保和报废过程进行记录。
进一步的，在上述一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统中，所述全交通资产管理模块还包括：
数据共享模块，用于通过数据接口或消息队列的形式将故障高发区域中相应交通设备的基本信息、使用状态和健康状态发送至终端设备。
进一步的，在上述一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统中，所述全交通资产管理模块还包括：
报告生成模块，用于根据预设范围内所选交通科技设备及其附件的基本信息、运行状态和健康状态生成预设格式的报告。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，通过对交通资产在云端的统筹管理、监测、运行评价、在线分析、故障诊断等，为用户现有的有形及无形资产提供全面的、精细的托管服务和运维保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统的整体框架图；
图2为本发明提供的全交通总体预览示意图；
图3为本发明提供的设备详情显示示意图；
图4为本发明提供的用于采用均值漂移算法进行计算的样例数据；
图5为本发明提供的样例数据的平面分布视图；
图6为本发明提供的样例数据聚类后的分类视图；
图7为本发明提供的故障高发区域各元素的中心点坐标。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例公开了一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，包括：
数据监测模块，用于对预设范围内的全部交通设施所采集的交通数据进行实时接入、处理和分析，确定是否存在设备告警数据；
预警分析模块，用于按照一定时间对设备告警数据进行筛选，并采用均值漂移算法对筛选出的设备告警数据进行分析，确定故障高发区域；
设备健康评估模块，用于对故障高发区域中的单个交通设施的健康状态进行评估；以及
全交通资产管理模块，用于对预设范围内的全部交通设施的整体分布信息及各单个交通设施的基本信息、使用状态和健康状态进行在线存储和更新。
其中，预警分析模块对故障高发区域的具体确定过程为：
1：筛选出一定时间（按周或者月）内设备异常记录表、设备维保记录表中数据，然后按照设备id进行分组，元素属性有：device_id、event_type、alarm_level、longitude、latitude；
2：将每条数据的经纬度转换为平面坐标，然后运用聚类算法——均值漂移算法来确定热点区域的中心点和区域半径。
均值漂移算法的具体实现过程为：
2.1、将数据的经纬度和设备ID转换成以下数据格式作为算法计算的数据，样例如图4所示。前二位为经纬度转换成的平面坐标（x,y），第三位为数据标签，从0开始，将实际设备ID与之映射。
2.2、测试数据如下，quantile=0.1 data_poit.txt。Quantile为分位数，与样本数据相关，需参数调优。
2.3、算法的实现使用python语言，python算法库里已经提供了该聚类算法的相关函数，import pandas ，numpy。
2.4、测试数据经过算法包计算后输出以下几种结果数据：
样例数据的平面分布视图如图5所示，聚类后的分类视图如图6所示，故障高发区域各元素中心点坐标如图7所示。
在一个实施例中，所述设备健康评估模块还用于根据预设范围内的任一设备状态、设备故障维度和设备数据采集分析三个评价维度对相应交通设备进行评分，得到相应交通设备的健康指数。
具体的，主要包含下面三个数据评价维度：满分100分，如果出现一个异常项，则减去相应的分数。
（1）设备状态（50%）：包括设备电源状态（开、关）、工控主板状态（有、无）、设备时钟状态（设置、不设置）、通信网络状态（通、不通）、使用年限状态（1-3年，3-5年，5年以上）。
（2）设备故障维度分析（30%）：按照故障等级（致命、严重、中等、一般）
（3）设备数据采集分析（20%）：最近7天数据量（数据量：零、异常、正常）。
在一个实施例中，所述数据监测模块包括：
数据获取模块，用于采用标准数据接口实时获取预设范围内全部交通设施所采集的交通数据；所述交通数据至少包括：交通流数据、交通卡口数据、视频数据、交通诱导数据、信号数据和违法数据；
数据处理模块，用于对获取的交通数据进行存储、抽取、关联和对比分析处理；以及
数据分析模块，用于在Flink框架下，对处理后的交通数据进行实时/离线算法分析，确定是否存在设备告警数据。
在其他实施例中，所述数据监测模块还包括：
数据库，用于存储接入的实时交通数据、设备告警数据以及维保预案；
所述数据分析模块还用于根据设备告警数据类型，调取相应的维保预案。
在一个实施例中，所述全交通资产管理模块包括：全交通资产预览模块、交通科技设备信息管理模块、交通科技设备状态记录模块和设备详情查询模块。
全交通资产预览模块，用于结合大数据和路网GIS平台对预设范围内各监测点所含交通设施类型及数量进行总体预览；所述交通设施类型至少包括：交通安全设施、交通标志及标线、交通科技设备及其附件、硬件设备，软件系统和备品备件。其中，全交通预览界面如图2所示，可以按照地理位置对各监测点进行标记，并在每个标记点建立链接和标注，标注显示当前监测点的地理位置、所含交通设施的种类和数量。同时，显示预设范围内各类型交通设施的总数量和各类型交通设施的详细分类及对应的数量。
交通安全设施包括机非隔离护栏、中央护栏、人行便道护栏、警示柱和防眩设施。交通标志包括禁令标志、指示标志、警告标志和道路标志。交通科技设备包括电警、卡口、视频采集装置、信号机、诱导屏和流量检测器。交通科技设备附件包括信号灯、曝光灯、补光灯、抱杆机箱、LED显示屏和稳压器。硬件设备包括网络设备、服务器、安全设备和机柜。软件系统包括数据库和业务系统。备品备件包括交通信号控制机和电警设备。
交通科技设备信息管理模块，用于对预设范围内的全部交通科技设备及其附件的基本信息进行查询、新增/修改、批量批注、批量导入和下载。交通科技设备信息管理模块能够完成对预设范围内已建设的全部科技设备信息的管理功能，支持对科技设备、各类附件列表查询功能、详细信息查看功能、新增/修改信息功能，支持设备批量标注、批量导入设备信息，并提供模版下载功能。
交通科技设备状态记录模块，用于对预设范围内的全部类型或单一类型的交通科技设备及其附件按照使用年限和质保期限进行分类汇总。查询年限时，可以设置查询条件，比如选择全部类型设备，也可以选择特定的一类设备进行分析。
设备详情查询模块，用于对预设范围内的任一交通科技设备的基本信息、当前运行状态、健康曲线、故障分析维度、数据采集分析和健康状态进行汇总显示。健康状态包括设备的健康指数得分和对应的健康诊断结果。单一设备的详情显示界面如图3所示。
更有利的，所述交通科技设备状态记录模块还用于对相应交通科技设备及其附件的入库、出库、上线、运行、维保和报废过程进行记录。本发明能够了解全交通设备整个生命周期的详细状态数据，便于对交通设施的全程监管。
在一个实施例中，所述全交通资产管理模块还包括：
数据共享模块，用于通过数据接口或消息队列的形式将故障高发区域中相应交通设备的基本信息、使用状态和健康状态发送至终端设备。本发明可将故障高发区域中的相关设备信息远程发送至终端设备，比如客户端，使设备监管人员能够实时获取设备状态。
所述全交通资产管理模块还包括：
报告生成模块，用于根据预设范围内所选交通科技设备及其附件的基本信息、运行状态和健康状态生成预设格式的报告。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，其特征在于，包括：
数据监测模块，用于对预设范围内的全部交通设施所采集的交通数据进行实时接入、处理和分析，确定是否存在设备告警数据；
预警分析模块，用于按照一定时间对设备告警数据进行筛选，并采用均值漂移算法对筛选出的设备告警数据进行分析，确定故障高发区域；
设备健康评估模块，用于对故障高发区域中的单个交通设施的健康状态进行评估；以及
全交通资产管理模块，用于对预设范围内的全部交通设施的整体分布信息及各单个交通设施的基本信息、使用状态和健康状态进行在线存储和更新。
2.根据权利要求1所述的一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，其特征在于，所述数据监测模块包括：
数据获取模块，用于采用标准数据接口实时获取预设范围内全部交通设施所采集的交通数据；所述交通数据至少包括：交通流数据、交通卡口数据、视频数据、交通诱导数据、信号数据和违法数据；
数据处理模块，用于对获取的交通数据进行存储、抽取、关联和对比分析处理；以及
数据分析模块，用于在Flink框架下，对处理后的交通数据进行实时/离线算法分析，确定是否存在设备告警数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，其特征在于，所述数据监测模块还包括：
数据库，用于存储接入的实时交通数据、设备告警数据以及维保预案；
所述数据分析模块还用于根据设备告警数据类型，调取相应的维保预案。
4.根据权利要求1所述的一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，其特征在于，所述设备健康评估模块还用于根据预设范围内的任一设备状态、设备故障维度和设备数据采集分析三个评价维度对相应交通设备进行评分，得到相应交通设备的健康指数。
5.根据权利要求4所述的一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，其特征在于，所述全交通资产管理模块包括：
全交通资产预览模块，用于结合大数据和路网GIS平台对预设范围内各监测点所含交通设施类型及数量进行总体预览；所述交通设施类型至少包括：交通安全设施、交通标志及标线、交通科技设备及其附件、硬件设备，软件系统和备品备件；
交通科技设备信息管理模块，用于对预设范围内的全部交通科技设备及其附件的基本信息进行查询、新增/修改、批量批注、批量导入和下载；
交通科技设备状态记录模块，用于对预设范围内的全部类型或单一类型的交通科技设备及其附件按照使用年限和质保期限进行分类汇总；以及
设备详情查询模块，用于对预设范围内的任一交通科技设备的基本信息、当前运行状态、健康曲线、故障分析维度、数据采集分析和健康状态进行汇总显示。
6.根据权利要求5所述的一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，其特征在于，所述交通科技设备状态记录模块还用于对相应交通科技设备及其附件的入库、出库、上线、运行、维保和报废过程进行记录。
7.根据权利要求5所述的一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，其特征在于，所述全交通资产管理模块还包括：
数据共享模块，用于通过数据接口或消息队列的形式将故障高发区域中相应交通设备的基本信息、使用状态和健康状态发送至终端设备。
8.根据权利要求5所述的一种基于设备全生命周期监管的交通设施运维管理系统，其特征在于，所述全交通资产管理模块还包括：
报告生成模块，用于根据预设范围内所选交通科技设备及其附件的基本信息、运行状态和健康状态生成预设格式的报告。
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