智慧机库管理系统解决方案

二      系统组成

本系统拓扑图如上图所示，主要完成了指挥中心对34个机库的音视频指挥调度、机库各系统运行状态监控功能。

指挥中心部署有IDM融合指挥调度主机，指挥命令服务器、IDM MCC-T智能指挥调度台、管理主机、视频监控服务器、2台IDM IOTMP 2.5G物联网综合业务光传输设备、2台48口以太网交换机。

远端34个机库，每2个机库共用1个智能控制系统弱电综合柜，部署1台IDM IOT3500 2.5G 物联网综合业务光传输设备。

从指挥中心到各智能控制系统弱电综合柜通过光纤互联，远端IDM IOT3500 2.5G 物联网综合业务光传输设备通过2.5G光线路汇聚接入到指挥中心IDM IOTMP 2.5G物联网综合业务光传输设备，实现机库音视频信号、飞参业务数据、调度电话、机库运行各系统状态数据的上传以及下发指令的传输。

2.1          指挥中心系统功能

2.1.1               IDM MCC-T智能指挥调度台

(1).    支持中心端选中任一机库进行广播；

(2).    支持中心端将多个机库编到一个对讲组进行同时广播；

(3).    支持中心端对任一机库进行监听。也支持编程巡检监听；

(4).    支持机库通过按钮进行呼叫中心端，并进行对讲；

(5).    支持机库物联网检测事件相关联的触发播音，机库触发后可以同时向机库和中心端播音；

(6).    支持对所有终端的定时播放文件列表；

(7).    支持实时插播语音高于文件播音的优先级；

(8).    通过中心端的电话网关，支持机库播音和电话系统互通；

(9).    支持音频网关接入，可以播放CD、模拟话筒、模拟调音台的语音；

(10). 自动播音模式包括定时触发、事件触发、循环处罚等。

2.1.2               IDM MCC融合指挥调度主机

IDM融合指挥调度主机是集IP广播系统、音视频对讲、IP电话系统和程控交换等多个系统功能模块于一体的多功能融合通信平台。

IDM融合通信平台可以对本地或远端的网络音频设备进行统一集中化的配置管理以及音视频通信业务的支持。

通过PC专业客户端软件、app终端应用软件等产品实现所有功能，包括语音、视频、数据、指令、预案等调度功能一应俱全，还可通过专业网关服务模块实现与不同通信系统的无缝对接融合，提供各个终端和通信指挥平台的数据/图像/语音的互联互通。具体功能如下：

l  语音调度

l  视频调度

l  视频监控

l  对讲

l  语音/视频会议

l  语音/文件广播

l  消息指令调度

l  预案调度

l  GIS调度

l  通话记录管理

l  多媒体记录管理

l  用户资源管理

l  中继/路由管理

l  终端参数统一管理

l  系统权限管理

2.1.3               架构说明

(1).    融合通信系统

安装在本地服务器或服务端，完成终端设备配置、注册、分组、管理等功能；

(2).    融合通信平台

图形化界面操作平台，可安装在WINDOWS和Linux操作平台，通过和融合通信系统的实时通信，机库管理员/操作员利用此平台进行设备状态查看，并可进行单点或者区域喊话、广播、会议、视频联动等功能操作。

(3).    广播对讲APP

图形化界面操作平台，支持安卓系统安装。针对移动人员通过此APP进行喊话、广播、查看设备状态等便捷功能。

(4).    接入终端

模拟电话机、SIP话机、SIP网络音箱、SIP壁挂音箱、SIP音柱、网络语音对讲、网络视频对讲、广播网关、手机APP、网络摄像头等。

2.1.4               系统功能

(1).    支持中心端选中任一机库进行广播；

(2).    支持中心端将多个机库编到一个对讲组进行同时广播；

(3).    支持中心端对任一机库进行监听。也支持编程巡检监听；

(4).    支持机库通过按钮进行呼叫中心端，并进行对讲；

(5).    支持机库物联网检测事件相关联的触发播音，机库触发后可以同时向机库和中心端播音；

(6).    支持对所有终端的定时播放文件列表；

(7).    支持实时插播语音高于文件播音的优先级；

(8).    通过中心端的电话网关，支持机库播音和电话系统互通；

(9).    支持音频网关接入，可以播放CD、模拟话筒、模拟调音台的语音；

(10). 自动播音模式包括定时触发、事件触发、循环处罚等。

2.2          物联网调度平台

2.2.1               指挥命令服务器

该服务器主要完成指挥中心对机库(指示灯、大门、总电源、开关灯等)远程控制命令的下达和服务功能。

2.2.2               组成与方案

基于物联网的机库数据采集服务平台实现机库内网络设备、传感器感知设备、各种控制设备的数据采集、协议转化、数据处理和可视化展示等功能。实现机库设施设备管理全数字化、虚拟化、集约化、智能化等目标，关键运行数据（加电装置、加油装置、设备开关、用电、用水）的自动采集、远程实时监控、智能预警，加强对机库运行情况的实时监管力度：通过对机库现场的各类运行数据的分析和数据挖掘，为机库运行管理提供实时运行监测、过程控制、运行模拟、运行异常预警、优化运行决策、风险分析等功能。

建立感知层体系，感知层设备主要包括加电装置、加油装置、总电源、油泵、油罐、风机、在线仪器仪表、自控系统和温湿度环境监测传感器等，是物联网技术构架的基础，通过智能物联网网关等设备实现数据协议转换，进行多种通信接口、通信协议的转换，实现自动采集各种PLC和驱动器的运行数据，并通过物联网协议建立与各类PLC、驱动器间的数据通讯，最终形成完善的感知层体系。

感知层提供大量的设备设施、物联网传感器的运行数据，只有深入挖掘各类数据间的关系，合理利用好这些数据，物联网体系的建立才有意义，即物联网调度平台。首先它通过感知层的各类数据的初步加工和展示，实现对机库实时运行数据的超限告警；其次通过对生产运行数据的汇总计算，实现机库日常运行管理的各类图表，方便管理人员进行日常运行情况的总结与分析；通过机库运行数据的深入分析挖掘实现指导机库运行管理的各类异常预警、优化调度分析、综合决策等，以及指导机场综合运营决策的设备分析、成本分析、风险分析等。物联网调度平台，可以对机库内的数据采集设备、控制进行灵活编程控制。

2.2.3               系统功能

在中心端可以进行远程操作，也可以在机库提供触摸屏操控台进行本地操作；对所有采集器都可以设置位置、名称、IP地址、量程、单位、采集速率等，可以查看当前数据，和历史数据；对所有控制器都可以设置，人工控制、自动控制，人工与自动的切换规则；可以订阅控制参数，可以编制控制规则等；具有机库参数采集和操作的大数据处理功能，如大数据预警、数据统计、机库态势展示等。

远程监视管理实现对机库加油、加电等自控系统中运行数据、设备运行状态数据的自动实时采集，远程实时传输, 融入预警告警功能，通过闪烁、声音、弹出信息框、短信等直观展现各类数据的超限报警。同时在报警处理中融入报警处理预案功能和历史同类报警提示功能，使报警的处理智能化，提高处理效率，实现对实时采集数据的对比分析，以曲线的形式直观展现数据波动情况，并可随时对历史数据进行查看。

设备资产管理围绕设备日常管理中档案台账、养护、维修、大修技改审批、备品备件库存等业务管理内容，形成信息化的设备管理体系。同时可对设备的各类运行数据进行汇总统计，形成各类分析预测管理。

决策分析管理调用系统中存储的各类运行数据，实现对设备、能耗、成本等的分析与监控。并通过表格、翻牌器、折线图、柱状图、散点图、饼图、漏斗图、雷达图、桑基图、平行坐标图、地图、词云、瀑布图、内嵌网页、富文本、双Y轴图等多种图表，可进行机库数据监测数据项的分析。

IDM物联网调度平台，可以对机库内的数据采集设备、控制进行灵活编程控制。

(1)      在中心端可以进行远程操作，也可以在机库提供触摸屏操控台进行本地操作；

(2)      调度台上为每一个采集器、控制器分配一个操作按钮；

(3)      对所有采集器都可以设置位置、名称、IP地址、量程、单位、采集速率等，可以查看当前数据，和历史数据；

(4)      对所有控制器都可以设置，人工控制、自动控制，人工与自动的切换规则；可以订阅控制参数，可以编制控制规则等；

(5)      具有机库参数采集和操作的大数据处理功能，如大数据预警、数据统计、机库态势展示等。

 

机库控制内容有：

(1)      机库照明控制,可以遥控或本地控制，支持基于电流或光照度的检测和报警。支持与人员进入、与室内光照度的联动控制；

(2)      飞机出入库的信号灯控制，可以遥控或本地控制，支持基于电流或光照度的检测和报警。支持本地和中心端的控制；

(3)      机库总电源的监测和控制，支持电流检测和电压检测手段。可以遥控或本地控制；

(4)      直线加电装置参数监测；

(5)      直线加油装置参数监测；

(6)      预留飞参上传接口；（使用千兆以太网、或USB接口，软件上仅作安全确认）

(7)      视频监控系统融合集成；可以对摄像头云台操作，以及录像、查询等；

(8)      对于常用的功能及操作，以菜单方式提示；画面刷新的时间不大于2秒；

(9)      单一故障发生时，故障画面的报警响应时间不大于5秒；

(10)   控制指令发出后，现场设备开始执行动作的响应时间应小于2秒；

(11)   有帮助与操作指导功能，使用者可通过此功能完成各项操作；

(12)   提供已编制的时间或事件自控程序应用软件的信息，信息内容包括：编制内容、 编制者姓名、编制时间和修改者姓名、时间及修改内容；

(13)   记录系统操作及确认各类报警信息时间及确认人姓名；

(14)   应详细说明系统软件的构成和工作方式，如中央控制软件、控制器控制软件；软 件应为模块化组件，可灵活组装；应详细说明系统实时数据库的设计原则和构成。

(15)   要求采用分层面向用户的开放式、标准化、模块化结构的软件，便于系统功能 的扩充和更新，具有较强的容错能力和较短的响应时间。

(16)   应用软件至少应包含图形化操作功能、报警管理功能、编程功能、历史数据记 录与管理功能、报表生成功能、趋势图分析功能、系统管理功能等。

图形化操作功能应以彩色图形显示工程平面图、设备分布图、受监控系统图等 相关图形，图例应为设备实物的模拟图，在图例旁边实时显示系统或设备的动态数据。 通过图形、动画、报表等多种方式表示设备的开/关、手动/自动、故障等状态和温湿度、 电量等参数，仅使用键盘或鼠标即可以完成对所有设备的在线控制和监控操作，但并不中断系统的正常运行；集成语言提示平台，各种操作及报警的及时提示，标准普通话语音。

2.3          物联网数据采集服务

2.3.1               系统功能

本系统主要基于物联网技术，分现场基础设施层、基础支撑层、业务管理层和业务应用层。

基础设施层有环境监测、消防监测、水电气等多类监测设备，采用瑞光极远IDM IOT3500 2.5G 物联网综合业务光传输设备实时采集并转发各类感知设备的数据。同时包括网络通信层，主要负责数据的传输，通过基于MQTT物联网协议的IP网络传输，包括Lora网络、Wifi网络、以太网局域网等，实现网络接入和传输。

业务管理层主要是物联网数据采集服务平台。基础数据库负责海量数据的实时存储和查询，具备极高的存储和查询性能；物联网数据采集服务平台负责数据的实时展示、事件报警、数据监控、应急响应与系统集成，在该平台上可开发各类管理应用系统，比如环境监测系统、远程智能水电气监测管理系统、消防监测预警系统等，集成GIS系统、信息发布平台等。

业务应用层主要涉及具体的应用，如加电/加油装置在线监测系统、环境监测系统、远程智能水电气监测管理系统、消防监测预警系统、GIS可视化大数据中心等。

通过上述四个层次的有机结合，可实现自动采样、对机库感知层进行在线监测；掌握机库物联网监测数据，监测数据自动传输到系统平台层；由平台层进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至管理应用层；管理应用层提供可视化数据监测展示和数据分析功能。

主要提供设备接入、设备管理、规则引擎等能力。

2.3.1.1              设备接入

物联网数据采集服务软件支持海量设备连接上云，实现设备与物联网数据采集服务软件之间稳定可靠地双向通信。

功能	说明
设备接入	提供跨平台移植指导，基于多种平台设备接入，提供设备端SDK、驱动等，帮助不同设备、网关轻松接入。
消息通信	提供产品和设备消息通信，方便管理设备与服务端的通信，简化授权操作。
使用MQTT协议	提供多种协议的设备端SDK，既满足长连接的实时性需求，也满足短连接的低功耗需求。
云云对接	提供云云对接SDK，快速构建桥接服务，搭建设备与物联网数据采集服务软件的双向数据通道。

2.3.1.2              消息通信

物联网数据采集服务软件支持通过以下功能配置规则，实现设备、服务器、物联网数据采集服务软件之间通信消息的同步、转化、过滤、存储等功能。

功能	说明
服务端订阅	订阅某产品下所有设备的某个或多个类型消息，服务端可以通过AMQP客户端或消息服务（MNS）客户端获取订阅的消息。
数据流转	物联网数据采集服务软件根据您配置的数据流转规则，将指定消息的指定字段流转到目的地，进行存储和计算处理。
场景联动	配置简单规则，即可将设备数据无缝流转至其他设备，实现设备联动。
RRPC通信	提供RRPC和PUB/SUB两种通信模式，以满足您在不同场景下的需求。其中，PUB/SUB是基于Topic进行的消息路由。
广播通信

2.3.1.3              设备管理

功能	说明
物模型	提供设备物模型，简化设备应用开发。
数字孪生	通过数字化形式动态呈现物理世界的业务模型，对物理世界实体信息进行实时采集、运算分析、监控统计等。
数据解析	支持将数据以二进制透传的方式传到自己的服务器上，不保存设备数据，从而保证数据的安全可控性。
标签	实现分类、跨产品管理设备。
设备分组
高级搜索	通过类SQL语句快速搜索满足指定条件的设备。
设备任务	同时向多个设备发起属性设置、异步服务调用和自定义任务。
设备影子	提供设备影子缓存机制，将设备与应用解耦，解决不稳定无线网络下的通信不可靠痛点。
文件管理	提供存储、下载、删除设备文件的能力。
NTP服务	为资源受限的嵌入式设备，解决无法实时地获取服务端时间的问题。
网关与子设备	实现管理子设备、子设备与网关的拓扑关系，对子设备进行监控运维等。
设备分发	实现跨地域、跨实例、跨账号分发设备，降低设备接入成本。
时序数据存储管理	提供实例内数据存储能力，方便用户海量设备数据的存储及实时访问。

2.3.1.4              监控运维

功能	说明
实时监控	对设备、消息、物模型和规则引擎相关指标数据，进行实时监控和云监控报警。
运维大盘	展示设备的地区热力图分布，方便您直观、快速地了解所有设备的状态。
在线调试	直接从物联网数据采集服务软件控制台下发指令给设备，调试设备端功能。
设备模拟器	模拟真实设备与物联网数据采集服务软件建立连接，使用模拟数据，测试物联网数据采集服务软件与设备端之间的通信功能，并定位问题。
日志服务	展示服务端运行日志和设备本地日志，帮助您定位问题，进行故障分析。
OTA升级	赋能设备远程升级能力。
远程配置	在线远程更新设备的系统参数、网络参数等配置信息。
告警中心	处理规则引擎中场景联动规则触发的告警信息。
安全隧道	通过建立访问端与设备端间的WebSocket通道，实现远程连接防火墙后的物联网数据采集服务软件设备。

2.3.1.5              数据治理

提供了基于元数据驱动的一站式数据治理平台，实现全域数据的统一管理、数据标准的智能提炼、数据从采集接入到申请应用的全生命周期管理、数据血缘的动态追踪、数据安全的精准控制和数据资产的流通与管理，帮助机库管理全面化、自动化和智能化地开发、管理、共享和使用数据。

2.3.1.6              大数据可视化

(1).    多类型数据源配置

支持离线计算的数据建模；支持从数据仓库和数据存储中直接拉取数据；使用SQL进行离线数据运算，数据自动导入中间表。

(2).    数据探索

允许用户直连自有数据源；支持Generic SQL、Palo、ElasticSearch、InfluxDB等多种数据库类型；使用交互式Notebook探查数据；

(3).    丰富的图表展现

支持基础图表以及漏斗图、桑基图、盒装图、旋转表、地图等多种图表类型；灵活配置图表样式；时间窗口联动，统一的时间区域控件，自动帮您每天拉取最新的数据进行展示。

2.3.2               机库物联网监测系统基础数据库

对机库感知终端、接入终端、物联网网关、监测点等基本要素进行数字化转换，建立机库物联网监测基础大数据库，实现机库管理数据规范统一。

机库物联网监测基础大数据库是智慧机库管理工作的数据基础，包括机库内环境、自控设备、安防、门禁、加油、加电等全方位数据。基础数据按照数据来源可分为自动采集获取数据、人工输入数据和与其他系统对接获得数据。自动采集获取数据是指物联网数据采集服务平台通过网络与各物联网终端、智能传感系统、传感器、视频监控系统等对接并获取相关的数据。基础数据库不是一成不变的，而是在不断的发展和更迭的。基础数据库人工输入由机库工作人员通过平台、手机APP等进行实时维护和更新，确保数据的准确性。

(1)   人的信息：包括基本信息和扩展信息，机库管理和工作人员信息(姓名、证件类型及证件号、单位名称及地址、位置、岗位（含家属）、政治面貌等）；

(2)   地：建成机库二维地图、2.5维地图或者三维地图地理信息系统；

(3)   事：指与机库管理有关的事件，包括基础设施维修、应急处突事件、人员和车辆派遣事件等；

(4)   物：机库各种构成部件，包括设备、设施、物品、车辆等；

(5)   组织：指机库管理组织结构、团队等。

机库基础大数据库是将无序的繁杂的数据转换成有序的、高度归纳的数据。根据机库设定的分析模型和预测模型，物联网数据采集服务平台实现对机库基础大数据库的采集、更新、处理、分析、预测、决策等功能。