一种机场多系统设备设施统一运维系统的制作方法

1.本实用新型涉及应用于机场的数据交换网络技术领域，具体涉及一种机场多系统设备设施统一运维系统。


背景技术：

2.随着中国民航业的不断发展，机场设备设施数量不断增多，机场的各个业务系统日益庞大、日趋复杂，这对机场的运维工作带来了挑战。为保障机场正常运行，机场运维人员需要对机场的各个系统设备进行24小时实时监控，如电力系统设备、助航灯光系统设备、照明系统设备、供水系统设备、供气系统设备和动环系统设备。机场的各个系统设备分别由专业的运维人员进行监控，通过定期的人工巡检和传感器报警等手段，运维人员发现设备设施故障，并通过现场检查维修排除故障，保障各个系统设备健康安全运转，从而实现对整个机场的运维保障。
3.目前，机场各个系统设备通常采用独立运维的方式，运维人员通过上位机监控设备运行状态，并配合人工抄表和巡检等工作完成运维保障任务。由于各个系统配备独立的运维工具，并分别安装在各个系统的终端上，这导致了各个系统之间数据隔离，形成数据孤岛，数据价值无法进一步挖掘，同时，各个系统运维工具部署分散，缺乏统一的设备数据管理、设备告警管理和运维实施策略，导致运维负责人和相关领导无法快速掌握机场的整体运行情况，缺乏相关运维决策的数据支撑，并造成运维资源浪费。


技术实现要素：

4.本实用新型提出了一种机场多系统设备设施统一运维系统，通过对接机场所有的系统设备，将多源异构的设备数据汇入数据中心，打破系统隔离，实现系统之间数据关联互通，实现统一的设备告警管理和标准化的运维实施流程，通过电脑和手机，帮助运维人员实时把控机场全局的运行态势，避免多系统分散运维，节省运维成本，提高运维效率，并且通过统一的设备告警管理和标准化运维流程，运维人员可以对设备故障问题进行追踪分析，以及通过数据挖掘分析系统之间的潜在关联关系，对设备发生的故障进行溯源，同时，通过告警提示和能耗分析应用实现更加精准高效机场运维。
5.本实用新型通过下述技术方案实现：
6.一种机场多系统设备设施统一运维系统，包括依次设置的设备对接层、数据处理与存储层、数据应用层，其中，
7.所述设备对接层包括分别采集各个系统设备产生的实时设备数据以及生成告警数据的若干监测设备；
8.所述数据处理与存储层包括若干个用以抽取、清洗和转换若干所述监测设备传输来的实时设备数据和告警数据，以形成统一的数据标准格式的处理设备，还包括数据中心，所述数据中心用于存储若干所述处理设备处理后的数据；
9.所述数据应用层包括与所述数据中心连接的、用于生成告警提示、故障分析、智能
工单、能耗分析和设备监控的终端。
10.作为优化，所述数据中心与所述终端通过光纤或者无线网进行连接。
11.作为优化，所述监测设备包括采集模块和告警生成模块，所述采集模块与各个系统设备之间采用机场有线网络或串口通讯进行对接。
12.作为优化，所述采集模块与各个所述系统设备之间对接所遵循的通信对接协议包括modbus/tcp、modbus/rtu、mqtt和http协议的一种或者多种。
13.作为优化，所述处理设备包括数据转换模块和数据入库模块，所述数据转换模块用于将所述监测设备传输的实时设备数据和告警数据按照各个系统设备进行分类解析；所述数据入库模块用于将解析完成的实时设备数据和告警数据存储到所述数据中心。
14.作为优化，所述检测设备和处理设备之间通过消息队列中间件相连。
15.作为优化，所述数据应用层包括平台数据管理模块、设备数据管理模块以及数据应用模块，所述平台数据管理模块包括有统一的运维人员信息管理模块、工单管理模块和运维流程管理模块，所述设备数据管理模块包括有统一的设备实时数据管理模块和设备告警数据管理模块，所述数据应用模块包括告警提示模块、故障分析模块、智能工单模块、能耗分析模块和设备实时监控模块。
16.作为优化，所述系统设备包括电力系统设备、动环系统设备、照明系统设备、助航灯光系统设备、供水系统设备以及供气系统设备。
17.作为优化，所述数据入库模块通过大数据处理集群技术将解析完成的实时设备数据和告警数据存储到所述数据中心。
18.作为优化，所述终端包括手机和电脑。
19.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
20.1.本实用新型实现了机场多系统异构数据融合，实现统一的标准化管理，消除系统设备间的数据隔离，实现一套平台对机场多个系统同时运维，解决分散式系统运维的问题；
21.2.本实用新型实现了实现机场多系统集中监控，有效提高运维人员对机场设备整体的运行态势把控的能力；
22.3.通过智能自动工单模块实现了机场多系统统一的运维作业流程；
23.4.通过故障分析模块实现了设备故障关联分析，深入挖掘设备故障机理。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
25.图1为本实用新型所述的一种机场多系统设备设施统一运维系统的结构示意图。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
27.实施例1
28.本实施例1提供一种机场多系统设备设施统一运维系统，如图1所示，包括依次设置的设备对接层、数据处理与存储层、数据应用层。
29.接下来，分别对设备对接层、数据处理与存储层、数据应用层进行讲解。
30.一、设备对接层
31.设备对接层负责对接机场的各个系统设备，需要说明的是，本实用新型中，机场的各个系统设备包括电力系统设备、动环系统设备、照明系统设备、助航灯光系统设备、供水系统设备以及供气系统设备。
32.所述设备对接层包括分别采集各个系统设备产生的实时设备数据以及生成告警数据的若干监测设备；本实施例中，所述监测设备包括采集模块和告警生成模块，所述采集模块与各个系统设备之间采用机场有线网络或串口通讯进行对接。所述采集模块包括通信对接协议配置和采集数据点位配置，具体的，采集模块为现有的数据采集模块，可以参考“cn201711307197.3一种综合能源信息管理系统和方法”，同时，告警生成模块也是现有技术，可以参考“一种告警处理方法及装置、告警关联信息设置方法”，不涉及计算机程序的改进，是实用新型的保护客体。
33.本实施例中，通信对接协议配置即采集模块与各个所述系统设备之间对接所遵循的通信对接协议配置，通信对接协议包括modbus/tcp、modbus/rtu、mqtt和http协议的一种或者多种。
34.即各个系统设备的数据通过网络进行传输，支持多种通信协议，如modbus、mqtt和http。设备对接层种的检测设备采用分布式服务部署形式，即每个系统设备部署一个对接层节点(对接层节点即监测设备)，每个节点负责采集系统设备的实时数据以及生成设备告警信息。
35.所述告警生成模块包括告警策略配置和设备告警状态生成；告警策略包括设备参数阈值告警和参数变化率告警。告警策略配置即配置告警阈值条件，即系统设备的参数超过某一设定的设备参数阈值时，则报警，或者系统设备的参数变化率超过某一设定的阈值时，进行报警。告警策略配置和告警状态生成也是现有技术，可以参考“cn201510281976.5一种基于告警策略的网络安全管理设备及方法”，不涉及计算机程序的改进，是实用新型的保护客体。
36.具体地，设备对接层的实现流程如下：
37.1.各个监测设备均配置通信协议和点表，通信协议配置包括协议类别、系统ip和端口以及由协议类型决定的其他参数，点表配置包括系统设备名称、设备参数名称，参数类型，参数点位；
38.2.各个监测设备均配置告警策略，告警策略由逻辑表达式构成，如参数值大于或小于阈值、参数变化率大于或小于阈值、参数值在某个时间段内大于或小于阈值；
39.3.各个监测设备定时采集数据：配置完成后，数据对接层开启定时任务，向各个系统发起请求，采集设备运行数据；
40.4.各个监测设备生成告警，通过匹配设备数据和配置的告警策略生成告警信息；
41.5.打包上传，各个监测设备将采集设备数据和告警信息打包发送到消息队列。
42.二、数据处理与存储层
43.所述数据处理与存储层包括若干个用以抽取、清洗和转换所述监测设备传输来的
实时设备数据和告警数据，以形成统一的数据标准格式的处理设备，还包括数据中心，所述数据中心用于存储若干所述处理设备处理后的数据。
44.具体的，本实施例中，所述处理设备包括数据转换模块和数据入库模块，所述数据转换模块用于将所述监测设备传输的实时设备数据和告警数据按照各个系统设备进行分类解析；
45.数据转换模块将所述监测设备传输的实时设备数据和告警数据按照各个系统设备进行分类解析(即进行抽取、清洗和转换)为现有技术，可以参考“cn201711486568.9一种不动产数据整合系统及方法”内的不动产数据整合单元，不涉及计算机程序的改进，是实用新型的保护客体；
46.所述数据入库模块用于将解析完成的实时设备数据和告警数据存储到所述数据中心，具体的，数据入库模块可以参考“cn201510344283.6一种集成交换中间件及其实现方法”，不涉及计算机程序的改进，是实用新型的保护客体。
47.本实施例中，所述数据入库模块通过大数据处理集群技术将解析完成的实时设备数据和告警数据存储到所述数据中心。数据中心采用clickhouse作为大数据数据库，实现设备数据和告警数据以及统计数据的存储。
48.所述检测设备和处理设备之间通过消息队列中间件相连，具体的，所述消息队列中间件为kafka。
49.消息队列位于数据处理与存储层，消息队列作为中间件，实现设备对接层和数据处理与存储层之间松耦合，通常选用kafka作为消息队列，在kafka中，针对各个系统分别建立topic，设备对接层的节点向指定topic发布设备数据和告警，在数据处理与存储层中，数据处理任务通过订阅kafka中指定的topic，实时处理设备数据和告警数据。
50.大数据处理集群技术采用flink作为大数据处理引擎，通过构建flink流处理与批处理任务，实现数据的实时处理与离线处理。
51.具体的，流处理任务是以kafka消息队列作为数据源，通过消费消息队列中的设备运行数据和告警数据，实现对设备运行数据和告警数据实时处理，并将处理完成的数据输出到数据中心原始数据库，为数据应用层提供实时数据支撑。
52.而批处理任务以数据中心原始数据库作为数据，通过对原始数据进行多维度数据统计处理，生成设备能耗数据统计和告警数据统计，并将统计数据输出到数据中心分析数据库，为数据应用层提供统计数据支撑。
53.三、数据应用层
54.所述数据应用层包括与所述数据中心连接的、用于生成告警提示、故障分析、智能工单、能耗分析和设备监控的终端。所述数据中心与所述终端通过光纤或者无线网进行连接，所述终端包括手机和电脑。
55.具体的，所述数据应用层包括平台数据管理模块、设备数据管理模块以及数据应用模块，所述平台数据管理模块包括有统一的运维人员信息管理模块、工单管理模块和运维流程管理模块，所述设备数据管理模块包括有统一的设备实时数据管理模块和设备告警数据管理模块，所述数据应用模块包括告警提示模块、故障分析模块、智能工单模块、能耗分析模块和设备实时监控模块。智能工单模块可以根据告警自动关联设备生成工单并根据告警特征自动关联运维事项。
56.运维人员信息管理模块可以参考“cn202111677332.x一种电网安全运维管理系统”中的信息管理模块；
57.工单管理模块可以参考“cn201810946648.6一种运维工单的知识推荐方法和运维工作平台”中的工单管理模块；
58.运维流程管理模块可以参考“cn201120247396.1it运维管理监控系统”中的流程管理模块；
59.设备实时数据管理模块可以参考“cn202110242670.4一种电站工控安全交互式电子沙盘及信号同步方法”中的实时数据管理模块；
60.设备告警数据管理模块可以参考“cn201810855686.0基于车载接触网运行状态检测的地面控制平台”中的告警数据管理模块；
61.因此，平台数据管理模块、设备数据管理模块中的各模块均为现有技术，不涉及计算机程序的改进，是实用新型的保护客体。
62.接下来，对数据应用模块进行详细介绍。
63.告警提示模块：在告警产生后通过电脑终端和手机终端及时向运维人员推送告警通知，包括告警所属系统、告警关联设备、告警发生时间、告警等级和告警详情等信息，实现告警快速响应；可以参考“cn201911365804.0一种防爆汽车的参数检测告警方法及系统”中的告警提示模块，或者“cn201210222878.0通用飞机航空电子系统告警信息处理方法”或“cn202010989981.2一种管控告警方法及装置”；
64.智能工单模块：设备产生的告警通过智能工单应用一键转为维修工单，自动关联相关系统运维人员以及根据告警特征自动关联运维事项，实现设备告警快速响应；同时，针对报事、维修、巡检、保养四种工单类型智能工单应用定制标准化运维流程，具体地，报事、维修、巡检和保养工单关联设备和设备运维事项生成运维任务，由运维值班负责人派发，运维执行人员通过手机app或pc端接收到任务推送后，进行现场运维作业，并通过手机app填报具体的运维事项完成运维任务，运维值班负责人在任务完成后接收消息推送，进行工单任务审核，结束工单流程；智能工单模块可以参考“cn202010445478.0一种智能客户服务系统”中的智能工单模块；
65.故障分析模块：通过对各个系统的设备设施告警记录进行多维度分析，包括告警频次分析、告警周期分析和系统内或系统之间的设备设施告警关联分析，帮助运维人员对设备故障进行深入分析，提高运维质量；其中设备设施告警关联分析采用告警时序数据建模，在某一时刻存在告警记为1，不存在告警记为0，通过计算皮尔逊相关系数获取设备设施之间关联关系，实现设备设施故障关联分析；故障分析模块可以参考“cn201611195494.9一种具有智能故障分析功能的it运维系统”中的故障分析模块；
66.设备实时监控模块：通过实时显示设备运行参数帮助运维人员实时监控设备运行状态，并自动完成抄表工作，生成报告报表，减少人工抄表操作，提高运维效率；设备实时监控模块可以参考“cn201710210376.9一种监控模块、自动化测试系统及方法【公开】/一种自动化测试系统及方法”中的监控模块；
67.能耗分析模块：对设备设施的耗能统计，包括电、水、气等能源资源的消耗统计，通过设备设施耗能排行、同比、环比等数据展示，帮助运维人员进行精细化运维，节省能源资源，能耗分析模块可以参考“cn201210036797.1一种智能建筑实时节能联动控制装置及方
法”，因此，数据应用模块中的各模块也为现有技术，不涉及计算机程序的改进，是实用新型的保护客体。
68.本实用新型通过对接机场各个系统设备，实现设备数据和告警统一管理，消除系统间数据隔离和孤岛现场，并通过告警提示、智能自动工单、故障分析、能耗统计和设备监控应用，实现标准化运维流程，全局把控机场各个系统运行态势，深度挖掘设备故障模式，实现一套运维平台同时对机场多个系统进行运维，提高机场综合运维能力、节约运维资源和提高运维效率，提高机场设备运维智慧化水平具有较高的实用价值。
69.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。