基于全息感知的智慧高速IT設施監控運維方案

智慧高速運維需要從各個角度全息獲取交通環境相關的IT設施信息，隧道內設備、道路監測設備、收費站及機房、ETC龍門架、服務區內等眾多設備共同組成了信息化和數字交通的基礎設施。北京智和信通智慧高速運維方案，通過智和網管平臺對這些設備分布在高速公路的不同地域、線路、位置的基礎設施進行統一納管、統一監測。動態展現感知各種設備的分布情況、狀態信息、異常情況等，并對其異常狀態進行預警、處置。

作為智能交通的重要細分領域，建設智慧高速是實施交通強國戰略的重要基礎。在信息化時代，交通行業已經依托信息化建設取得了顯著的成果，其中以收費網絡、辦公網絡、監控網絡和通訊網絡為基礎的網絡架構已經形成，并且正在逐步完善網絡架構的安全運維和優化建設。

智慧高速公路作為交通行業的新興發展方向，集成了傳感、通信、信息、云計算、大數據、人工智能和綠色能源等先進技術，正處在如火如荼地建設階段。然而，如何在建設過程中感知各系統設備的運行效果、監測設備的故障？如何快速排障？如何進行備品配件調配？這些問題的解決將直接影響到智慧高速的建設成果。

第1章 智慧高速IT運維的痛點

隨著高速公路建設的快速推進，我國大規模路網格局已基本形成，提升高速公路運維管理水平，發揮智慧高速聯網設備整體性能，是高速公路運維管理面臨的重要問題。在傳統運維模式下，縱橫交錯的高速路網IT資源眾多，存在諸多監控盲區、故障也無法被及時感知，整體運維工作存在大量難題。

面臨的具體難題如下：

• 海量的IT資源和龐大的運維范圍，給設備管理、排障維護等運維工作帶來壓力，運維人員很難維護所有設施和各類業務應用。
• 高速公路涉及傳輸設備、數通設備、安全設備、服務器、云、攝像頭、感知終端等多種類型并存且相互連接，連接方式多樣復雜，難以清晰管理設備間的鏈接關系。
• 智慧高速運維中對視頻設備的監控是重中之重。但視頻設備散落分布，運維人員需要去往不同區域對設備進行維護，難以對全局攝像頭進行實時監控。
• 網絡中出現故障或異常時，因網絡結構復雜，設施異地等原因難以快速定位，又因設備品牌、型號、配置等存在差異，難以快速定位故障根因，造成排障困難。
• 在運維過程中，只有當故障已經發生并且造成業務影響時才能發現和著手處理，日常運維工作多處于“救火”狀態，被動地處理各種故障，效率極其低下。
• 當網絡環境故障發生后，沒有全面的資產信息記錄和維修職責任務分配，需要多方面協調，影響排障效率，對運維人員日常維護和定期檢查，無法評估運維水平和工作效率。
• 網絡設備配置復雜，設備間兼容性差，運維過程中大量的配置變更和巡檢工作以手工為主，效率低、風險大。
• 高速公路的系統體系如MTC收費系統、ETC收費系統、電子監控系統、客流?道統計系統、信息發布系統等業務系統眾多，業務系統間交叉聯動，缺乏合理手段對業務進行全面監控。
• 高速公路管理涉及的IT設備、業務軟件、行政資產、備品備件等數量巨大，種類繁多，僅靠人工管理難以對其備件、配件信息詳細統計工作力量巨大且極易出錯，資產的采購、調撥、報廢等管理效率低，難審計。

 

第2章 智慧高速全息感知運維方案

在傳統運維方式下，智慧高速運維工作中，集中監控能力薄弱且依賴于經驗和規則，運維工作開展的十分被動，解決問題的效率低下，運維的實用性大打折扣，難以滿足當前主動運營的要求，因此必須借助一定的工具，對全部IT資源進行全量化的集中管理，實現網絡態勢實時感知和智能分析預測。

智慧高速運維需要從各個角度全息獲取交通環境相關的IT設施信息，隧道內設備、道路監測設備、收費站及機房、ETC龍門架、服務區內等眾多設備共同組成了信息化和數字交通的基礎設施。北京智和信通智慧高速運維方案，通過智和網管平臺對這些設備分布在高速公路的不同地域、線路、位置的基礎設施進行統一納管、統一監測。動態展現感知各種設備的分布情況、狀態信息、異常情況等，并對其異常狀態進行預警、處置。

智和信通高速公路一體化運維監控架構 

2.1.智慧收費站監控運維

在運維管理上，北京智和信通一體化運維監控方案將高速公路收費站網絡中門架、機房設備狀、園區等相關IT設施均納入智和網管平臺中一站管控，避免分散管理，減少運維成本。采取智能技術，實現網絡拓撲可視化的能力，通過動態智能拓撲實現全量設備、資源、鏈接關系、IP等實時更新、快速定位。

智和高速收費站網絡拓撲示意圖 

2.2.智慧服務區監控運維

高速公路服務區作為高速公路的重要組成部分，能夠為出行人員提供加油、如廁、餐飲等剛需服務，一直以來被認為是高速公路重要的延伸產業。而服務區的信息化建設也在經營管理和公眾服務等層面發揮著越來越重要的作用。

智和高速服務區網絡拓撲示意圖 

方案中通過按片區、按地域、按層級等多種布局方式劃分服務區網絡，使用不同顏色、粗細、圖標表示被管理對象的狀態信息，助力運維人員實時了解網絡架構及全網運行狀態，快速感知資源、鏈路、流量等異常信息。同時采取分級、分權管理，不同人員對不同網絡和界面具備差異化權限。

2.3.智慧道路視頻監控運維

高速公路具有車流量大、車流速度快等特點，高速公路監控系統是保障高速公路被有效管理和維護的可靠手段，視頻監控系統的穩定運行是對整條高速公路運營路況實時全面了解的有效手段，因此對視頻監控系統內攝像頭運行狀態、畫面質量的監測尤為重要。

視頻監控效果示意圖 

本方案支持對不同品牌、不同型號的攝像頭進行統一運維，將網絡高清、智能分析、多級管控融合為一體。通過網絡拓撲一鍵自動發現生成能力，將視頻監控體系涉及的視頻前端設備，傳輸設備、內場設備、機房動環等設備，統一接入、集中管理，并自動生成拓撲圖，通過定時輪詢和事件上報進行可用性和健康度檢查。

視頻監控效果示意圖 

2.4.全量資源統一監控

本方案實現網絡設備信息高頻采集，通過指標量化資源健康程度，并結合智能算法，實現對整體網絡架構、設備運行狀態、業務可用狀態的實時信息采集和感知。

通過對智慧高速中道路情報板、隧道設備、道路監控設備、收費站及機房、ETC龍門架、服務區等相關的海量交換機、路由器、接入設備、無線AC、AP、攝像頭、操作系統、應用、數據庫、虛擬化、中間件、云、存儲等設備智能解析和關聯分析，助力運維人員從多個維度實現對相應告警的智能分析，解決傳統運維監控中關聯數據缺失，輔助排障信息不足的問題

2.5.端到端全鏈路可視化

方案通過對交換機光口和網絡接口的監控，通過數據采集分析，實現對網絡流量和關鍵連接的預測性維護，從整體維度到局部維度全面展示高速公路網絡內IT設施間鏈路各項指標，整體可觀測、可告警、可分析、可統計。

鏈路綜合信息示意圖 

2.6.彈性擴展，滿足網絡發展需求

方案支持設備及資源彈性伸縮，滿足網絡中設備量持續增長及更新的需求。通過自定義設備類型及其設備資源，最大限度上提高了智和網管平臺的管理范圍，真正實現了對設備及其資源的全面化管理，達到管控萬物的目標。

2.7.運行性能態勢分析

實時監測并感知網絡性能相關情況，全面覆蓋IT環境，采集設備資源、應用、服務等性能信息，通過智能分析，多維度處理、分析、展示網絡基礎設施性能狀態，實現全網態勢的“可觀、可管、可控”。

2.8.故障態勢感知

方案通過統一的故障管理平臺，將各個模塊中的監控信息統一采集、分析，實現整個高速公路網絡中各種事件信息、設備故障、網絡異常、流量異常等告警，以智能化手段進行標準化的分析、壓縮、并歸關聯等，通過多種方式實時傳達告警信息，保證落實到指定人員進行處理，為高速公路提供主動式的故障解決方案。

2.9.異常事件管理

將事件和告警分離管理，接收設備/服務器主動發送的消息，集中處理后，及時地通知用戶，并可以通過集中的管理界面進行管理。接收設備/服務器主動發送的消息，極大地提高了管理的主動性，通過統一界面集中管理事件，降低了管理的難度。

2.10.跨地域自動巡檢

傳統的人工巡檢，尤其是應用巡檢，缺乏統一的規范、標準，導致巡檢的范圍和深度都存在一定的局限性，并且是基于人工的手工統計，工作效率比較低，同時耗費較大的人力資源。本方案依托平臺將以前依賴手工進行的日常巡檢轉換為自動化、定時執行的巡檢策略，日常例行巡檢、節假日和重要事件前的巡檢均可自動化執行。

2.11.全網帶寬、流量趨勢監測分析

隨著高速公路信息化建設的加速，其業務、應用層出不窮，對網絡帶寬的需求越來越高。正常的業務需要良好的帶寬環境保障機制，避免被一些與業務無關的雜事干擾，影響工作效率。方案對智慧高速路網絡全局流量和帶寬實時監控，將出入雙方向流量情況可視化展現。

2.12.業務全景可視化觀測

方案通過構建業務系統與部門、IT資源及關鍵指標的關聯關系，整合前端、應用、后臺任務、外部服務、數據庫及基礎設施，直觀呈現面向服務的業務系統體系架構；通過影響傳遞，準確反映設備異常對核心業務、用戶造成的影響和威脅，并對造成業務影響的故障進行實時告警，快速查明導致業務中斷的故障源，幫助運維人員做出及時響應，保障業務連續性。

業務全景示意圖 

2.13.業務可用性撥測分析

針對業務應用性能與用戶體驗進行檢測分析，無需安裝插件即可提供開箱即用的主動撥測試業務監測。從前端用戶體驗、網絡延遲到后端業務服務和基礎架構，全棧溯源為用戶提供端到端完整全鏈路數據融合和關聯分析，為用戶快速發現業務性能瓶頸，提升用戶體驗奠定基礎。

智慧高速業務看板示意圖 

直觀、便捷地幫助運維人員對智慧高速的ETC業務系統、車道收費系統、周界入侵檢測系統、信息發布系統、特情處理系統、客流車道統計系統、稽查與信用管理系統等進行監控，掌握業務的運行狀態和健康水平，了解業務動態變化趨勢，快速定位故障源，降低運營風險。

2.14.全網IP合規監測

對于高速公路的IP資產，采取統一數據標準，對整體網絡中的IP和MAC進行梳理和管理，建立健全IP資產臺賬，端到端規劃、部署、管理和監控IP地址。通過多種合規性策略檢測全網MAC-IP的使用情況，實現從規劃、分配到使用、回收的IP地址全視角管理，提升IP信息準確性，真正IP地址集中化、自動化、規范化管控。

2.15.無人值守地設備遠程配置

智慧高速網絡承載的業務經常發生變更，面對業務的變更運維工程師往往要對大量設備進行操作，此時如果依靠工程師逐一登錄設備進行命令下發、策略配置，將產生大量重復性的工作，不但導致運維效率低下，也不可避免地產生人為配置錯誤。

通過批量作業并行處理能力，實現多設備并發批處理操作，將簡單的設備控制操作在大批量設備進行執行，并對執行過程進行監督，對執行結果進行檢查。在安全合規的前提下，將運維人員從整體的變更流程及變更內容的準備中解脫出來，實現網絡變更、設備配置自動化。

2.16.人工運維與故障自愈結合

將人工運維與故障自愈結合，無需針對告警進行手動處置，只需預編排告警處理流程，平臺根據場景自動觸發，實現故障自愈。

通過實時發現告警，進行預診斷分析，判斷告警類型和級別，如果是一般告警，平臺進行自動恢復，如果是嚴重復雜告警則通過告警通知、運維工單等形式通知運維管理人員，進行人工處理。同時，將只能由專家處理的各類操作和判斷轉化為可存在于平臺內的流程，形成可保留可復用的運維知識。

2.17.運維大數據分析

智慧高速涉及的IT設施及各業務系統產生的海量數據無法得到深層次的應用，管理者決策缺乏數據依據，難以參考各類網絡業務指標、數據等實現對運行態勢、隱患風險的實時掌控及運營管理。

為解決此難題，智和信通高速公路監控運維方案利用圖形、圖表、圖表等易于理解的形式，提取和分析大量復雜的各類運維數據，呈現分析結果，將全域資源融合展示。從而幫助運維人員在短時間內更好地理解和獲得更多的信息，幫助運維中心能夠實時了解業務和其所依賴IT資源的運行狀況，以及提供系統運維和優化的指示和依據。

智慧高速運維大屏 

第3章 更多協同運維能力，保障智慧高速高效運維3.1.IT資產生命周期監管

對于資產管理，采取統一數據標準，對整體網絡資產進行梳理和調用，避免資產信息在運維系統和實物間的差異，減少網絡運維過程中信息不一致、數據不統一等問題通過平臺將資產實物與運維數據庫一一對應，解決網絡設備在日常運維過程中出現“脫管”或“半脫管”的問題。

建立健全資產臺賬，實現一機一檔，通過自定義多級資產分類，細化資產類別，實現資產分類管控，提高資產精細管理程度。從資產入庫、領用、變更、維修、調撥、到報廢處置，資產每一步操作均實現完整記錄，支持追溯，通過平臺實現資產整個生命周期的全流程閉環管理，使得IT資產每一次生命周期變更，都有流程可依、都有跡可循，從而實現全面的IT資產監管。

3.2.可量化運維工單體系

通過方案實現運維工單“無紙化”，支持于設備和故障管理頁面快速創建工單，把控故障處理進度，通過工單平臺簡化故障處理流程，形成自動化故障處理機制，并在每個處理流程的節點上責任到人，實現在快速響應故障的同時，實現兼顧運維流程管控。

通過建立工單服務基準，預設工單在不同優先級、不同狀態時，受理人應該響應的時間及未響應時的處理方式，生成工單自動化處理規則，并以多種方式進行通知，避免超時響應提升全流程服務管理質量。

第4章 智和信通信創國產化支持

方案涉及的所有產品與模塊，均由北京智和信通自主研發，從功能模塊、數據庫、界面全部基于統一Java技術平臺和統一數據關系模型，不包含任何第三方功能庫。

智和信通提供的信創運維方案，立足于北京智和信通10年的國產融合經驗，與國產軟硬件產品深度適配，方案應用覆蓋各行各業。方案支持在中標麒麟、銀河麒麟、紅旗Linux等國產操作系統上運行，支持在達夢、金倉、神州等國產數據庫進行數據存儲，通過東方通等國產中間件提供對外服務，支持龍芯、申威等國產CPU架構，并實現對國產化CPU、服務器、數據庫、中間件等IT軟硬件設備的綜合監控與運維管理。

第5章 方案應用價值

智慧高速的發展極大地改善了道路監控能力，為實時路況監測、車流量統計以及施工防護等提供動態管理，有效地改善高速公路行車安全。但與此同時，飛速增長的海量IT設施給智慧高速運維工作帶來了難題與挑戰。

北京智和信通智慧高速全息感知運維方案的實施，實現高速網絡體系中多類型、多品牌、多型號設施統一納管、統一監測、實時預警、應急處置，高速公路系統故障信息的有效上傳下達，各類故障問題及時上報。在實際運維工作中，排障、巡檢過程高效進行，極大地提高運維效率，提升運維質量，降低運維成本。

第6章 標桿案例

至今，智和信通已成功在諸多高速公路進行部署與實施。通過“智和網管平臺”實現智能化集中運維管理，對全部IT設施進行跨區域、跨平臺、跨設備遠程集中管控，智和信通高速公路一體化運維監控方案成果，其可靠性在智慧高速大規模、高復雜地網環境下得到了驗證，并得到用戶的充分認可

6.1.廣深珠高速無線AP管理項目

廣（州）—深（圳）—珠（海）高速公路橫貫珠江三角洲。它東起深圳的皇崗，西至珠海的拱北，途經東莞、廣州、佛山、江門、新會、中山等縣市，總長302公里。面對長距離、跨地域的高速線路，整體網絡和設備的管理成為廣深珠高速公路有限公司亟待解決的難題。

6.1.1.核心需求

廣深珠高速公司需要對廣深珠高速上的網絡設備進行集中監控管理，及時發現并解決設備故障，確保整個高速線路上的設備平穩運行。因此，其對這套整體網絡監控系統以下核心需求：

• 具備拓撲管理、鏈路管理的功能，實時顯示設備拓撲圖，在拓撲圖上顯示鏈路狀態；
• 拓撲圖具有電子標簽功能，可以對設備、資源等進行標記；
• 具備告警管理，性能管理，配置文件管理，日志管理等功能；
• 網管系統能兼容多種品牌；
• 對AP設備進行直接管理，實現管理AP設備的詳細參數。

 

6.1.2.智和信通建設方案與效果

經過全面的溝通和調試，智和網管平臺通過對成品軟件的配置，實現了客戶的核心需求。同時，因采用成品軟件+擴展的模式，免除了進行二次開發的難題，為客戶節省了大量的時間和成本。

• 平臺支持CDP、LLDP、ARP鄰居路由等物理拓撲發現技術自動識別鏈路，生成拓撲，并在拓撲中以不同顏色設備圖標實時展現設備的實時狀態信息，通過拓撲圖對設備、設備資源、鏈路進行管理；
• 支持對設備進行自定義標簽和命名，便利用戶對設備進行區分和管理；
• 支持多種告警機制，自定義配置告警閾值，支持快速標示已經執行操作的告警，迅速定位告警設備；
• 多維度管理設備資源、應用、服務等性能信息；
• 全面支持華為、華三、思科、中興、摩托羅拉AP等設備類型，實現多品牌設備統一管理；
• 對摩托羅拉AP設備實現直接管理，達到監控射頻口、網口、端口狀態、帶寬流量、AC參數等。

智和網管平臺的成品軟件+擴展的模式，實現了對摩托羅拉AP的直接管理，將AP設備作為單獨的設備，享受與常規設備一樣的拓撲、設備管理、資源、告警、性能、事件、報表、統計分析等全面功能。既實現了廣深珠高速的管理需求，又免除了進行二次開發的難題，為客戶節省了大量的時間和成本。