XX集团大数据展示系统解决方案设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业XX集团数据展示系统设计方案XX信息技术有限公司2016年10月TOC o 1-3 h u 系统设计概述随着信息技术的快速发展，信息显示的要求也越来越高，迫切希望将各种监控系统的计算机图文信息和视频信号等通过大发工资进行集中显示，构建一个高效便捷的视频信息交流平台，满足自身的实时展示、调度、会商、决策及信息反馈等需求。可视化展示系统不仅能够有效集成集团系统企业相关数据信息，还可以展示集团及系统企业概况、重要生产经营管理数据、生产管理场景以及实现视频通话系统等业务连接集成

2、，形成一套功能完善、技术先进的交互式信息显示及管理平台，从而充分体现集团信息化管理和精细化管理水平。可视展示系统载体，基于用户实际需求和环境要求，我们设计了一套完整的数据拼墙系统方案，将高清晰度数码显示技术、LCD拼接技术、多屏图像处理技术、多路信号切换技术、网络技术、集中控制技术等的应用集合为一体，使整套系统成为一个拥有高亮度、高清晰度、高智能化控制的可视化显示平台。 整套系统的硬件、软件设计上已充分考虑到系统的安全性、可靠性、可维护性和可扩展性，存储和处理能力满足远期扩展的要求。 需求分析 我公司从系统规模和应用要求出发，做了详细需求调研，我们归纳总结项目需求如下：系统展现内容 展示内容包

3、括集团相关指标、系统企业经营类指标（同比、环比、完成情况等）、部分企业生产数据（包括实时数据接入）、视频通话、GIS系统展示和宣传片等。计划展示各类数据指标包括：集团：ROE、EVA、ROA、主营业务收入增长率、总资产、净资产、利润总额、净利润、总资产排名、利润排名、各产业资产分布图等。各二级企业经营类指标：包括EVA、ROE、ROA、主营业务收入增长率等对标指标。建投能源：供电煤耗、发电厂用电率、利用小时数、综合标煤单价、度电变动成本。发电厂环保指标：硫氧化物、氮氧化物、粉尘、二氧化碳（年排放量、排放值、脱硫效率，脱销效率，除尘效率），耗水量等；发电厂技经指标：年发电量、上网电量、厂用电率、

4、供电煤耗、等效利用小时数，安全运行小时数等；发电厂实时数据：结合锅炉、汽轮机、发电机、高压网站、热网等组态图（或三维模仿真模型图）展示主蒸汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽流量、给水流量、高压主蒸汽门开度、中压主蒸汽门开度、低压主蒸汽门开度、发电机定子电流、发电机转子电流、发电机有功功率、发电机无功功率、热网供水温度、热网供水压力、热网供水流量、热网供水负荷、热网回水温度、热网回水压力、热网回水流量等。水务板块：对标指标、原水售水量、自来水售水量、污水处理量、输水管线漏损率、供水管线漏损率、场站GIS分布图等。水厂实施数据：进水流量、进水浊度、进水PH值、中和池PH值、出水流量、出水PH值、出水余氯、

5、出水浊度、累计出水总量等。新能源板块：发电量（及组成）、装机容量、风电场可用系数、等效利用小时数、GIS风场分布图等；新能源实施数据：风机数量、运行台数、故障台数、实时有功、实时无功、当月发电量、年累计发电量、实时风速等。天然气板块：输气量，售气量，管道里程，客户数（居民数、工业数）、GIS管网图等。各枢纽、储气站实时数据包括输气压力、流量、储气量等。视频展示：一期接入场景按板块不少于12个。建投能源所属电厂、水务公司水厂、新能源风场、天然气各3个点，上述选择接入企业调控中心1个点，可进行视频通话，全景及生产管理场景各2个，可调看视频。系统展现范围 一期项目展示范围主要包括集团及各直管公司经营

6、类指标及火电、水务和新天（含新能源、天然气）三个主要板块的生产数据。其中，每个板块先选取三家公司进行数据及视频接入。在本系统工程项目设计中，本公司将竭诚为用户提供先进的高品质产品，为用户提供完善的系统配套及产品售后服务，确保将该项目建设成为一流的系统工程，使用户方便、安心的使用。可视化展示系统解决方案软件体系架构我方采用三层(多层)B/S结构的方式进行架构设计，所谓三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫组件层。三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。开发人员可以将应用的商业逻辑放在中间层应用服务器上，把应用的业务逻辑与用户界面分开。

7、在保证客户端功能的前提下，为用户提供一个简洁的界面。这意味着如果需要修改应用程序代码，只需要对中间层应用服务器进行修改，而不用修改成千上万的客户端应用程序。从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，简化了应用系统的开发、更新和升级工作。开发框架：我方采用成熟的SSH框架进行软件部分功能的开发，struts+spring+hibernate的一个集成，是目前较流行的一种Web应用程序开源框架。集成SSH框架的系统从职责上分为四层：、和域模块层，以帮助开发人员在短期内搭建结构清晰、可复用性好、方便的。其中使用Struts作为系统的整体基础架构，负责MVC的分离，在Struts

8、框架的部分，控制业务跳转，利用Hibernate框架对提供支持，Spring做管理，管理struts和hibernate。具体做法是：用的分析方法根据需求提出一些模型，将这些模型实现为基本的Java对象，然后编写基本的DAO(Data Access Objects)接口，并给出Hibernate的DAO实现，采用Hibernate架构实现的DAO类来实现类与数据库之间的转换和访问，最后由Spring做，管理struts和hibernate。拼接屏系统接口设计大屏幕显示系统需要与用户各个专业系统显示信号源有相关的技术接口，主要分为三类接口类型：模拟视频接口、独立计算机RGB接口、网络接口。大屏幕

9、系统控制接口主要分为两类接口类型：RS232/485串口、网络接口。在结合了拼接墙系统的应用特点、接口标准以及本次项目的实际要求后，拼接墙与相关系统的接口方式详见下文。可视化系统与大屏显示信号源接口设计 本方案可视化系统与拼接墙系统与用采用了两种接口方式：网络和RGB，其中网络应用和RGB接口方式是相互备份的，在常规应用状态拼接墙系统使用网络显示用户专业系统画面，但出现报警状态或拼接墙的多屏处理器出现故障时，则系统切换为RGB状态显示用户客户端计算机的画面，保证在拼接墙上完整、高效、安全、方便的显示用户专业系统提供的画面。RGB接口方式：大屏幕系统提供了10路RGB接口，用户专业计算机系统的R

10、GB信号通过接口由RGB线缆传输到RGB矩阵，通过矩阵的分配将RGB信号分别输入到拼接墙多屏处理器和显示单元。RGB信号可以在拼接墙的指定区域或全屏开窗显示，并能够与各专业的高分辨率图形叠加，窗口可以任意漫游、缩放、跨屏显示。 硬件接口：HD15/DVI网络接口方式：大屏幕系统提供了2路100M/1000M的网络接口，用户专业计算机系统通过网络将需要显示的画面和数据传输给多屏处理器系统，经过多屏处理器处理后，拼接墙系统将接收到的信息内容直接在拼接墙上显示。硬件接口：RJ45通讯协议：TCP/IP可示化数据展示系统设计信息可视化、互联网络以及多媒体技术的发展推动了电力行业的信息化展示技术的发展，

11、依托大屏幕的硬件展示条件，有效集成集团系统企业相关数据信息，构建符合现代电力系统发展水平的大屏可视化展示系统，充分体现集团信息化管理和精细化管理水平。现对可视化展示系统设计的流程和展示场景进行详细的介绍。可视化展示系统设计流程一个好的流程可以让我们事半功倍，可视化的设计流程主要有分析数据、匹配图形、优化图形、检查测试。首先，在了解需求的基础上分析我们要展示哪些数据，包含元数据、数据维度、查看的视角等；其次，我们利用可视化工具，根据一些已固化的图表类型快速做出各种图表；然后优化细节；最后检查测试。图 可视化设计流程想要清楚地展现数据，就要先了解所要绘制的数据，如元数据、维度、元数据间关系、数据规

12、模等。根据XX集团对于大屏展示的需求规定，我们明确了需要展现的元数据是集团及各直管公司经营类指标及火电、水务和新天（含新能源、天然气）三个主要板块的生产数据，维度有场景数量、指标分析、排名分析、能源分布等，查看的视角主要是宏观和关联。涉及到的视觉元素有形状、色彩、尺寸、位置、方向，如图所示。图 维度图 视觉元素匹配图形的同时，还要考虑展示的平台。由于客户是投放在大屏幕上查看，我们对大屏幕的特点进行了分析，比如面积巨大、深色背景、不可操作等。依据大屏幕的特点，我们对设计风格进行了头脑风暴：它是实时的，有紧张感；需要新颖的图标和动效，有科技感；信息层次是丰富的；展示的数据是权威的。图 设计风格最后

13、根据设计风格进一步确定了深蓝为标准色，代表科技与创新；橙红蓝分别代表指标数量的高中低，为辅助色；整体的视觉风格与目前主流的扁平化一致。最后还需要检查测试，从头到尾检查一遍是否满足需求；实地投放大屏幕后，用户是否方便阅读；动效能否达到预期，色差是否能接受。可视化展示技术1、Echart3.0前端显示技术拥有的优势：基于html5 Canvas，是一个纯Javascript图表库，提供直观，生动，可交互，可个性化定制的数据可视化图表。创新的拖拽重计算、数据视图、值域漫游等特 性大大增强了用户体验，赋予了用户对数据进行挖掘、整合的能力。更小体积的文件，满足更轻便的使用需求，更灵活的打包方式，可自由选

14、择你需要的图表和组件，动端强势来袭，良好的自适应效果专属的移动端交互体验，更丰富的可视化效果，新增更多图表类型，更好的满足不同数据的处理需求 更多的搭配方案让你的数据呈现方式更个性和完美。2、跨平台显示技术HTML5作为一种最广泛的前端语言，现广泛地应用与各种web的开发中。HTML5本身是由W3C推荐出来的，它的开发是通过谷歌、苹果，诺基亚、中国移动等几百家公司一起酝酿的技术，这个技术最大的好处在于它是一个公开的技术。换句话说，每一个公开的标准都可以根据W3C的资料库找寻根源。另一方面，W3C通过的HTML5标准也就意味着每一个浏览器或每一个平台都会去实现。多设备跨平台用HTML5的优点主要

15、在于，这个技术可以进行跨平台的使用。比如你开发了一款HTML5的游戏，你可以很轻易地移植到UC的开放平台、Opera的游戏中心、Facebook应用平台，甚至可以通过封装的技术发放到App Store或Google Play上，所以它的跨平台性非常强大，这也是大多数人对HTML5有兴趣的主要原因。自适应网页设计很早就有人设想，能不能“一次设计，普遍适用”，让同一张网页自动适应不同大小的屏幕，根据屏幕宽度，自动调整布局（layout）。2010年，Ethan Marcotte提出了”自适应网页设计“这个名词，指可以自动识别屏幕宽度、并做出相应调整的网页设计。这就解决了传统的一种局面网站为不同的设

16、备提供不同的网页，比如专门提供一个mobile版本，或者iPhone / iPad版本。这样做固然保证了效果，但是比较麻烦，同时要维护好几个版本，而且如果一个网站有多个portal（入口），会大大增加架构设计的复杂度。这种技术使该平台的功能及用户展现方式保持对大屏幕、PC端、手机端、平板电脑端的友好性成为可能。可视化展示系统场景设计根据XX集团对于大屏展示场景的需求，共设计建投能源所属电厂、水务公司水厂、新能源风场、天然气等各板块展示场景、生产管理场景和主场景展示。1、主场景页面设计根据XX集团需求，主场景需要展示集团的ROE、EVA、ROA、主营业务收入增长率、总资产、净资产、利润总额、净利

17、润、总资产排名、利润排名、各产业资产分布图等信息。通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：GIS图：显示集团公司所属二级企业资产分布情况；文字描述：集团经营指标分析，包括：总资产、净资产、利润总额、净利润等四项指标；仪表盘图表：ROE、EVA、ROA、主营业务收入增长率、净利润等指标要体现同比、环比、完成情况等；柱形图表：总资产排名（各个二级企业分别在不同投资项目下的资产情况以及不同行业的投资占比）、利润排名（各个二级企业在在不同投资项目中的利润情况）；饼形图表：主营业务收入增长率；页面设计效果图如下所示：图 主页面2、二级企业展示场景页面设计根据XX集团需求，二级企业展示场

18、景需要展示各二级企业经营类指标：包括EVA、ROE、ROA、主营业务收入增长率等对标指标。通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：GIS图：显示某个二级企业资产分布情况；文字描述：二级企业在不同投诉环境下的资产管理情况，如：发电厂数量、年累计上网电量、水务厂数量、年累计出水量、天然气厂数量、年累计输气量、新能源数量、年累计上网电量、其他项目，年累计收益等指标；仪表盘图表：ROE、EVA、ROA、主营业务收入增长率等指标要体现同比、环比等；折线图表：主营业务收入增长率（该公司在各个投资行业的收入增长情况）；饼形图表：主营业务指标完成率（该公司在各个投资行业中的指标完成情况）；页

19、面设计效果图如下所示：3、火力发电指标分析场景页面设计根据XX集团需求，火力发电指标分析场景需要展示：建投能源：供电煤耗、发电厂用电率、利用小时数、综合标煤单价、度电变动成本。发电厂环保指标包括硫氧化物、氮氧化物、粉尘、二氧化碳（年排放量、排放值、脱硫效率，脱销效率，除尘效率），耗水量等；发电厂技经指标包括年发电量、上网电量、厂用电率、供电煤耗、等效利用小时数，安全运行小时数等；发电厂实时数据：结合锅炉、汽轮机、发电机、高压网站、热网等组态图（或三维模仿真模型图）展示主蒸汽温度、主蒸汽压力、主蒸汽流量、给水流量、高压主蒸汽门开度、中压主蒸汽门开度、低压主蒸汽门开度、发电机定子电流、发电机转子电

20、流、发电机有功功率、发电机无功功率、热网供水温度、热网供水压力、热网供水流量、热网供水负荷、热网回水温度、热网回水压力、热网回水流量等。通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：GIS图：集团公司所属火力发电厂分布情况；实时数据监测：对示范“锅炉”、“汽轮机”、“发电机”、“高压电站”及“热网分布”进行实时数据监测及展示；生产实时监控：对于指定厂内的生产情况可以在线监控，并可与现场人员进行视频对话；折线图表：各项环保指标的监控，对于厂内脱硫、脱硝、除尘效果的分析，右侧为相关的数值及占比情况；页面设计效果图如下所示：4、水务指标分析场景页面设计根据XX集团需求，水务指标分析场景需

21、要展示水务板块：对标指标、原水售水量、自来水售水量、污水处理量、输水管线漏损率、供水管线漏损率、场站GIS分布图等。通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：GIS图：集团公司所属水厂分布情况；实时数据监测：对示范“厂区”、“管网分布”、“公共系统”进行实时数据监测及展示；生产实时监控：对于指定厂内的生产情况可以在线监控，并可与现场人员进行视频对话；折线图表：各个水厂的原水售水量、自来水售水量及污水处理理的相关指标分析；饼形图表：各个水厂在输水管线漏损及供水管线漏损的占经情况分析；页面设计效果图如下所示：5、新能源指标分析场景页面设计根据XX集团需求，新能源指标分析场景需要展示

22、新能源板块的生产数据，包括：发电量（及组成）、装机容量、风电场可用系数、等效利用小时数、GIS风场分布图等；新能源实施数据包括风机数量、运行台数、故障台数、实时有功、实时无功、当月发电量、年累计发电量、实时风速等。通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：GIS图：集团公司所属新能源分布情况；文字描述：总发电量、利润总额、可用系数、等效可利用小时数等指标；实时数据监测：对示范“厂区升压站电气主接线图”、“风机监测”进行实时数据监测及展示；生产实时监控：对于指定厂内的生产情况可以在线监控，并可与现场人员进行视频对话；饼形图表：各个风电厂对于日发电量及月发电量的贡献占比；折线图表：

23、各个风电厂的功率分析情况；页面设计效果图如下所示：6、天然气指标分析场景页面设计根据XX集团需求，天然气指标分析场景需要展示天然气板块的下列信息，包括：输气量，售气量，管道里程，客户数（居民数、工业数）、GIS管网图等。各枢纽、储气站实时数据包括输气压力、流量、储气量等。通过对上述数据进行分析，得出各指标应该匹配的图表类型如下：GIS图：集团公司所属天然气厂分布情况；实时数据监测：对示范“管网信息分布”、“天然气枢纽”、“天然气储气站”进行实时数据监测及展示；生产实时监控：对于指定厂内的生产情况可以在线监控，并可与现场人员进行视频对话；饼形图表：各个天然气厂对于日输气量及月输气量的贡献占比；折

24、线图表：各个天然气厂本年率输气量贡献情况分析；页面设计效果图如下所示：可视化展示系统管理功能为了方便用户管理各个展示场景，我方提供可视化展示系统管理功能，实现多用户操作管理，网络远程遥控管理，并能与集中控制系统一起实现一体化操作管理。系统采用B/S（浏览器/服务器）架构，任何一台连在网络上的电脑均可以作为大屏幕的操作管理者。允许多台工作站同时对大屏幕进行操作，并可设定权限分级，按工作性质对每个用户赋予不同权限等级，监控用户在进行系统操作之前都需进行权限查验；可定义不同级别的使用人员对包括信号源、模式预案、外围设备等系统资源不同权限的操控权，也可在大屏上限定不同操作人员的可操作区域，使操作人员只

25、能在经授权的范围及区域内进行相应操作，确保多用户操作的安全性。系统显示性能与指标分辨率展示系统输出图形应能够根据用户硬件设备条件灵活扩展与调整，支持输出与用户大屏幕的物理像素一致或接近一致的超高分辨率、清晰完整的图形，同时需要考虑展示元素的大小，以参观者或使用者看到的最佳显示比例进行设计，不能出现较大的变形、拉伸和模糊。画面切换展示系统在场景变换时应做到同步、快速地切换。画面响应的时间要求：页面切换时间小于2秒。画面分区如果大屏幕整体上被划分为多个显示分区，要求各显示分区接缝处无明显的痕迹，动态图形在分区处的变化能较平滑显示，一个元素从一个分区到另一个分区可平滑穿越，无明显的超前或滞后。动画连

26、贯性展现平台应能够支持动画的表达方式，动画在屏幕上能够较平滑地运动，无明显的停顿或跳帧。数据实时性对于实时数据的显示，需要定时、较高频率进行刷新，以反映真实情况。图形上的实时数据刷新应采用局部刷新技术，避免频繁对整个屏幕刷新显示。视频源要求接入的视频投放到屏幕上时清晰、无停顿。整体美观协调同一场景下风格一致，要求能够体现XX集团的管理特点，具有现代感、地区特色和企业文化精神。工人人员讲解方式设计方案1：红外线触摸屏红外线触摸屏技术可采用红外触摸屏方式进行控制。演示者无需背对屏幕，可使用任何触控介质包括手指等，本系统采用红外线发射和阻断原理，触摸屏包含一组高精度、抗干扰红外发射管和一组红外接收管

27、，当触摸物体如手指等进入光栅时，便阻断了光束,任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件。红外线触摸屏原理很简单，只是在显示器上加上光点距架框，无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。以手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，计算机便可即时算出触摸点位置。因为红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，所以适宜某些恶劣的环境条件。方案2：频像头直播方式在展示大屏的对面，安装一个摄像头，用于获取讲解人员激光笔在大屏的指示操作。同时用音频设备获取大厅内，讲解

28、人员的音频流。控制人员可以在任意的控制室接入音频和视频信号，配合讲解人员切换大屏展示内容。数据采集平台设计 目前集团公司的数据采集方式为各厂级单位集中发送数据到二级管理单位集中控制。针对集团用户的不同级别，分别满足业务人员、管理人员、高级管理人员以及决策者对信息展示类型、方式等有着不同的要求。对数据信息获取的准确性、完整性、多样性等有着更高的要求。 因此我公司提出建立数据采集展示平台，平行二级管理单位集控平台，直接接收厂级单位数据信息。传输数据的类型、方式均按照集团用户展需求定义，从而达到大屏最终数据图表的展示效果。采集方式1）方案一： 数据平台直接从厂级单位提取数据，厂级单位只需要提供数据结

29、构即可。可以提取的展示数据全面完整，无需对接口进行二次。2）方案二： 数据平台从二级管理单位提取数据，由于二级管理单位采集的数据类型不能完全满足展示要求。因此需要数据进行修改需要，并对接口进行二次开发，数据库选型 我们为用户推荐两套数据库的选择方案，商业版的IBM PMQ和开源版的MangoDB。1）IBM PMQ架构根据XX集团的需求，需要在即将建成的集团数据中心机房，有效集成集团系统企业相关数据信息，展示集团及系统企业概况、重要生产经营管理数据。但是单纯的数据展示将无法充分体现集团信息化管理和精细化管理水平，因此我们希望能够通过对XX集团的生产数据进行收集整理，通过IBM大数据PMQ平台的

30、搭建，不仅能够满足数据存储，展示的需求，还可以挖掘提取数据中的价值信息，为集团运营决策提供支持依据。预测性维护和质量管理解决方案简述及价值如下：多年来，制造商已经制定了一系列成熟的方法来控制质量、管理供应链和维护设备。现在，有一种方式可以超越传统的预防性和定期维护方式以及传统的统计过程控制，最大程度减少设备的非计划停机和质量缺陷，确保生产流程的高效连续性和质量管理的提前预警，并在每一步流程中优化资源。制造业设备的预测性维护和质量管理，采用状态监测技术在线监控设备健康状况，依据分析结果发现潜在问题，决定哪台设备需要维修、何时修、重点关注此类设备哪些影响因素，哪台设备可以继续使用。预测性维护和质量

31、管理在设备大修进行前就可以知道要做什么，从而大幅度减少和缩短无计划性停机检修时间，并进一步提高设备高可靠性和企业盈利能力。同时IBMPMQ的质量预警系统（QEWS），利用先进的统计学算法，相比于传统的SPC质量控制方法，通过对微小变化的累积放大，能够大大提前质量缺陷预警，同时不同于SPC复杂的判定规则，QEWS可以直观明确的告知质量管理人员何时质量会发生问题，从而及时干预，及早解决质量问题，避免更大损失。具有前瞻性的制造商依赖预测性维护和质量管理来超越预防性和定期的维护，确保生产质量，并在每一步流程中最大化价值。通过使用PMQ预测分析解决方案，制造商可以最大限度地减少非计划性维护的停机时间，真

32、正消除不必要的维护，并很好的预测保修费用，同时及早发现质量隐患，从而达到新的质量标准，并节约资金。PMQ预测分析软件解决方案可以从多种数据源实时收集信息，这些数据源包括维护日志、性能日志、监测数据、检查报告、环境数据、甚至财务数据。该解决方案甚至可以在这种结构化和非结构化的数据中检测到微小的异常情况或故障模式，以确定风险最大的领域。然后，它在风险成为现实之前主动将资源引向这些领域。该方案可以帮助制造商实现可观的成本节约，并提升劳动效率、提高生产连续性和客户满意度，使他们能够在一个全新的水平上展开竞争。（1）生产线的预测分析执行及时维护对于防止故障发生至关重要，这些故障可能会导致代价高昂的生产中

33、断。但依赖于一个固定的时间表，可能会带来比必要的零件和人工成本更高的成本。PMQ预测分析解决方案利用制造商已有的、可用的丰富数据，这些数据（既有结构化数据也有非结构化数据）来自各种数据源。一个完全自动化的流程实时分析这些数据。它快速检测故障模式，并确定问题的根源。由于工程师可以每周7天，每天24小时地访问每一个设备上的数据，他们可以评估所有资产的可靠性，并建立一个维护计划，及时执行检查和/或维护以防止发生故障。这就不需要只是为执行“定期维护”而关停一条生产线。随着运营状况的变化，每个设备的指标都被实时更新。该解决方案中所包含的先进算法，可以确定每件资产在未来任何一个时间点上的可靠性，因而可以在

34、合适的时间检查和维护这些资产。该预测性维护和质量管理解决方案还识别所需要的更换零件，以支持这种更准确的维护计划。它不再需要存储没有必要且昂贵的备件。制造商现在可以最大化所分配的劳动力资源和备件库存。其结果是去除不必要的维护，避免代价高昂的停机时间/维修和减少MRO库存账面成本。（2）预测性分析提供更好的客户服务并减少保修索赔预测性分析可以解决一系列客户服务问题，其中包括顾客对因计划外维修和产品故障而造成停机的投诉。请考虑以下场景：某HVAC制造商使用预测性分析，发现其中一个设施中生产的鼓风机风叶将可能因长时间使用而过早损坏。不幸的是，直到组装的空调单元已经出售给最终客户时，这个问题才被发现。使

35、用预测性维护和质量管理，该制造商可以确定。他们分析了根本原因，以确定问题的来源，然后分析故障的财务影响，以确定是召回已出售的产品，或只是对其分销商发一个服务公告。他们的分析还显示故障发生的位置，以及某个给定区域对更换零件的需求。然后，他们可以确保在适当的时候能够提供正确的更换零件供应。因此，在大多数的客户还不知道存在问题的时候，该公司就向其服务渠道提供了解决方案，从而避免了许多昂贵的保修索赔。在许多类似的情况下，预测分析都可以识别现场的设备何时可能出现故障或需要维护，最大化设备（包括销售给客户的设备或用于提供服务的设备）的正常运行时间/服务时间。这可以帮助制造商避免由于识别后期产品问题而带来的

36、高服务成本和产品召回。它也可以最大限度地减少或消除不良宣传以及因召回或顾客的负面产品评论所导致的销售额下降。预测性维护和质量管理为用户带来的业务价值包括但不限于以下方面：真正实现防患于未然，由此彻底降低事后维护的高代价和定期维护的高成本实现库存优化，降低运营成本发现关键小磨损与大故障之间的关联关系，发现故障模式，避免重大灾难进行早期预防，排除故障隐患精确地地预测保修费用及时明确的预警质量问题，减少次品率；消费品和工业产品的全球制造商正在维护运营中使用预测分析，以防止生产中断，为客户提高可用性和服务水平，并提高对潜在保修费用的可见性。他们在问题变得严重和花费更多金钱之前就隔离并解决维护及运营问题

37、。这就是智慧。设备预测优化将从多个数据源分析数据同时提供建议措施，从而帮助用户做出明智的决定。应用业务分析要将当前的数据快照记录到源系统并进行分析。目前的数据分析都需要与历史数据进行关联，从中找到数据趋势并构建预测模型。要根据当前和历史数据进行相关性分析，必须将分析解决方案与源系统中的数据实时集成，并更新分析数据库和历史数据。PMQ架构：数据分析在预测性维护解决方案中扮演重要角色分析模型汇总：下面介绍几个PMQ的应用案例：案例一：预测设备故障，得到设备健康评分数据描述：现有一设备，其中包含三个重要组件Machine 1、Machine 2、Machine 3，分别记录三 个组件的重要运行参数温

38、度（temperature）、压力(pressure)和振动(vibration)和设 备运行状态，采集到以下数据建模数据流主要结果决策树1主要结果决策树片段主要结果规则集设备健康评分主要结果模型检验案例二：发现设备运行异常情况数据描述现有一设备，其中包含三个重要组件Machine 1、Machine 2、Machine 3，分别记录三 个组件的重要运行参数温度（temperature）、压力(pressure)和振动(vibration) ， 采集到以下数据建模数据流模型重要设置模型结果输出异常记录和异常变量时间 VS 是否异常时间 VS 异常指数综上所述，我们通过IBM大数据PMQ平台的搭

39、建，不仅能够满足用户目前对于数据存储，展示的需求，还可以具有较高的延展性，便于用户扩展信息化范围，为集团运营决策提供支持依据。2）MongoDB存储方案主要优势1、SchemaFreeMongoDB是一个面向文档的数据库，内部数据存储格式为BSON(可以认为是二进制的JSON)。MongoDB中，一个数据库可以有多个Collection，每个Collection是Document的集合。Collection和Document和传统数据库的Table和Row并不对等。数据库和Collection都无需预先定义，随时可以创建。Collection中可以包含具有不同schema的文档记录，即Sche

40、maFree。简单来说，上一条记录中的文档有3个属性，而下一条记录的文档可以有10个属性，属性的类型既可以是基本的数据类型（如数字、字符串、日期等），也可以是数组或者散列，甚至还可以是一个嵌入式文档（embeddocument）。SchemaFree意味着应用数据改动的时候不需要对MongoDB进行修改，换而言之，mongoDB是启动即可用的，可以方便的处理需求变化剧烈的场景。这省去了传统关系数据库基于表结构变化的繁琐DDL操作（比如DBA定期备份脚本，对正式环境数据库需要不断部署新的sql脚本等等）。2、丰富查询功能MongoDB的主要目标是在键/值存储方式（提供了高性能和高度伸缩性）以及传

41、统的RDBMS系统（丰富的功能）架起一座桥梁，集两者的优势于一身。MongoDB中的查询基于JSON的语法，没有SQL难记的语法，相当的直观。对不同的开发语言，你可以使用它最基本的数组或散列格式进行查询。配合附加的operator，MongoDB支持范围查询，正则表达式查询，对子文档内属性的查询，可以取代原来大多数任务的SQL查询。数据可扩展性MongoDB提供基于Range的AutoSharding机制：一个collection可按照记录的范围，分成若干个段，切分到不同的Shard上。MongoDB会根据各个Shards的网络延迟和系统负载情况调整数据的分布，实现各个Shard的负载均衡，同

42、时MongoDB支持动态添加Shard，并重新调整数据分布，使新Shard充满数据。MongoDB的Shard机制实现了数据规模的可扩展性，随着数据规模增加，可以通过增加Shard来满足需求。同时根据测试表明，随着Shard增加，性能拐点的出现也会延长到更大的数据规模，也就是说Shard机制还实现了性能的可扩展性。尽管MongoDB集群中数据会分布到不同的Shard中，但查询是对客户端却是高度透明的。客户端执行查询，统计，MapReduce等操作，这些会被MongoDB自动路由到后端的数据节点。在应用程序看来，MongoDB集群整体就是一个数据库。MongoDB的Sharding设计能力最大可

43、支持大约20PB，足以支撑一般应用。总的来说，MongoDB可以让我们关注于自己的业务，适当的时候可以无痛的升级。4、容错机制MongoDB在1.6版本后实现了新的复制方式ReplicaSet。通过RelpicaSet，MongoDB实现了故障自动切换和故障自动恢复。该模式类似分布式系统的结构，在管理节点（1个或者3个）的管理下，数据节点的关系都是均等的，同过投票选出主节点，只有主节点可以读写，其余节点只读。当RelpicaSet中某一节点甚至主节点故障时，可以由管理节点控制选出替换节点，该过程是自动进行的，无须人工干预，即故障自动切换。当故障节点修复后，重新加入RelpicaSet，该节点会

44、自动从其他正常节点同步数据，直到完全一致，即故障自动恢复。通过RelpicaSet技术，MongoDB具备了生产环境下的容错能力，能最大限度的保证数据完整性，并降低运维的难度。视频解决方案方案可实现集团公司各厂级单位生产状况实时监控、指挥、和各单位实时视频通话功能。本方案采用海康威视视频计设。具体方案如下：设计原则 视频系统设计时应遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则，并综合考虑维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则：先进性：系统的技术性能和质量指标应达到国际领先

45、水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握。经济性与实用性：充分考虑视频监控系统实际需要和信息技术发展趋势，根据监控系统的现场环境，设计选用功能适合现场情况、符合监控系统要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。可靠性：本系统基于可靠的网络通信技术，能确保系统级别的高稳定性和可靠性，满足724小时、全年365天的全天候长期稳定运行。稳定性：监控系统的设计具有较高的稳定性，系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。扩展性：监控系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新

46、、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时本监控系统设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。系统组成 系统由前端监控点、传输链路、监控中心存储、控制及显示等部分构成。 视频通话系统音频输入输出设备、视频输入输出设备、一体化机顶盒视频会议终端组成。 前端监控点主要是指设置在各厂区正门、重点生产区域、集控中心布署正球形摄像机、枪式摄像机、半球摄像机。 传输链路包括前端摄像机到中心的视频传输、云台控制、电源供应等线路；监控中心设置NVR及显示器，NVR负责视频存储和解码输出，管理人员登入NVR可以对前端摄像机及录像存储进行个性化设置，并对前端视频实现最大16路的同步回放功能并

47、在大屏实时展示。系统设计思路实时视频通话，采用高效的视音频编解码处理技术，实现网络视音频图像传输应用功能，系统兼容IP或专线方式网络部署，跨越距离实现面对面即时互动交流，厂级单位就能通过视音频与上级单位领导实现交流，同时在大屏或显示器上实现视频对话，让领导决策更加直接、有效。采用全高清架构，前端所有设备均选择高清300万摄像机、百万高清球机，在主要厂区出入口、重点生产区域、集控中心进行部署，根据监控环境不同分别采用球形摄像机、枪式摄像机、半球摄像机；建设视频监控专网，室外摄像机部分采用光纤的方式传输，先通过接入交换机汇集后，采用光纤的方式传输到监控中心；场区摄像机与交换机之间走线不超过200米

48、，且保证不超过交换机传输能力；建设一个集中监控室，部署NVR及液晶显示器设备，实现对整个系统的统一管理、数据存储、显示等功能；采用集中存储的方式对前端视频录像进行存储，存储周期为30天，存储格式百万1280*720；监控室采用液晶显示器直接与NVR设备相连的方式完成显示功能，通过NVR对前端网络视频信号完成解码显示过程；系统采用的设备均为国内一流产品，满足现在及未来几年的监控发展需求；提供本地化的售前及售后服务，为客户提供最满意、最优质的服务。系统详细设计实时视频通话计方便灵活的实现点对点的可视指挥调度会议，系统内的任何一台终端都可以直接呼叫系统中的另一台终端，建立双向连接，进行会议和交流，实

49、现领导对下属或单位间的实时通话。 视频软件安装在各厂级单集控室PC端，主要完成视频、音频、计算机动态屏幕信号的采集，包括：视频会议终端：通过连接的摄像头和麦克风进行现场视频、音频信号的采集和编码，并通过网络发送到系统后台；PC机：通过运行在主讲人所用PC机后台的屏幕发送软件可将计算机屏幕上显示的内容捕获后编码通过网络发送到大屏，实现集团公司到厂级位的实时数据通话；前端监控点位设计前端监控点设备要求 前端摄像机是整个安全防范系统的原始信号源，主要负责各个监控点现场视频信号的采集，并将其传输给视频处理设备。监控前端的设计将结合实际监控需要选择合适的产品和技术方法，保证视频监控的效果。 作为监控系统

50、的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用。对摄像机的基本要求是：图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便。1、图像真实清晰：摄像机种类很多，其本源是内部核心部件“图像传感器+数字处理芯片”，针对不同的行业有完全不同的优化方案。其次，图像清晰度主要取决于图像传感器线数，线数越高，图像解析力越高，能获取更多的图像细节。此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深，广角取景能获取全景概况，长焦取景能获取人脸面部特征，因此，用户对图像要求与使用场景密切相关。当然，在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配。2、适应复杂环境：与硬盘录像机、交换机所处环境不同，摄像机一般都置于风吹日晒的环境下，天气变化都会影

51、响摄像机的工作。耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标，摄像机应该能在恶劣环境下正常工作。有些环境下室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置，防水防尘级别应该达到IP66，内部电路应该具备防浪涌保护设计，抗3000V雷击。3、安装调试简便：摄像机多安装于难以摘取的位置，因此使用过程中的再度调试是较麻烦的，增加维护成本。摄像机应该提供OSD操作菜单供用户远程调试及参数修改。此外，建议为摄像机由UPS集中供电以保证电源洁净，防止串扰。 前端设备选型 传输子系统设计传输方式的类型 监控系统中，视频信号的传输是整个系统非常重要的一环，这部分的造价虽小，但关系到整个监控系统的图像质量和使用效果，因此要选

52、择经济、合理的传输方式。目前，在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式，对于不同场合、不同的传输距离，应选择不同的传输方式。 1、视频监控网线传输信号传输带宽为10-100M，传输距离在100M以内时，可选用超五类全铜国标线； 2、光缆传输 常用的光缆传输是“视频对射频调幅，射频对光信号调幅”的调制解调传输系统。光缆传输技术是远距离传输最有效的方式，传输效果也都公认的好，适于几公里到几十公里以上的远距离视频传输。 根据三种传输方式的特性，在监控环境下，三类传输方式比较如下：图像质量:光纤或超五类非屏蔽双绞线同轴电缆；传输距离：光纤同轴电缆超五类非屏蔽双绞线；传输成本：光纤超五

53、类非屏蔽双绞线同轴电缆；施工和维护难度:同轴电缆光纤超五类非屏蔽双绞线。 对于的监控环境，信号线传输建议如下：一般监控点到监控中心的距离不超过80米时，为确保监控系统的图像质量，一般建议采用非屏蔽双绞线传输方式；室外部分监控点位较为分散，且离监控中心较远，采用光纤收发器+光纤的方式进行传输；办公楼部分，先通过接入交换机汇集，再通过光纤的方式传输到监控中心；办公楼内部传输采用非屏蔽双绞线的方式传输，同时需合理设计保证传输距离不超过80米。当必须穿越复杂电磁环境时（如附件有大功率电动机）时，建议采用光纤传输方式。电源及控制信号传输 前端摄像机建议采用UPS统一供电，UPS供电线路部署到楼栋或室外弱

54、电箱，通过变压后输出给前端摄像机，直流供电线路采用RVV2*1.0；监控室设计 监控室主要包括NVR，液晶显示器，其中NVR用于前端视频录像存储，配合显示器可以实现图像预览，回放图像，抓图及图片的回放、备份，实现多画面分割下的不同通道并行预览与回放，实现可对硬盘进行配额管理，对不同通道分配不同的录像保存容量，设置不同的录像保存周期等；统一接收并处理前端报警信号。显示系统设计 为实现监控室对前端视频统一调用、控制及显示，监控室配备若干台液晶显示器组成电视墙系统，液晶显示器通过与NVR设备的视频输出接口相连，实现前端网络视频信号解码输出上墙功能，利用NVR设备可实现最大32路720P格式录像同步回

55、放，支持即时回放、常规回放、事件回放、标签回放、外部文件回放、图片回放等回放功能，在回放同时并不影响该通道录像的存储。数据存储存储架构高清IPC要求支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式，支持实时流和存储流双流设计，支持高至12Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流并且可以根据用户需求任意调整，采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。传统监控存储模式中，监控数据的写入和读取都必须通过编码器或存储服务器，结合平台多个服务器软件模块来实现设备间信令交互和数据调取、管理。目前传统监控存储模式应用比较广泛

56、，但其局限性也比较明显：1、编码器或存储服务器易成为整个系统平台的性能瓶颈。编码器或存储服务器的处理能力一般比较有限，当外部有几百路甚至上千路视频需要并发写入时易形成处理瓶颈，而磁盘阵列设备却可以提供几百兆的可用网络带宽。2、易形成单点故障。负责写入/读取的编码器或服务器一旦失效，整个存储系统就失去可访问性。3、增加服务器硬件和平台模块成本。存储系统必须结合平台软件才可实现对视频图像的检索、回放、下载等操作；随着监控系统平台的扩展，服务器和平台模块的投入成本会更大。1、NVR存储特点1)支持高清应用：支持百万像素级高清IP摄像机接入。2)扩展便利：系统存储容量、前端监控点数量、分控中心数量可基

57、于IP网络灵活扩展。3)可管理性强：基于网络实现对监控设备的统一管理。基于网络实现对监控数据统一管理。4)流式存储提升系统可靠性和性能。a)基于监控用视音频数据并发流量大、数据重复覆盖、删除的特点，开发的介于数据块管理跟文件系统管理之间的一种磁盘管理技术，提升NVR读写性能。b)对录像文件进行流式管理，能便利根据需要节选所需片段，提高录像数据管理能力和效率。5)灵活的录像配置方式：不同监控点可选择不同时间长度、不同录像方式进行录像，且可动态更改。6)成本优势：施工、管理、维护成本，未来扩容、升级成本均低。存储容量计算 单个通道24小时存储1天的计算公式(GB)码流大小（Mbps）83600秒2

58、4小时1天1024。 前端按照NVR1280*720格式存储,1M码流计算 按1Mbps码流计算，存放1天的数据总量4Mbps83600秒24小时（1天）102425G 单路图像30天需要的容量(GB)25GB30天12台摄像机9000G存储架构 高清IPC要求支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式，支持实时流和存储流双流设计，支持高至8Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流并且可以根据用户需求任意调整，采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。 采用NVR集中存储架构，存储时间30天，所有图像按照

59、高清720P格式进行存储。传统监控存储模式中，监控数据的写入和读取都必须通过编码器或存储服务器，结合平台多个服务器软件模块来实现设备间信令交互和数据调取、管理。目前传统监控存储模式应用比较广泛，但其局限性也比较明显： 1、编码器或存储服务器易成为整个系统平台的性能瓶颈。编码器或存储服务器的处理能力一般比较有限，当外部有几百路甚至上千路视频需要并发写入时易形成处理瓶颈，而磁盘阵列设备却可以提供几百兆的可用网络带宽。 2、易形成单点故障。负责写入/读取的编码器或服务器一旦失效，整个存储系统就失去可访问性。 3、增加服务器硬件和平台模块成本。存储系统必须结合平台软件才可实现对视频图像的检索、回放、下

60、载等操作；随着监控系统平台的扩展，服务器和平台模块的投入成本会更大。NVR存储特点支持高清应用：支持百万像素级高清IP摄像机接入。扩展便利：系统存储容量、前端监控点数量、分控中心数量可基于IP网络灵活扩展。可管理性强：基于网络实现对监控设备的统一管理。基于网络实现对监控数据统一管理。流式存储提升系统可靠性和性能。 灵活的录像配置方式：不同监控点可选择不同时间长度、不同录像方式进行录像，且可动态更改。成本优势：施工、管理、维护成本，未来扩容、升级成本均低。存储设备选型视频系统与大屏接口设计本方案中拼接墙系统与用户视频系统采用了复合视频的接口方式，将用户的多路模拟视频信号源以同轴电缆的方式连接到显