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万物灵石·边缘计算解决方案

· 万睿智能科技有限公司


1 目标和概述 

运营管理是保证项目稳定、区域稳定的重要保障, 因而运营管理方在运营管理上需要投入的成本非常高。 他们不仅需要对运营过程做出计划、组织、实施和控 制,更要对人员、设备、物料、流程等内容进行管理。 随着区域的不断扩大、业务的不断拓展,同时也因为管 理内容的增加,经常要面对管理困难的问题。对于运营 管理方来说,最重要的事情就是要提高运营管理质量和 效率,因此他们面临着如下挑战:

(1)运维难:设备多、厂家多、应用复杂、运维 成本高;人员交替,资料留存少,运维难度大; 

(2)流量大:TB级数据受带宽、流量限制,导致 数据上传到云端的成本太高而无法处理;同时数据筛选 工作量大,系统建设成本高;

(3)连接难:复杂环境下可靠性连接方式少,只 能在系统内进行数据交互;海量末端设备难以管理,管 理成本高;项目设备施工难度大,人员技术要求高; 

(4)延时高:云端业务处理延时大,效率低,部 分场景无法实时处理;断网等于断业务,在断网、弱网 情况下,业务无法开展; 

(5)安全难:公网传输安全性差,数据隐私受威 胁;安全法规要求高,项目总体建设成本大。

 针对以上问题,当前万物灵石通过云边协同&远近 协同的解决方案将各业务下沉到端侧,实现了现场业务 的本地闭环,提升了业务服务的稳定性,再通过现场业 务数据汇聚到远程运营中心,由本地座席专家+云端运 营管理中心共同管控现场服务质量。

 2 方案介绍

 2.1 总体方案概述 

灵石是基于边缘计算技术和容器化技术打造的一站 式智慧空间解决方案。

 该方案集成了边缘计算的优势,从设备层打通了 各个应用,实现了业务执行过程中的业务联动和数据共 享。同时该方案将边缘计算和多维传感设备以及信息化 手段相结合,在边缘端实现了从服务器预警、应用管理 到现场业务反馈的全流程管理,从而提升了项目的运营 管理能力,保证了项目的稳定运行。该方案系统架构如 图1所示。


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 图1 解决方案架构图 

该方案旨在为小区、楼宇和园区等客户提供全业务 流程的软硬件一体边缘解决方案,并帮助客户快速建设 一套可支撑业务流转的“边缘计算机房”。相对传统云 端方案,该方案具有易部署、易交付、易运维等优势,尤其是在实施成本方面具有明显优势,具备规模推广和 应用的基础,如图2所示。

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 图2 解决方案优势 

2.2 方案目标 

(1)智能部署,即开即用:减少人力成本投入, 提升部署效率,降低技术投入成本,云端部署与传统服 务器应用部署对比如图3所示。 

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图3 云端部署与传统服务器应用部署对比 

(2)可视化页面快速接入:实现页面快速编排及 拖拽式编程,开发简单迅速,如图4所示。 

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图4 产品图  

(3)一体化设计,成品交付:打造专业一体化机 柜,适配多联接场景,如图5所示。

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 图5 一体化设计示意图 

2.3 万物灵石平台

 万物灵石基于统一软件技术架构,以灵石边缘服务 器为基础,在边缘侧集成灵石AI盒子,辅以组件化方式 构成的软件平台,集成了消息中间件、数据库服务、分 布式缓存、应用容器、事件分发设备接入、存储接入等 应用能力,提供了平台及支撑组件的各种场景需求。 运营管理中心远程值守人员可通过万物灵石边缘云 管理平台查看全局运行情况,包括基础平台信息、项目 分布地图、各类数据统计信息、实时告警信息等,方便 了解灵石边缘服务器整体的情况和具体应用的信息,以 便对实时发生的告警进行处理,并及时通知相关运维负 责人员,万物灵石平台展示如图6所示。

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 图6 万物灵石平台展示图 

2.4 高可用保障措施 

为保障项目的稳定运行,该方案综合考虑多方面因 素,设置双机热备方案及负载均衡方案,高度保障业务 服务的稳定性。同时,为保障数据的隐私性和安全性, 该方案通过接入硬件防火墙,将各项应用数据安全接入 平台并进行安全服务访问,所有的应用都通过内网业务 提供的安全应用接口进行安全数据访问,进一步保障了 数据的安全性。该方案高可用保障措施如图7所示。 

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图7 高可用保障措施示意图 

2.5 应用场景

 2.5.1 智慧安防 

安防问题在项目现场的重视程度肯定是第一位,但 是传统的安防解决方案普遍是依靠设备设置阈值自动报 警+巡检人员定期现场巡查的方案,面临误报、巡视周 期长等问题。 

相对于传统的解决方案,万物灵石边缘解决方案是 通过边缘端AI自动巡检对项目问题提前预警,并可在边 缘平台支持对告警的详情查看、告警处理、查看视频等 操作,以便让本地座席专家及时确认问题,并将告警信 息推送给指定人员或者指派人员现场处理。智慧安防示 意图如图8所示。

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图8 智慧安防示意图

 2.5.2 智慧人行 

在普适性人行出入口的方案中,由于很多数据都通 过云端进行处理,当设备出现异常时,如果没有巡检人员 及时发现问题,现场就会陷入业务无法正常运转的状态。 

通过万物灵石解决方案,结合多种IOT硬件,优化 升级为本地化业务闭环,并结合边缘端公私区联动方 案,可以有效提升使用者的体验。

 同时,基于业务本地化闭环的优势,运营管理中心 可以及时发现设备缺陷并进行处理。另外,在万物灵石 解决方案下,更是实现了公私区场景联动,进一步为业 主提供了更优质的服务体验。 

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图9 智慧人行示意图

 2.5.3 智慧车行 

 车行管理一直都是非常受重视的,但是目前在车行 场景中,很多设备出现异常后无法被及时发现,而且发 生缺陷时都是紧急派遣人员现场处理,并且由于设备缺 陷的处理复核时间长,导致业务中断后恢复的时间变得 更加漫长。 

通过万物灵石解决方案,本地化接入车行管理,本地化实现车行设备异常监测、预警维护,可以有效提 升车行设备在线率、可靠率。同时,在万物灵石解决方 案下,更是与人行系统、智能家居实现了公私区场景联 动,进一步为业主提供了更优质的服务。

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 图10 智慧车行示意图 

2.5.4 边缘通讯 

目前,可视化对讲、语音通讯等功能在各种项目上 的应用还是非常多的,尤其是对电梯一类的特种设备来 说,对讲业务更是其非常重要的一环。但是由于很多项 目建设较早,以至于历史遗留问题特别多,甚至是直接 停用系统。

 万物灵石解决方案建立了一套完备的通讯接入体 系,将访客机、室内话机、室外话机、五方对讲设备与 运营管理中心打通,并经由融合通讯技术与业务本地化 闭环的方案,规范了各类对讲设备的运行管理,提升了 设备在线率、可靠率。同时,该方案与人行系统、智能 家居实现了公私区场景联动,进一步为业主提供了更优 质的服务。

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 图11 边缘通讯示意图

 2.5.5 边云运营管理 

万物灵石边缘云管理平台,如图12所示,通过将 本地座席与云端座席相结合,建立了统一的运营管理标 准,将原有现场人工巡检模式转变为智能的边缘巡检模 式+云端巡检模式+本地座席专家+云端座席专家,既减 少了人员现场巡检工作量,又提升了异常定位精度,在 降低人工成本、交通成本和沟通成本的基础上,提升了 项目的稳定性和可靠性。

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 图12 边缘云管理平台示意图 

3 代表性及推广价值 

 (1)运营模式变革 从原有人工巡检模式转变为智能的人机协同模式, 减少了人员现场巡线工作量,降低了人工成本和交通成 本,并将故障抢修从人海战术转变为精准定位,极大提 高巡检效率,降低运维难度。 

(2)管理效率提升 增加边云运营管理机制,降低项目现场人工巡视频 率,巡检周期从原先全天定时巡视转变为全天候实时监 测,隐患故障从人工判别到智能决策,使缺陷隐患处置 率大幅提高,应急响应相比原有状态更加迅捷。 

(3)经济效益提升 降低了运维整体费用,并通过AI巡检有效减少了 现场事故导致的经济损失,有效避免人工巡检不到位导 致的故障隐患,保障了区域内的运维可靠性,提升了线 路智慧运营水平。 

(4)流量使用降低 降低了数据上云产生的流量支出,通过灵石E控中 心有效分析项目现场问题,实现业务边端闭环,在提升 管理效率的同时,降低了流量资费。 

(5)信息安全性提升 通过边缘化应用,实现业务边端闭环,关键数据不 上云、不外发,有效保证了数据安全性、隐私性。


来源 | 《自动化博览》2023年第2期暨《边缘计算2023专辑》

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