一种应急指挥体系信息化保障系统全生命周期管理方法及系统与流程

本发明涉及计算机信息，尤其涉及一种应急指挥体系信息化保障系统全生命周期管理方法及系统。

背景技术：

1、应急指挥体系信息化保障系统是一个高度集成、多系统协同的复杂网络。在这类系统中，大量不同型号、规格的信息化设备被广泛应用，数量庞大，从一千余件到近万件不等。这些设备的寿命周期各异，管理难度极大。目前，现有的系统和技术主要侧重于实时监测设备的温度、电压及告警信息等基本状态。

2、然而，这种监控方式存在明显的局限性。它无法对设备可能出现的故障进行预先判断，只能在设备实际发生故障后进行应对和处理。这种情况下，单一设备的故障很可能引发整个系统的瘫痪，严重影响应急指挥的连续性和稳定性。

3、此外，当故障发生时，现有的排查流程繁琐且效率低下。通常需要通过分析故障现象来锁定可能出问题的系统，再对该系统内的所有设备进行逐一排查和比对。这种方式不仅耗时耗力，而且难以迅速准确地定位到故障设备。即使找到了故障设备，还需要进行进一步的专业测试来确定具体的故障原因。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种应急指挥体系信息化保障系统全生命周期管理方法及系统，其解决了现有的应急指挥体系信息化保障系统在技术和管理层面存在诸多不足，如效率低下、故障响应速度慢、故障预测能力缺失、维护成本高昂等技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本发明实施例提供一种应急指挥体系信息化保障系统全生命周期管理方法，包括：

6、实时获取对应急指挥体系信息化保障系统中各个设备的运行参数和技术参数；

7、引入至少一个设备影响因素，结合各个设备的运行参数和技术参数，对设备的故障率和寿命进行预测，得到设备的故障率变化曲线图和半衰值，并确定每个设备的寿命剩余值；

8、自动扫描各个设备是否存在非预期行为，对于出现非预期行为的设备进行相应纠正操作并向用户端发送自动处理提示；

9、当设备的非预期形成并未自动解决、设备的寿命剩余值低于预设阈值或者半衰值临近时，向用户端发送告警提示，并推送至少一个应急处置方案以请求用户介入处理，确保应急指挥体系信息化保障系统的各个设备处于设定的故障率发生区间。

10、可选地，实时获取对应急指挥体系信息化保障系统中各个设备的运行参数和技术参数之前，还包括：

11、接收并解析输入的业务需求参数，并结合设备数据库中的信息，进行设备筛选和组合，以制定设备采购计划；

12、根据设备采购计划通过预设的采购系统进行设备采购，并记录采购信息；

13、当新的设备入库时进行登记，生成唯一设备编码，并录入新的设备信息；

14、响应于用户提出领用请求，按照预设的条件审批后发放，并确定对应设备的部署位置信息；

15、按照地理位置将所有的设备划分形成若干个区域网络组，并建立各个设备的地理坐标、拓扑关系以及链路结构，以形成应急指挥体系信息化保障系统，并通过可视化的方式展示给用户。

16、可选地，实时获取对应急指挥体系信息化保障系统中各个设备的运行参数和技术参数之后，还包括：

17、根据设备的地理坐标、拓扑关系以及链路结构，对通过传感器采集到的状态参数和技术参数进行分类，并存储到设备数据库中；

18、将存储到设备数据库中的数据进行整理，组织成主题域中的逻辑实体；

19、构建逻辑实体与外部设备的映射关系，形成可视化的知识地图以供用户实时调用；

20、在各个设备内部创建多个独立的虚拟端口，每一个单独的端口对应着一个特定的运行参数或技术参数并具有相应的独立控制机制；

21、针对每一台设备的所有可能的参数组合情况进行模拟测试，并对结果进行评估和比较，找寻到最佳参数组合并部署到对应设备上。

22、可选地，引入至少一个设备影响因素，结合各个设备的运行参数和技术参数，对设备的故障率和寿命进行预测，得到设备的故障率变化曲线图和半衰值，并确定每个设备的寿命剩余值包括：

23、对获取的各个设备的运行参数和技术参数进行包含清洗，去除异常值、重复值和缺失值的预处理；

24、从预处理后的数据中提取与设备故障率和寿命相关联的特征，并结合至少一个设备影响因素，构造可能影响设备故障率和寿命的复合特征；

25、选择一机器学习算法，用于构建设备故障率和寿命预测模型，并将构建的复合特征作为输入，设备的故障情况和寿命数据作为输出标签，构建训练数据集；

26、将训练好的模型部署到生产环境中，利用训练好的模型对设备的设备的故障率和寿命数据进行预测；

27、根据模型预测的故障率，按照时间序列或设备使用阶段绘制故障率变化曲线图；

28、基于故障率变化曲线图，确定设备性能下降到初始性能一半时所对应的时间点或使用阶段，得到半衰值；

29、根据模型预测的寿命数据和故障率变化曲线，估算每个设备在当前状态下的寿命剩余值，并通过定位每个设备的寿命的包含设备投入使用的初始点和性能下降至一半的点的关键点，以形成寿命曲线图；

30、其中，

31、与设备故障率和设备寿命相关联的特征包括：

32、温/湿度的波动范围的时间序列特征：

33、

34、式中，x(t)为原始时间序列数据，表示在时间点t的温/湿度值，a为尺度参数，b为位移参数，是母小波函数，用来与原始时间序列数据进行卷积，从而提取出时间序列的特征；

35、动态时间弯曲的距离特征：

36、

37、式中，k是时间序列a和b之间的一个对齐路径，d(ai,bj)是时间序列a中的点ai和时间序列b中的点bj之间的距离；

38、设备影响因素包括：设备的使用时长、维护记录、工作负载、维护前后的性能指标比值以及维护前后的性能指标差值；

39、复合特征为：

40、

41、式中，f1为第一复合子特征，f2为第二复合子特征，αi是第一权重系数，βi是第二权重系数，fi为第i个影响因素的值。

42、可选地，自动扫描各个设备是否存在非预期行为，对于出现非预期行为的设备进行相应纠正操作并向用户端发送自动处理提示包括：

43、对收集到的各个设备的运行参数和技术参数进行标准化处理；

44、将标准化处理后的参数与预先定义的规则集进行匹配，通过比较规则集中数据值、阈值或条件，判断设备行为是否存在非预期行为；

45、当检测到非预期行为时，自动触发包括重启设备、恢复默认配置、关闭异常进程、更新软件补丁的纠正操作；

46、生成包含非预期行为、纠正操作内容以及处理建议的自动处理提示信息，并通过预设的通信渠道将自动处理提示信息实时发送给用户端。

47、可选地，当设备的非预期形成并未自动解决、设备的寿命剩余值低于预设阈值或者半衰值临近时，向用户端发送告警提示，并推送至少一个应急处置方案以请求用户介入处理，确保应急指挥体系信息化保障系统的各个设备处于设定的故障率发生区间包括：

48、当监测到设备的非预期行为未能在预设时间内自动解决，或者设备的寿命剩余值低于预设阈值，或者设备的半衰值临近时，触发告警条件；

49、根据触发的告警条件，自动生成包含设备标识、告警类型、触发条件的描述以及告警发生时间的告警信息；

50、将告警信息拆分为单词或短语集合，根据告警信息中的单词或短语集合，在应急处置方案库中进行初步筛选，找出包含这些关键词的方案作为候选方案集；

51、根据设备的寿命剩余值，参考一预先设定的可接受的范围或阈值，从候选方案集中筛选出适用于当前设备寿命阶段的至少一个应急处置方案；

52、将得到的应急处置方案与告警信息一并推送给用户端，以便用户及时介入处理；

53、根据用户的反馈，更新各个设备包括是否已解决非预期行为、寿命剩余值和半衰值的变化的状态信息；

54、持续追踪各个设备的状态，确保应急指挥体系信息化保障系统的各个设备始终处于设定的故障率发生区间内。

55、可选地，还包括：

56、根据收集的设备的故障率、寿命和预设的报废标准，对每台设备进行定期评估；

57、自动标识达到报废标准的设备，并在系统中将状态更新为待报废，以使用户将对应设备进行物理隔离；

58、生成包含全生命周期的设备数据的报废分析报告，并根据报废分析报告输出至少一种处置方式。

59、第二方面，本发明实施例提供一种应急指挥体系信息化保障系统全生命周期管理系统，包括：

60、设备数据库，用于存储各个设备的运行参数、技术参数以及设备影响因素；

61、用户终端，用于向用户展示设备可视化三维图以及接收用户的操作指令和反馈信息；

62、后台管理平台，分别与设备数据库和用户终端连接，用于执行如上所述的应急指挥体系信息化保障系统全生命周期管理方法。

63、可选地，后台管理平台包括：

64、参数获取模块，用于实时获取对应急指挥体系信息化保障系统中各个设备的运行参数和技术参数；

65、故障率和寿命预测模块，用于引入至少一个设备影响因素，结合各个设备的运行参数和技术参数，对设备的故障率和寿命进行预测，得到设备的故障率变化曲线图和半衰值，并确定每个设备的寿命剩余值；

66、自动纠正模块，用于自动扫描各个设备是否存在非预期行为，对于出现非预期行为的设备进行相应纠正操作并向用户端发送自动处理提示；

67、被动纠正模块，用于当设备的非预期形成并未自动解决、设备的寿命剩余值低于预设阈值或者半衰值临近时，向用户端发送告警提示，并推送至少一个应急处置方案以请求用户介入处理，确保应急指挥体系信息化保障系统的各个设备处于设定的故障率发生区间。

68、可选地，后台管理平台还包括：

69、设备采购模块，用于接收并解析输入的业务需求参数，并结合设备数据库中的信息，进行设备筛选和组合，以制定设备采购计划；根据设备采购计划通过预设的采购系统进行设备采购，并记录采购信息；

70、入库管理模块，用于当新的设备入库时进行登记，生成唯一设备编码，并录入新的设备信息；

71、设备分配模块，用于响应于用户提出领用请求，按照预设的条件审批后发放，并确定对应设备的部署位置信息；

72、设备分组模块，用于按照地理位置将所有的设备划分形成若干个区域网络组，并建立各个设备的地理坐标、拓扑关系以及链路结构，以形成应急指挥体系信息化保障系统，并通过可视化的方式展示给用户；

73、报废管理模块，用于根据收集的设备的故障率、寿命和预设的报废标准，对每台设备进行定期评估；自动标识达到报废标准的设备，并在系统中将状态更新为待报废，以使用户将对应设备进行物理隔离；生成包含全生命周期的设备数据的报废分析报告，并根据报废分析报告输出至少一种处置方式。

74、(三)有益效果

75、本发明的有益效果是：

76、本发明首先实时获取系统中各个设备的运行参数和技术参数，这是确保系统高效、稳定运行的基础。通过持续监控这些参数，能够实时掌握设备的工作状态，任何设备的异常情况都能被及时发现，从而大大提高了故障响应的速度。同时为后续的数据分析和预测提供准确、可靠的数据源。

77、其次，本发明利用先进的数据分析和机器学习算法，结合设备运行中的各种影响因素，对设备的故障率和寿命进行精准预测。这不仅能够生成设备的故障率变化曲线图和确定半衰值，还能明确每个设备的寿命剩余值。这样的预测能力对于预防设备故障、合理安排维护计划具有重要意义，为用户提供了更为精准的维护计划，延长了设备的使用寿命。

78、此外，本发明还具备自动扫描和纠正设备非预期行为的能力。一旦发现设备出现异常，能够迅速作出反应，进行必要的纠正操作，并向用户端发送自动处理提示。这种自动化的故障处理机制可以大幅减少人工干预的需要，提升系统的自我修复能力，确保关键时刻系统的稳定运行。

79、最后，当遇到无法自动解决的问题，或者设备的寿命剩余值低于安全阈值，亦或是半衰值即将到达时，会及时向用户端发送告警提示，并提供至少一个应急处置方案。这种预警和应急响应机制能够确保用户在第一时间了解到系统的潜在风险，并引导他们进行有效地介入处理，从而防止故障扩大，保障应急指挥体系信息化保障系统的各个设备始终运行在设定的故障率发生区间内。综合来看，该方法对于提升应急指挥体系的整体效能和安全性具有显著作用。

80、由此，本发明提供的应急指挥体系信息化保障系统全生命周期管理方案，在提升系统运行效率、加快故障响应速度、提高故障预测能力以及降低维护成本等方面展现出了显著的有益效果。