系統運維關鍵要素評估

　　當前視頻監控技術在我國已蓬勃發展，呈星羅棋布之態、星火燎原之勢。在全國范圍內，“平安城市”項目工程建設的整體推進，更是為各類視頻監控系統的大力發展提供了絕佳的時機。然而，實際的視頻監控系統，對其運營維護的狀態有著獨特又嚴格的要求，即要求系統日常運行要具有長期性、可靠性、穩定性與有效性的特點。而一個實際系統在長期不間斷、可靠穩定運行的情況下，其運營維護的效果與能力(簡稱運維效能，下同)，是由其系統內部的各類軟硬件設備、操作人員以及相關的日常管理制度所體現出來的。我們不妨將視頻監控系統日常運行的內部設備、人員與管理制度稱之為系統運維關鍵要素，于是對某一個實際系統運維效能的衡量，因而也就是對系統運維的關鍵要素的能力評估。

　　由于當前我國并沒有對視頻監控系統運維效能做評估評定的普遍適用的方法，本文提出一種方法，將對系統運維效能的評估轉化為對系統內部設備、人員與管理制度的評估，這其中涉及到了諸多方面的理論內容，如：硬件設備的老化與可靠性，系統軟件的易用性與安全性，人員技能提升理論，人員認知心理狀態以及日常管理制度的科學性與規范性等。這種通過將上述理論內容融合在一起的評估方法，不僅能夠多方位全面地評估一個實際系統的運維效能，而且具有一定的普遍適用性，適合多種不同規模不同組成的實際系統進行評估工作。

　　相關技術研究綜述

　　1、浴盆曲線理論：這是研究設備和系統老化和可靠性的基礎。對于常見的設備或者系統而言，其故障率隨時間的分布是具有一定普遍性的規律的。如果表現在以橫軸為時間軸、縱軸為故障率函數的二維連續坐標軸中時，其圖像呈現出形似浴盆的形狀(如圖1)，因此在設備老化和可靠性研究中該理論稱為浴盆曲線理論。在評估視頻監控系統硬件設備的可靠性時，浴盆曲線理論扮演了重要的角色。根據浴盆曲線理論，設備的故障率隨時間的變化過程，經歷了三個不同的階段(如圖1)，分別稱為早期故障期、偶然故障期和損耗故障期。在每一個階段故障率函數的變化形式不同，相對應的對系統硬件設備的可靠性要求也不同，進而對硬件設備的運維要求和故障解決方案也不同。通過對浴盆曲線的研究與應用，可在視頻監控系統硬件設備日常工作運行維護周期的三個不同階段分別提出對系統硬件設備老化與可靠性不同的評估要求和評估準則。

　　2、設備老化與故障理論：每個實際的視頻監控系統都可用基本組成框圖來概括(見圖2)，任何系統的各個組成部分如前端、傳輸、控制和顯示/記錄部分都是由許多硬件設備構成的。因此設備的老化與故障理論在視頻監控系統運維效能評估工作中也有極為重要的意義。根據該理論，設備的老化可以分為有形老化與無形老化，這其中有形老化與無形老化又各自分別有兩種表現形式，而這四種不同的老化表現形式分別有相應的形成原因、外在規律和解決方法。因此對于需要長期不間斷運行、且要求穩定可靠又有效工作的視頻監控系統來說，運用設備老化與故障理論，針對各組成部分的硬件設備老化所表現出來的特點和規律來判斷屬于哪一種老化，進而評估該系統的運維效能和提出解決途徑，具有直接的參考價值。

　　3、波士頓經驗曲線(學習曲線)理論：波士頓經驗曲線理論俗稱學習曲線理論，是基于學習效應的一種理論。學習曲線最初用于制造行業，用于描述隨著產量的提高，也即員工工作經驗的提升對產品生產成本進而對生產率的影響。如圖3一個典型的學習曲線圖形所示，隨著產量的提升，員工的經驗技能隨之增加，進而導致在之后生產產品的實際單位成本降低，生產率得到提高。若將制造行業中所考慮的參考量——單位生產成本代換為視頻監控系統運維系統中所關注的工作響應時間，學習曲線理論依然具有指導意義。因此，學習曲線理論側重于視頻監控系統運維的人員因素，用于描述人員技能提升與經驗積累情況。在此基礎上可對系統管理制度因素的部分內容，如人員培訓、考核等方面做出指導。

　　4、認知心理學：認知心理學研究人如何覺知、學習、記憶和思考問題。除此之外，認知心理學下涵的認知神經科學、注意與意識、知覺、記憶過程、問題解決與創造性、決策與推理等領域都可應用于視頻監控系統運維的人員能力評估。認知心理學除了同樣能表述系統人員的經驗積累水平之外，對于研究與評估視頻監控系統操作人員的觀察力、聯想力、分析能力、記憶能力、判斷能力、決策能力等能力，都提供了理論基礎。

　　5、意見群體聚類法：全稱叫做基于一致性分析的意見群體聚類法。是在群體研討決策的過程中，多個決策人對多個決策方案進行意見表決，運用互補判斷矩陣的表示方法，每個決策人都對任一決策方案作重要性判別，因此每個決策人對所有的決策方案將形成一個判別向量。每兩個意見的判別向量經過一定的比較規則(由偏好矢量相似度閾值所確定)可以確定兩兩的偏好矢量相似度，并進一步可以劃分相應的偏好子群體，最終由不同子群體間信任度的相互影響，可得到一種判定多決策方案重要性高低的方法。通過對行業具有一定熟識度和影響力的專家進行意見采集，可對視頻監控系統運維效能的所有評估項進行權重排序，群體聚類法適用于配合調研問卷，從而確定眾多評估項與評估點的重要性權值分配，為之后運用層次分析法建立評估數學模型打下基礎。

　　6、層次分析法：層次分析法是一種將復雜抽象的問題抽絲剝繭，按照一定的準則劃分為多個考慮的層次，每個層次向上層提供方案，向下層做指示與概括的決策方法。其基本思路是先分解后綜合的系統思想，基于這種思想，需將要解決的整體問題按其所有可能的成因分解為不同的要素，每個要素可以看作一個針對總問題的子問題，其自身又可以再分解為不同的要素。以此類推，可以將待解決的總問題分解為一個類似于樹型數據結構的層次模型，樹的某一節點的下一層所有孩子節點是該節點的全部構成要素，根節點為總問題，所有葉子結點是總問題的最終細化評估項。將所有節點設定權值后，就可以將一個定性的總問題轉化為細化的量化評價模型。在本文所介紹的評估方法中，運用層次分析法是在由調研成果經過群體聚類法確定了各個評估項與評估點的重要性權值之后，用于將評估方案定性的結果分析轉化為定量的數學模型，該數學模型就是要最終實現評估功能的研究成果的數學理論基礎。

　　評估方法研究流程

　　1、歸納總結當前國內有關視頻監控系統的所有標準(包括國標、行標和地標)，從中總結出視頻監控系統運維效能的評估工作中所需涉及到的所有評估項與評估點，依此確定該評估問題的整體樹型層次結構，并據此設計出一份調查問卷表，并以此表進行相關的調研，獲得評估工作的直接數據來源。

　　2、儲備相應的研究理論，如浴盆曲線理論、設備老化與故障理論、學習曲線理論、認知心理學、群體聚類法和層次分析法等。對這些方法的研究與應用將貫穿于評估方法研究的全程。

　　3、由步驟1的調查問卷所得的數據結果，對其先進性群體聚類法的分析，以確定問卷中所有評估項與評估點的重要性權值排序，再根據重要性權值的排序，以同一層次重要性最低的評估項為基準設定每一項的權值，再運用層次分析法，得到最終待評價問題所有因素的得分權值，將評估方案定性的結果分析轉化為定量的數學模型。

　　4)根據步驟3的結果所形成的數學模型，運用一定的編程語言(如php，Javascript等)將模型以算法實現為B/S結構的打分交互評估系統。

　　系統運維效能標準化規范化模型

　　由于現實中各地實際運行的視頻監控系統構成并不完全相同，規模有大有小，應用的廠商設備、施工單位的安裝水平以及運營維護單位的人員和管理制度都有差別，造成了現有國內亟需一個評估視頻監控系統運維效能的統一而規范的尺度與方法。本文介紹了一種融合了多種成熟研究理論的評估方法，通過簡明扼要地闡述這些理論的原理、方法規律以及在該評估方法中的作用，將該方法的研究流程和應用范圍較為全面和清晰地表述出來。經過歸納總結、數據調研、數學分析、算法建模等方面的工作，構造一個可供絕大多數現實運行的視頻監控系統評估自身的運維效能的標準化規范化模型，任一系統的管理人員可通過該模型的成果來評估本系統當前的運維能力，并根據評分結果分析判定需要保持和改進的工作方向。