系統(tǒng)運(yùn)維關(guān)鍵要素評(píng)估

　　當(dāng)前視頻監(jiān)控技術(shù)在我國(guó)已蓬勃發(fā)展，呈星羅棋布之態(tài)、星火燎原之勢(shì)。在全國(guó)范圍內(nèi)，“平安城市”項(xiàng)目工程建設(shè)的整體推進(jìn)，更是為各類視頻監(jiān)控系統(tǒng)的大力發(fā)展提供了絕佳的時(shí)機(jī)。然而，實(shí)際的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)其運(yùn)營(yíng)維護(hù)的狀態(tài)有著獨(dú)特又嚴(yán)格的要求，即要求系統(tǒng)日常運(yùn)行要具有長(zhǎng)期性、可靠性、穩(wěn)定性與有效性的特點(diǎn)。而一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)在長(zhǎng)期不間斷、可靠穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，其運(yùn)營(yíng)維護(hù)的效果與能力(簡(jiǎn)稱運(yùn)維效能，下同)，是由其系統(tǒng)內(nèi)部的各類軟硬件設(shè)備、操作人員以及相關(guān)的日常管理制度所體現(xiàn)出來(lái)的。我們不妨將視頻監(jiān)控系統(tǒng)日常運(yùn)行的內(nèi)部設(shè)備、人員與管理制度稱之為系統(tǒng)運(yùn)維關(guān)鍵要素，于是對(duì)某一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)維效能的衡量，因而也就是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)維的關(guān)鍵要素的能力評(píng)估。

　　由于當(dāng)前我國(guó)并沒(méi)有對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維效能做評(píng)估評(píng)定的普遍適用的方法，本文提出一種方法，將對(duì)系統(tǒng)運(yùn)維效能的評(píng)估轉(zhuǎn)化為對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備、人員與管理制度的評(píng)估，這其中涉及到了諸多方面的理論內(nèi)容，如：硬件設(shè)備的老化與可靠性，系統(tǒng)軟件的易用性與安全性，人員技能提升理論，人員認(rèn)知心理狀態(tài)以及日常管理制度的科學(xué)性與規(guī)范性等。這種通過(guò)將上述理論內(nèi)容融合在一起的評(píng)估方法，不僅能夠多方位全面地評(píng)估一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)維效能，而且具有一定的普遍適用性，適合多種不同規(guī)模不同組成的實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估工作。

　　相關(guān)技術(shù)研究綜述

　　1、浴盆曲線理論：這是研究設(shè)備和系統(tǒng)老化和可靠性的基礎(chǔ)。對(duì)于常見的設(shè)備或者系統(tǒng)而言，其故障率隨時(shí)間的分布是具有一定普遍性的規(guī)律的。如果表現(xiàn)在以橫軸為時(shí)間軸、縱軸為故障率函數(shù)的二維連續(xù)坐標(biāo)軸中時(shí)，其圖像呈現(xiàn)出形似浴盆的形狀(如圖1)，因此在設(shè)備老化和可靠性研究中該理論稱為浴盆曲線理論。在評(píng)估視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備的可靠性時(shí)，浴盆曲線理論扮演了重要的角色。根據(jù)浴盆曲線理論，設(shè)備的故障率隨時(shí)間的變化過(guò)程，經(jīng)歷了三個(gè)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(gè)階段故障率函數(shù)的變化形式不同，相對(duì)應(yīng)的對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)備的可靠性要求也不同，進(jìn)而對(duì)硬件設(shè)備的運(yùn)維要求和故障解決方案也不同。通過(guò)對(duì)浴盆曲線的研究與應(yīng)用，可在視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備日常工作運(yùn)行維護(hù)周期的三個(gè)不同階段分別提出對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)備老化與可靠性不同的評(píng)估要求和評(píng)估準(zhǔn)則。

　　2、設(shè)備老化與故障理論：每個(gè)實(shí)際的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都可用基本組成框圖來(lái)概括(見圖2)，任何系統(tǒng)的各個(gè)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(shè)備構(gòu)成的。因此設(shè)備的老化與故障理論在視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維效能評(píng)估工作中也有極為重要的意義。根據(jù)該理論，設(shè)備的老化可以分為有形老化與無(wú)形老化，這其中有形老化與無(wú)形老化又各自分別有兩種表現(xiàn)形式，而這四種不同的老化表現(xiàn)形式分別有相應(yīng)的形成原因、外在規(guī)律和解決方法。因此對(duì)于需要長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行、且要求穩(wěn)定可靠又有效工作的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，運(yùn)用設(shè)備老化與故障理論，針對(duì)各組成部分的硬件設(shè)備老化所表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)和規(guī)律來(lái)判斷屬于哪一種老化，進(jìn)而評(píng)估該系統(tǒng)的運(yùn)維效能和提出解決途徑，具有直接的參考價(jià)值。

　　3、波士頓經(jīng)驗(yàn)曲線(學(xué)習(xí)曲線)理論：波士頓經(jīng)驗(yàn)曲線理論俗稱學(xué)習(xí)曲線理論，是基于學(xué)習(xí)效應(yīng)的一種理論。學(xué)習(xí)曲線最初用于制造行業(yè)，用于描述隨著產(chǎn)量的提高，也即員工工作經(jīng)驗(yàn)的提升對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)成本進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)率的影響。如圖3一個(gè)典型的學(xué)習(xí)曲線圖形所示，隨著產(chǎn)量的提升，員工的經(jīng)驗(yàn)技能隨之增加，進(jìn)而導(dǎo)致在之后生產(chǎn)產(chǎn)品的實(shí)際單位成本降低，生產(chǎn)率得到提高。若將制造行業(yè)中所考慮的參考量——單位生產(chǎn)成本代換為視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維系統(tǒng)中所關(guān)注的工作響應(yīng)時(shí)間，學(xué)習(xí)曲線理論依然具有指導(dǎo)意義。因此，學(xué)習(xí)曲線理論側(cè)重于視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維的人員因素，用于描述人員技能提升與經(jīng)驗(yàn)積累情況。在此基礎(chǔ)上可對(duì)系統(tǒng)管理制度因素的部分內(nèi)容，如人員培訓(xùn)、考核等方面做出指導(dǎo)。

　　4、認(rèn)知心理學(xué)：認(rèn)知心理學(xué)研究人如何覺(jué)知、學(xué)習(xí)、記憶和思考問(wèn)題。除此之外，認(rèn)知心理學(xué)下涵的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、注意與意識(shí)、知覺(jué)、記憶過(guò)程、問(wèn)題解決與創(chuàng)造性、決策與推理等領(lǐng)域都可應(yīng)用于視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維的人員能力評(píng)估。認(rèn)知心理學(xué)除了同樣能表述系統(tǒng)人員的經(jīng)驗(yàn)積累水平之外，對(duì)于研究與評(píng)估視頻監(jiān)控系統(tǒng)操作人員的觀察力、聯(lián)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(chǔ)。

　　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(guò)程中，多個(gè)決策人對(duì)多個(gè)決策方案進(jìn)行意見表決，運(yùn)用互補(bǔ)判斷矩陣的表示方法，每個(gè)決策人都對(duì)任一決策方案作重要性判別，因此每個(gè)決策人對(duì)所有的決策方案將形成一個(gè)判別向量。每?jī)蓚€(gè)意見的判別向量經(jīng)過(guò)一定的比較規(guī)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(jìn)一步可以劃分相應(yīng)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(guò)對(duì)行業(yè)具有一定熟識(shí)度和影響力的專家進(jìn)行意見采集，可對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維效能的所有評(píng)估項(xiàng)進(jìn)行權(quán)重排序，群體聚類法適用于配合調(diào)研問(wèn)卷，從而確定眾多評(píng)估項(xiàng)與評(píng)估點(diǎn)的重要性權(quán)值分配，為之后運(yùn)用層次分析法建立評(píng)估數(shù)學(xué)模型打下基礎(chǔ)。

　　6、層次分析法：層次分析法是一種將復(fù)雜抽象的問(wèn)題抽絲剝繭，按照一定的準(zhǔn)則劃分為多個(gè)考慮的層次，每個(gè)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(tǒng)思想，基于這種思想，需將要解決的整體問(wèn)題按其所有可能的成因分解為不同的要素，每個(gè)要素可以看作一個(gè)針對(duì)總問(wèn)題的子問(wèn)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(wèn)題分解為一個(gè)類似于樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的層次模型，樹的某一節(jié)點(diǎn)的下一層所有孩子節(jié)點(diǎn)是該節(jié)點(diǎn)的全部構(gòu)成要素，根節(jié)點(diǎn)為總問(wèn)題，所有葉子結(jié)點(diǎn)是總問(wèn)題的最終細(xì)化評(píng)估項(xiàng)。將所有節(jié)點(diǎn)設(shè)定權(quán)值后，就可以將一個(gè)定性的總問(wèn)題轉(zhuǎn)化為細(xì)化的量化評(píng)價(jià)模型。在本文所介紹的評(píng)估方法中，運(yùn)用層次分析法是在由調(diào)研成果經(jīng)過(guò)群體聚類法確定了各個(gè)評(píng)估項(xiàng)與評(píng)估點(diǎn)的重要性權(quán)值之后，用于將評(píng)估方案定性的結(jié)果分析轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)學(xué)模型，該數(shù)學(xué)模型就是要最終實(shí)現(xiàn)評(píng)估功能的研究成果的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。

　　評(píng)估方法研究流程

　　1、歸納總結(jié)當(dāng)前國(guó)內(nèi)有關(guān)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的所有標(biāo)準(zhǔn)(包括國(guó)標(biāo)、行標(biāo)和地標(biāo))，從中總結(jié)出視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維效能的評(píng)估工作中所需涉及到的所有評(píng)估項(xiàng)與評(píng)估點(diǎn)，依此確定該評(píng)估問(wèn)題的整體樹型層次結(jié)構(gòu)，并據(jù)此設(shè)計(jì)出一份調(diào)查問(wèn)卷表，并以此表進(jìn)行相關(guān)的調(diào)研，獲得評(píng)估工作的直接數(shù)據(jù)來(lái)源。

　　2、儲(chǔ)備相應(yīng)的研究理論，如浴盆曲線理論、設(shè)備老化與故障理論、學(xué)習(xí)曲線理論、認(rèn)知心理學(xué)、群體聚類法和層次分析法等。對(duì)這些方法的研究與應(yīng)用將貫穿于評(píng)估方法研究的全程。

　　3、由步驟1的調(diào)查問(wèn)卷所得的數(shù)據(jù)結(jié)果，對(duì)其先進(jìn)性群體聚類法的分析，以確定問(wèn)卷中所有評(píng)估項(xiàng)與評(píng)估點(diǎn)的重要性權(quán)值排序，再根據(jù)重要性權(quán)值的排序，以同一層次重要性最低的評(píng)估項(xiàng)為基準(zhǔn)設(shè)定每一項(xiàng)的權(quán)值，再運(yùn)用層次分析法，得到最終待評(píng)價(jià)問(wèn)題所有因素的得分權(quán)值，將評(píng)估方案定性的結(jié)果分析轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)學(xué)模型。

　　4)根據(jù)步驟3的結(jié)果所形成的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用一定的編程語(yǔ)言(如php，Javascript等)將模型以算法實(shí)現(xiàn)為B/S結(jié)構(gòu)的打分交互評(píng)估系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)運(yùn)維效能標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化模型

　　由于現(xiàn)實(shí)中各地實(shí)際運(yùn)行的視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成并不完全相同，規(guī)模有大有小，應(yīng)用的廠商設(shè)備、施工單位的安裝水平以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)單位的人員和管理制度都有差別，造成了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)亟需一個(gè)評(píng)估視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)維效能的統(tǒng)一而規(guī)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(píng)估方法，通過(guò)簡(jiǎn)明扼要地闡述這些理論的原理、方法規(guī)律以及在該評(píng)估方法中的作用，將該方法的研究流程和應(yīng)用范圍較為全面和清晰地表述出來(lái)。經(jīng)過(guò)歸納總結(jié)、數(shù)據(jù)調(diào)研、數(shù)學(xué)分析、算法建模等方面的工作，構(gòu)造一個(gè)可供絕大多數(shù)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行的視頻監(jiān)控系統(tǒng)評(píng)估自身的運(yùn)維效能的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化模型，任一系統(tǒng)的管理人員可通過(guò)該模型的成果來(lái)評(píng)估本系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)維能力，并根據(jù)評(píng)分結(jié)果分析判定需要保持和改進(jìn)的工作方向。