一、高速机电设备概况
众所周知，收费、监控、通信是高速公路的三大传统机电系统。经过多年的建设，当前各高速运营部门已经累积了相当规模的机电基础设施。机电设备的配置是实现高速公路运营管理的重要工具，具有技术含量高、构成复杂、投资大、分布广等特点，而且高速机电系统的配置需要较高的专业维护水平。
高速公路机电设备主要包含监控系统、通信系统、收费系统。
监控系统根据管理级别的高低可分为监控总中心、监控分中心、监控站及场外设备。目前我国高速公路的监控系统主要由视频监控构成，通过视频影像的采集，将数据传输至监控中心，再由监控中心对视频影像进行分类存档以实现监控系统对高速公路的管理。
收费系统按照管理层次的高低也可分为收费总中心、收费分中心及收费站，它主要包括了收费车道控制系统、收费站计算机网络系统，其价值与高速运营效益息息相关。
通信系统根据管理级别的高低可分为通信总中心、通信分中心及通信站。通信系统主要包含通信电源系统、光纤线路工程、数字传输系统及交换机系统。通信系统使高速公路各管理部门传递信息更及时，为高速公路的管理工作提供便利。
从上述描述可以看出，通信系统是监控和收费两大系统的支撑平台。如果通信系统发生异常，必然会导致监控和收费两大系统无法正常运行。所以，通信系统是高速三大机电系统的重中之重。
二、高速网络设备管理维护存在的问题
高速公路建设往往存在“重建设、轻维护”的思想，导致我国高速公路机电设备普遍存在问题，网络设备管理维护同样也是如此。若这些问题不能及时解决，将直接影响高速公路的运营管理，增加运营期的成本投入。具体表现在以下几个方面：
1.规模大、类型多、构成复杂，存在管理盲区，形成信息孤岛
由于高速网络设备的规模基数大，设备类型多、构成也非常复杂，涉及的厂商和相关方也多，所以在管理和运维等各方面的难度都非一般的网络可比。这就对管理手段、管理工具、运维模式、人员素质等各方面因素都提出了较高的要求。在不被重视、工具和手段落后、人手紧张的情况下，必然会产生管理盲区，或是无法管理到极为重要的端口和线缆层级，最终形成恶性循环（即设备越老旧、位置越偏僻就越鞭长莫及、导致设备故障率就越高、最后由于其处于持续异常状态而将其关闭，从而形成资源浪费）。当前每个厂商都有自己的管理平台，但往往信息不能共享互通，形成信息孤岛，无法整合利用。
2.勘察和维护成本高、维护不及时
由于高速网络分布范围广（有高速公路就必有网络设备）、点位均匀且距离很远（距养护点近的几公里、远的几十公里），直接导致极高的人力、物力、财力和时间等维护成本，同时养护和故障排除不及时现象严重，这些都会直接导致严重的设备闲置、空转等资源浪费现象。
3.运维人员缺少，对厂商依赖性强
随着高速建设的飞速发展，网络设备数量和类型日益增多，维护量和维护难度也越来越大。同时，由于运行环境恶劣，已建成高速公路的网络设备持续老化加速，故障率越来越高。而目前我国大部分高速公路配备的机电和网络维护人员数量较少，且维护人员整体的技术素质参差不齐，导致检修维护过程中对各厂商的依赖性极强，厂商支持的及时性会直接影响维修时效，最终影响高速公路的正常运营。
4.缺乏网络维护的有效工具和维护模式
目前，我国高速公路的网络设备维护仍在沿用传统的管理方式和管理工具，缺乏先进的管理工具和手段。维护模式老套且缺乏主动性，因为高故障率而闲置的设备越来越多，运维管理陷入困局。随着全国高速基建阶段接近尾声，运营管理已成为主要状态，各部门越来越重视机电乃至网络设备的投资效益，现有管理工具和和维护模式已成为了正常开展运营工作的障碍。
三、耐威迪 nVisual 网络可视化管理平台的功能匹配
耐威迪 nVisual 网络可视化管理平台以数字孪生技术+管理模式创新为基础，追求资源可视化、管理精细化和运营高效化。通过建立核心的可视化记录数据库,对建筑综合布线、室外光纤资源、数据中心网络基础设施、自动化网络拓扑四大应用场景提供针对管理层的业务映射、针对运维层的查询分析和变更规划、针对实施层的工单派发和监测校验功能，可以将海量的通信系统等相关设备逐一纳入管理范围，实现真正的“所见即所得”。同时将传统管理方式重新定义为基于自动化流程驱动的变更，优化简化工作流，真正实现“降本增效”的运营目标。
耐威迪 nVisual 网络可视化管理平台产品功能架构如下图所示：
以下详述针对前述各项问题的对应解决措施。
1.层次化的可视化数据库功能
针对高速网络设备规模大、类型多、构成复杂、分布区域广、存在管理盲区的问题， nVisual 网络可视化管理平台打破传统记录工具的局限，通过建立层次化的可视化数据库，为查询分析、变更规划及检测校验提供支撑和依托，并且系统还免费提供上万种设备模型，轻松实现设备的日常上下架操作。与此同时， nVisual 网络可视化管理平台突破品牌、地理位置、可见度等各种限制，集建筑综合布线、室外光纤资源、数据中心网络基础设施、自动化网络拓扑四大应用场景于一身，实现一个系统管理所有设备。相关功能视图如下图所示：
2.可视化定位查询功能
针对勘察和维护成本高、维护不及时的问题， nVisual 网络可视化管理平台通过方便快捷的可视化定位查询功能予以针对性解决。 nVisual 网络可视化管理平台不仅可以快速定位设备、板卡、端口、线路，还可以对室外网络基础设施进行快速精准定位，且可显示光纤状态并查询业务定义。不仅如此，通过 nVisual 网络可视化管理平台还可以进行设备对端、链路、拓扑、路由、机房容量等管理要素的快速查询，兼顾全局与细节，无论多大的网络规模，多丰富的设备类型、多复杂的层次构成，都可以通过一个系统尽揽无余，完美规避管理死角和盲区，杜绝“僵尸资源”，避免资源闲置与浪费。具体功能视图如下：
3.与对象关联的字段与文档关联查询功能
针对高速机电设备数量多但维护人员少，对厂商依赖性强而导致的运维效率低下问题， nVisual 网络可视化管理平台提供了无限自定义与对象关联的字段来跟踪资产信息，充分弥补可视化管理的不足。同时提供便捷的文档关联查询功能，将设备相关的说明文档、配置文件、故障排除记录文档与设备进行绑定，首先弥补人手短缺及技术素质参差不齐的短板，其次解决技术文档管理缺失的问题，降低对外部厂商的依赖。
4.基于自动化流程驱动变更，简化优化工作流
针对受困于传统维护模式，缺乏有效维护工具和维护模式的问题， nVisual 网络可视化管理平台通过基于可视化数据库的变更工单功能，改线下勘察为线上勘察，变手工规划为自动规划，改人工验收为自动校验，不仅避免了重复操作和误操作，同时还有效简化工作流，使规划更准，验收更快。功能视图如下：
综上所述，通过部署 nVisual 网络可视化管理平台可有效解决当前高速网络运维管理中存在的诸般问题，明显提升管理效率和效果，并可节约大量的管理成本。实施统计数据和对比效果如下图所示：
