鐵路通信網(wǎng)絡(luò)管理研究范文

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引言

隨著鐵路建設(shè)的發(fā)展，尤其是山區(qū)鐵路及大量隧道、橋梁的建設(shè)，鐵路通信存在著許多弱場強(qiáng)區(qū)和覆蓋盲區(qū)。直放站成本低、組網(wǎng)靈活、施工周期短，為解決弱場覆蓋發(fā)揮了重要作用。目前，鐵路無線通信網(wǎng)絡(luò)中使用了不同廠家、類型的直放站，分布區(qū)域廣，使用數(shù)量大。由于使用直放站的區(qū)域大多在偏遠(yuǎn)的山區(qū)，交通條件差，這就給設(shè)備的維護(hù)管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)，需要投入大量的人力物力對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢維護(hù)和管理。因此，使用一套綜合管理系統(tǒng)對(duì)不同廠家的直放站設(shè)備進(jìn)行有效管理，不但可以遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，而且能夠?qū)χ狈耪镜母鞣N故障、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。這套系統(tǒng)就是直放站綜合網(wǎng)管系統(tǒng)。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.1系統(tǒng)構(gòu)成

直放站綜合網(wǎng)管系統(tǒng)主要由本地監(jiān)控單元、通信信道和網(wǎng)管中心三部分組成。監(jiān)控單元是指安裝在直放站設(shè)備內(nèi)部的監(jiān)控電路，完成加電初始化與自檢，近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)信號(hào)的采集、控制、處理和告警，直放站各種參數(shù)的本地顯示，與網(wǎng)管中心數(shù)據(jù)交換等。通信信道是指連接監(jiān)控單元與網(wǎng)管中心的通信鏈路，完成監(jiān)控單元與網(wǎng)管中心的物理連接。網(wǎng)管中心是網(wǎng)管系統(tǒng)的核心，接收各個(gè)直放站監(jiān)控單元發(fā)回的信號(hào)，完成直放站參數(shù)配置、數(shù)據(jù)采集控制、告警信息處理，以及對(duì)歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。

1.2系統(tǒng)功能

直放站綜合網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

（1）兼容性好，支持多個(gè)廠家、多種類型設(shè)備；

（2）系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，支持TCP／IP協(xié)議；

（3）能對(duì)接入到網(wǎng)管中心的每一個(gè)直放站設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測，可遠(yuǎn)程設(shè)定站點(diǎn)參數(shù)并控制直放站工作狀態(tài)；

（4）具有完善的告警功能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，具備聲、光等多種形式的告警顯示功能；

（5）直放站主動(dòng)告警準(zhǔn)確率達(dá)到98%，網(wǎng)管中心接收告警及查詢信息成功率在95%以上；

（6）完善的歷史數(shù)據(jù)查詢，靈活的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和報(bào)表打印；

（7）采用數(shù)據(jù)庫管理，可以方便地對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行管理，還可以對(duì)各個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)置，保證設(shè)備數(shù)據(jù)采集及時(shí)、完整；

（8）支持電子地圖，并可由用戶配置管理地圖，方便用戶直觀查找站點(diǎn)；

（9）增加直放站信息及相關(guān)基站信息的導(dǎo)入、導(dǎo)出功能，用戶按照系統(tǒng)提供的模板整理數(shù)據(jù)，能批量管理更新本系統(tǒng)的直放站及其相關(guān)基站。

1.3系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)不同，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)是將整個(gè)軟件看作是一個(gè)個(gè)離散對(duì)象的組合。這種基于對(duì)象分解設(shè)計(jì)使軟件結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，通過封裝和繼承方便對(duì)象的構(gòu)造和擴(kuò)充。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)采用C/S機(jī)制，以系統(tǒng)對(duì)象為基礎(chǔ)，具有顯著的模塊化特征。

2網(wǎng)管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1總體結(jié)構(gòu)

根據(jù)現(xiàn)場維護(hù)需要，網(wǎng)管系統(tǒng)采取兩級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分為段級(jí)網(wǎng)管中心（一級(jí)網(wǎng)管中心）和車間級(jí)網(wǎng)管中心（二級(jí)網(wǎng)管中心）。段級(jí)網(wǎng)管中心提供數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)和報(bào)表等功能；車間級(jí)網(wǎng)管中心對(duì)車間管轄的各種類型的直放站進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，包括站點(diǎn)設(shè)置、接收報(bào)警等，并能存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。

2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

按段、車間建立分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以車間為單位，每個(gè)車間有一套獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，安全可靠性高。各個(gè)車間網(wǎng)管系統(tǒng)互不影響、相互獨(dú)立，能夠滿足各車間自行維護(hù)本地系統(tǒng)、自行管理本地直放站的需求。

2.3通信結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)中包含多個(gè)物理實(shí)體，如直放站、監(jiān)控終端等。為保證各實(shí)體之間可靠通信，將通信協(xié)議劃分為三層。由下到上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、管理層，如圖2所示。

（1）物理層

物理層為整個(gè)系統(tǒng)的最底層，主要作用是與各種設(shè)備進(jìn)行通信。設(shè)備本身具有監(jiān)控單元，監(jiān)控單元均有通信協(xié)議，通過物理層即可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的收發(fā)。收發(fā)的數(shù)據(jù)將傳給數(shù)據(jù)鏈路層，由數(shù)據(jù)鏈路層完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

（2）數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層為整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的核心層，與數(shù)據(jù)庫之間進(jìn)行通信，將物理層傳回的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，在需要調(diào)出數(shù)據(jù)時(shí)可靈活調(diào)出數(shù)據(jù)，并傳到管理層。為了適應(yīng)多個(gè)廠家、多種設(shè)備，其設(shè)計(jì)必須能夠支持不同廠家多種協(xié)議格式的數(shù)據(jù)。

（3）管理層

管理層與整個(gè)系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫相連，與數(shù)據(jù)庫之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，具備安全管理、故障管理、配置管理、性能管理等管理功能。

2.4功能模塊

本系統(tǒng)是一個(gè)較為龐大的管理系統(tǒng)，由多個(gè)模塊組成。具體功能模塊如圖3所示。

（1）系統(tǒng)管理模塊

主要完成用戶和權(quán)限設(shè)置、設(shè)備參數(shù)編輯、各種日志的獲取和導(dǎo)出操作、傳輸服務(wù)的啟動(dòng)和關(guān)閉、系統(tǒng)測試等。

（2）直放站信息管理模塊

用于直放站設(shè)備接入后標(biāo)識(shí)引入的基站站號(hào)，可直觀顯示基站－直放站拓?fù)潢P(guān)系和本地區(qū)基站覆蓋分布情況，并對(duì)基站信息進(jìn)行查詢、新增、修改、刪除，對(duì)基站的參數(shù)信息進(jìn)行新增、修改、刪除等。

（3）報(bào)警管理模塊

實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和集中監(jiān)視，輔助運(yùn)維人員快速發(fā)現(xiàn)問題并定位故障，自動(dòng)生成報(bào)警工單，完成對(duì)報(bào)警信息的處理等。

（4）統(tǒng)計(jì)分析模塊

分析下行輸入、輸出和下行駐波的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)各個(gè)站點(diǎn)的報(bào)警信息，檢查近遠(yuǎn)端設(shè)備配對(duì)情況，分析站點(diǎn)的參數(shù)對(duì)象是否完整、各種門限是否符合要求等。

（5）數(shù)據(jù)處理模塊

支持各廠家多種協(xié)議格式的數(shù)據(jù)，方便數(shù)據(jù)的交互。

2.5電子地圖設(shè)計(jì)

在直放站網(wǎng)管系統(tǒng)中引入電子地圖，可以精確定位直放站的位置，并與基站的位置相關(guān)聯(lián)，開發(fā)報(bào)警的關(guān)聯(lián)功能。

目前電子地圖的處理工具有多種，本系統(tǒng)選用MapX作為電子地圖的處理工具。它是一個(gè)方便快捷、功能強(qiáng)大的ActiveX控件，能支持絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可視化環(huán)境，并提供地圖瀏覽工具、編輯工具和用戶自定義工具。

4結(jié)束語

本文重點(diǎn)闡述了直放站網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能和實(shí)現(xiàn)方式，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通信模型、功能模塊等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并加入了電子地圖處理工具提供直放站的準(zhǔn)確定位。由于通信設(shè)備的多樣性，要求網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能越來越多，與各種設(shè)備的接口更加完善。只有在實(shí)際應(yīng)用中不斷總結(jié)完善，才能更好地推動(dòng)直放站網(wǎng)管系統(tǒng)的使用和發(fā)展。