城市軌道交通信息集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)_第1頁(yè)
城市軌道交通信息集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)_第2頁(yè)
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1、    城市軌道交通信息集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)            目前,城市軌道交通的信息管理系統(tǒng)一般分為傳輸、公務(wù)電話(huà)交換、調(diào)度電話(huà)、電源、無(wú)線(xiàn)調(diào)度、廣播、圖像監(jiān)控(安防系統(tǒng))、時(shí)鐘、自動(dòng)售檢票等9大子系統(tǒng);每個(gè)子系統(tǒng)的管理網(wǎng)絡(luò)自成體系,且都有自己相應(yīng)的網(wǎng)管中心或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。所以,目前的管理系統(tǒng)不能形成一個(gè)有機(jī)整體,宏觀控制管理能力弱,而且各條軌道交通線(xiàn)的信息系統(tǒng)間也都相對(duì)獨(dú)立。     

2、0; 針對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)管理現(xiàn)狀,為提高城市軌道交通信息管理能力,提出信息集中監(jiān)控的構(gòu)想。即對(duì)所有軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一監(jiān)視與必要控制、管理。該方案不只針對(duì)某類(lèi)單一系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)控和管理,而是一個(gè)對(duì)各條軌道交通線(xiàn)上的上述9大子系統(tǒng)設(shè)備實(shí)施綜合監(jiān)控和管理的系統(tǒng)。該方案也不是針對(duì)各系統(tǒng)的所有參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控管理,而是初步對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控管理。       1 概述       對(duì)于各個(gè)系統(tǒng),原有的管理網(wǎng)絡(luò)或維護(hù)方法不盡相同。象自動(dòng)售檢票系統(tǒng)等管理系統(tǒng)就可將原有系統(tǒng)重新整合進(jìn)解決

3、方案。而象傳輸系統(tǒng)等,比如SDH(同步數(shù)字多級(jí))設(shè)備,處在多廠(chǎng)商環(huán)境中,將涉及多廠(chǎng)商的SDH網(wǎng)管系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多元化,加上有些不同廠(chǎng)家設(shè)備還不兼容,因此造成綜合網(wǎng)管的困難。所以,設(shè)計(jì)信息集中監(jiān)控系統(tǒng)時(shí),僅簡(jiǎn)單地從原有網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行整合還是不夠的。       對(duì)于把傳輸系統(tǒng)復(fù)雜的網(wǎng)管系統(tǒng)整合成集中監(jiān)管,大致有三種途徑:綜合化方法在已有網(wǎng)管系統(tǒng)之上再加一級(jí)管理系統(tǒng);翻譯法在有信息交互需求的網(wǎng)管系統(tǒng)之間進(jìn)行兩兩翻譯;標(biāo)準(zhǔn)化法已有的各網(wǎng)管系統(tǒng)采用公共信息模型和功能集。      

4、; 第二種方法有現(xiàn)成的支持標(biāo)準(zhǔn)(SNMP/CM IP /CORBA)互操作的靜態(tài)規(guī)范描述和動(dòng)態(tài)交互式轉(zhuǎn)化方法,適用于信息量不大的情況。第三種方法是比較徹底的綜合網(wǎng)管方法,但需要將所有的網(wǎng)管系統(tǒng)被統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)替換,故暫時(shí)還只是一個(gè)想法。本文提出的信息集中監(jiān)控解決方案主要針對(duì)故障信息進(jìn)行處理,而且為了避免各廠(chǎng)商間的交涉,將采用綜合化方法,做到與原有網(wǎng)管系統(tǒng)的平滑過(guò)渡;這也與那些通過(guò)簡(jiǎn)單整合就可以實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的系統(tǒng)的做法很類(lèi)似,系統(tǒng)也比較容易整合。這樣,在各系統(tǒng)原有管理系統(tǒng)或網(wǎng)管系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再添一層管理者,在新的管理層上實(shí)現(xiàn)信息集中綜合監(jiān)管,從而解決了各系統(tǒng)間的“信息孤島”問(wèn)題。  

5、     2 系統(tǒng)架構(gòu)       系統(tǒng)架構(gòu)分為三層:管理監(jiān)控層、代理層和應(yīng)用層(如圖I)。應(yīng)用層是現(xiàn)有的各種硬件系統(tǒng),比如傳輸系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)等。代理層是數(shù)據(jù)集中的中間層。包括數(shù)據(jù)采集硬件和軟件。管理監(jiān)控層將對(duì)采集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理并形成新的業(yè)務(wù)模型。       架構(gòu)中,上層管理者管理若干網(wǎng)絡(luò)體系、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議異構(gòu)的系統(tǒng),異構(gòu)子網(wǎng)各自維護(hù)一套專(zhuān)業(yè)管理信息庫(kù)。它們向綜合監(jiān)管系統(tǒng)提供Q3,CORBA接口。  &#

6、160;    為了實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)管的目標(biāo),利用代理層將原有系統(tǒng)(應(yīng)用層)在數(shù)據(jù)接口上達(dá)到統(tǒng)一,這樣代理層加上應(yīng)用層組成的新的網(wǎng)絡(luò)將是管理監(jiān)控層所需要的“統(tǒng)一”網(wǎng)絡(luò),在概念上可以想象成一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)。管理監(jiān)控層通過(guò)由代理層組建的綜合數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)大的方面(比如現(xiàn)在的告警系統(tǒng),以后通過(guò)統(tǒng)一其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口就可以實(shí)現(xiàn)其他方面的監(jiān)控)進(jìn)行全局性調(diào)配與管理,細(xì)節(jié)留給原有系統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)或者管理系統(tǒng)處理。各系統(tǒng)通過(guò)代理層的代理軟件(數(shù)據(jù)采集軟件)的映射,完成數(shù)據(jù)接口的統(tǒng)一。       3 解決方案  &

7、#160;    3.1 硬件系統(tǒng)解決方案       圖2是以某地鐵線(xiàn)為例的集中監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D。其中A11是從傳輸網(wǎng)管NM11,采集數(shù)據(jù)的代理PC ; A12是從自動(dòng)售檢票管理系統(tǒng)NM12采集數(shù)據(jù)的代理PC。所有系統(tǒng)經(jīng)代理PC采集數(shù)據(jù)后,通過(guò)路由器R,把數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器DS。其他地鐵線(xiàn)的拓?fù)涠寂c該線(xiàn)類(lèi)似。MIS1 , MIS2,MIS3凡等是信息集中綜合監(jiān)管系統(tǒng)。比如MIS1管理1一4號(hào)線(xiàn),MIS2管理5一9號(hào)線(xiàn),MIS3管理10一13號(hào)線(xiàn)。MIS1MIS3對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理、顯示、

8、告警,以及統(tǒng)計(jì)和分析。MIS1一MIS3放在一起,這樣在多個(gè)處理機(jī)上進(jìn)行監(jiān)管可以擴(kuò)大可視范圍,也達(dá)到綜合監(jiān)管的目的。       設(shè)備網(wǎng)管所提供的北向接口,有的是Q3接口,可以通過(guò)網(wǎng)口進(jìn)行采集;有的是串口,可以通過(guò)串口接收。如果通過(guò)串口接收數(shù)據(jù),可以根據(jù)圖3所示,用一個(gè)1-8多串口卡,使用一臺(tái)代理PC機(jī)進(jìn)行多個(gè)串口數(shù)據(jù)收集。       上述方案的可靠性:如果原有設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)提供的北向接口是串行方式,那么通過(guò)圖3方式,一臺(tái)代理PC機(jī)就可以采集8臺(tái)網(wǎng)管的數(shù)據(jù),但是串行方式的數(shù)

9、據(jù)是通過(guò)重復(fù)機(jī)制來(lái)最大限度地確保信息的完整。所謂重復(fù)機(jī)制,是當(dāng)信息沒(méi)有被接收就重新發(fā)送,如果三次沒(méi)有接收到就不再重發(fā)。這樣的數(shù)據(jù)采集方式很不可靠。而采用TCP/IP方式進(jìn)行采集,如果數(shù)據(jù)包沒(méi)有被正確接收,將等待到可以正確接收的時(shí)候重新發(fā)送。所以在可能的情況下,此方案需要廠(chǎng)商提供網(wǎng)管軟件的Q3北向接口。       在安全性方面,整個(gè)系統(tǒng)并不通過(guò)公網(wǎng),局域網(wǎng)能保證數(shù)據(jù)的安全、不被截獲、破壞等。       3.2軟件解決方案    

10、60;  軟件解決方案中包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理。兩個(gè)獨(dú)立的體系,并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)使兩者形成整體。數(shù)據(jù)采集建立數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)處理管理數(shù)據(jù)庫(kù)。       數(shù)據(jù)采集部分是針對(duì)各個(gè)不同的分立系統(tǒng)對(duì)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。由于不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式對(duì)外提供數(shù)據(jù)的方式不同,就算同一系統(tǒng)的不同廠(chǎng)商設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)所提供的北向接口也不同,所以數(shù)據(jù)采集部分將針對(duì)每個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行編程。數(shù)據(jù)采集方式的多樣性會(huì)導(dǎo)致軟件架構(gòu)的雜亂無(wú)章。為避免不一致和保證軟件系統(tǒng)的易擴(kuò)展及易維護(hù)性,應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)處理部分所感興趣的數(shù)據(jù)內(nèi)容制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口。解決方案如圖4所示:數(shù)據(jù)

11、采集平臺(tái)將根據(jù)不同系統(tǒng)不同設(shè)備加載特定的數(shù)據(jù)采集DLL(動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù))。對(duì)于同一系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集平臺(tái)和DLL之間的數(shù)據(jù)接口相同,而且數(shù)據(jù)采集部分和數(shù)據(jù)處理部分也將以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總。這樣一旦有新增設(shè)備,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只要針對(duì)新增設(shè)備編寫(xiě)DLL,整個(gè)系統(tǒng)就具備良好的可擴(kuò)展性。圖4中簡(jiǎn)單列舉了數(shù)據(jù)采集DLL采集數(shù)據(jù)的三種方法:TCP/IP, RS232及直接讀取相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)DB。這些差異性將在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口處消失。       數(shù)據(jù)處理部分是軟件解決方案的核心,對(duì)匯總的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)處理并形成新業(yè)務(wù)邏輯。數(shù)據(jù)處理部分的主要功能如圖5所示。

12、其中:安全管理系統(tǒng)是對(duì)使用該系統(tǒng)的所有用戶(hù)的權(quán)限管理;該模塊將保證系統(tǒng)的安全性。告警系統(tǒng)對(duì)采集系統(tǒng)收集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,對(duì)所有設(shè)備的現(xiàn)有故障進(jìn)行報(bào)告,對(duì)消除的故障進(jìn)行告警清除(使設(shè)備告警狀態(tài)復(fù)位)。收發(fā)文系統(tǒng)是在系統(tǒng)有新增設(shè)備故障告警時(shí),在行政上上級(jí)對(duì)負(fù)責(zé)維護(hù)的部門(mén)進(jìn)行派工單發(fā)放的業(yè)務(wù)處理模塊;相關(guān)部門(mén)維護(hù)完畢后對(duì)所收到的派工單進(jìn)行回執(zhí),這樣可以明晰責(zé)任,實(shí)現(xiàn)了該解決方案的行政“監(jiān)管”目的。統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)是對(duì)故障告警歷史信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和簡(jiǎn)單計(jì)算形成特定形式的報(bào)表。分析預(yù)測(cè)系統(tǒng)對(duì)故障告警歷史信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用經(jīng)驗(yàn)法和曲線(xiàn)擬合法對(duì)設(shè)備近階段的運(yùn)行狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)告警,這樣可以對(duì)故障發(fā)生概率較高的

13、設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù),最大限度地避免運(yùn)營(yíng)事故。       4結(jié)語(yǔ)       本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng),只是通過(guò)從現(xiàn)有網(wǎng)管系統(tǒng)的北向接口提取故障信息,或從現(xiàn)有的管理系統(tǒng)直接提取故障信息進(jìn)行綜合。在原有的網(wǎng)管系統(tǒng)上提供或新增所需要的北向接口,并不需要改變?cè)芯W(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),只要新增采集系統(tǒng)和集中監(jiān)管系統(tǒng),相對(duì)投資也并不大。數(shù)據(jù)的集中處理,能對(duì)運(yùn)營(yíng)的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行宏觀把握,并有現(xiàn)存管理系統(tǒng)所沒(méi)有的派工單業(yè)務(wù)流程,不僅對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行了集中監(jiān)控,還能對(duì)設(shè)備維護(hù)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和管理。系統(tǒng)的另一個(gè)價(jià)值在于,可以對(duì)綜合的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和預(yù)測(cè),可以根據(jù)預(yù)測(cè)進(jìn)行有目的的檢修,增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。        參考文獻(xiàn)       1郭軍.網(wǎng)絡(luò)管理與控制技術(shù).北京:人民郵電出版社,1999. 4

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