GSM—R網絡主要的監測工具與監測方法

趙興強

摘要：隨著近年來鐵路客運專線及高速鐵路不斷建設發展，GSM-R網絡組網規模日益擴大，同時高速鐵路的GSM-R網絡還承載了CTCS-3級列車控制等重要系統的車-地信息傳輸業務，是列車行車控制系統中的重要組成部分，因而必然會對網絡的安全性及可監控性提出更高的要求。本文主要對鐵路GSM-R網絡現有的設備的監控管理方法進行了分析，對GSM-R網絡接口的監測監控系統進行了重點介紹。詳細介紹了C3接口監測系統在網絡中的功能。在全方面的介紹了現有的監測監控系統后，本文對未來鐵路GSM-R 網絡接口監測系統的發展也進行了分析和研究。

關鍵詞：鐵路GSM-R 監控系統 接口監測技術 監測系統的發展

中圖分類號： TN929文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

1 網絡概述

隨著近年來鐵路客運專線及高速鐵路不斷建設發展，鐵路GSM-R通信網絡覆蓋里程及用戶數量大量增加，組網規模日益擴大，網絡的安全穩定運行面臨越來越多的挑戰。此外，在高速鐵路區段GSM-R網絡還承載了CTCS-3級列車控制、機車同步操控等重要系統的車-地信息傳輸業務，是列車行車控制系統中的重要組成部分，因而對網絡的安全性及可靠性提出了更高的要求。合理有效的配置監控系統及監控手段能夠在不影響系統運用的情況下，實時采集數據和信令，快速定位故障點，輔助進行網絡分析，最大限度的保障整個網絡的安全性和可靠性。

2 目前GSM-R網絡中的監控方法

GSM-R網絡構成設計的子系統與網元功能實體紛繁復雜，在不同功能實體的設備之間，通過定義不同的接口及特定的協議類型來進行通信。現階段網絡運營管理體系已經采用以下幾大類工具。

2.1 設備廠商提供的配套網管系統

網管系統大部分功能是針對各個網元硬件設備運行狀態的一種監控，能夠提供詳細的管理維護指導和描述，但需要通過預先配置用戶數據參數才可以對相應的用戶消息進行跟蹤。對具體問題需要聯合多種類網管系統分析才能處理解決。同時要求網絡維護人員具有一定的網絡維護經驗和鐵路業務知識。

2.2 信令消息監測分析設備

信令消息分析設備使用比較靈活，一般通過高阻跨接方式對信令傳輸通道上的消息進行接收和分析。通過配置不同的板卡及內部的協議可以對多種網絡接口進行監測，是網絡運營維護工作中非常重要的工具和手段。但這類大多側重于臨時性數據分析，接口數量非常有限，不能滿足鐵路通信網絡對涉及行車安全的重點業務流程全程監控的要求。

2.3 針對具體業務流程的監測和記錄系統。

此類設備以呼叫確認中心（AC）為代表，能夠反應緊急呼叫業務的應用和組織情況記錄。但由于觸發機制、分析層次等原因，不能夠提供業務異常狀態的實時網絡監控，缺少與網絡狀態聯系的實時有效的分析依據。

2.4 針對GSM-R網絡接口的監測監控系統。

2.4.1 GRIS接口服務器

GRIS接口服務器GSM-R核心網分組域的重要組成部分，采用存儲轉發機制，完成各種應用數據的傳送。在GRIS監控終端可以查看車-地之間業務的實時運用情況，通過監測數據流向，判斷數據發送異常的故障點。這些數據能夠實時顯示，并有存儲記錄，能夠為日后分析故障及事故提供可靠的分析材料。GRIS接口服務器還有一定的綜合查詢統計功能，通過設置不同的參數，能夠統計分析進路預告發送成功率、調度命令發送成功率等網絡指標，為網絡的管理維護提供了依據。

2.4.2 Gb接口監測設備

Gb接口是分組域設備SGSN與基站控制設備BSC之間的接口，是核心網與無線接入網的重要分界。Gb接口監測系統可以方便的實現對移動臺的狀態跟蹤，完成對移動臺移動性管理和會話管理，實時查看移動臺分組域各種業務的應用情況，通過分析監測數據，可以快速定位故障點。

2.4.3 C3接口監測系統

C3接口監測系統是針對高速鐵路列車運行主要涉及的A接口、Abis接口及PRI接口進行實時監測的重要設備，是及時發現處理各種運用障礙，快速定位故障點的重要手段。

C3接口監測系統一般由信號采集部分，信號數據處理系統部分，數據存儲部分、綜合分析處理部分等構成。數據采集電纜以高阻跨接在鏈路上，實時采集鏈路上的消息，在匯接處理后進入數據處理系統；數據處理系統對采集設備收集到的數據進行解析處理，并將處理后的數據存儲到數據庫，為綜合分析系統提供數據源；分析處理系統利用存儲的數據進行綜合分析、匯總統計，經過處理后提供給維護人員大量實用的數據和分析結果。

系統以預設的用戶參數為標識，對所有被監測用戶的網絡信令進行全程在線實時跟蹤，在進行條件查詢時，可以關聯顯示A接口、Abis接口及PRI接口上的相關用戶信令消息，使得整個業務流程處于一種可查、可控的狀態。同時，由于C3接口監測的結構優勢，整個系統在進行基本的信令消息監控之外，還能夠實現許多網管設備不具備的功能：

（1）真正實現機車車輛的實時監控，通過綜合分析送來最終顯示的消息實時監測機車的運行信息，包括機車位置、所在小區電平情況、以及各個接口的狀態信息。

（2）可以對網絡信令鏈路的狀態進行監測，對話務負荷進行統計，方便對整個網絡性能進行統計，分析網絡“瓶頸”；

（3）為網絡優化提供了參考和依據；有助于用戶數據統一管理與報表統計。

3 GSM-R 網絡接口監測系統的發展

隨著GSM-R鐵路移動通信事業的蓬勃發展， GSM-R 網絡接口監測系統也在不斷的改進和完善。今后的發展方向主要由以下幾個方面：

3.1 多樣化

能夠監控更加豐富和全面的接口種類。目前整個網絡分組域的監控手段還較為單一，既有鐵路區段也沒有配置相關的接口監測設備，隨著鐵路運輸對GSM-R網絡安全性和可靠性的不斷提高，網絡監控系統的也必將不斷發展和完善。

3.2 智能化

通過完善綜合分析功能，將人工智能中專家系統技術和鐵路GSM-R移動通信網絡優化技術相結合。通過建立合理的網絡優化及故障處理知識庫，運用有效的推理機制，增強和豐富系統的分析能力。針對網絡中存在的問題，智能化的專家分析系統能夠快速定位故障并提供解決方案，分析網絡運營數據，向網絡優化人員提供合適的優化建議。

3.3 綜合化

通過完善的監控網絡結構和功能、利用數據資源的優勢，可以對網絡信令鏈路的狀態進行監測，對話務負荷進行統計、對整個網絡性能進行統計，分析網絡“瓶頸”，有助于對用戶數據進行統一管理和有針對性的報表統計。

參考文獻

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