通信動環(huán)網(wǎng)管信息匯聚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

李　軍　上海鐵路局上海通信段

隨著現(xiàn)代化鐵路網(wǎng)的不斷完善，對通信動力環(huán)境的監(jiān)控也變得越來越重要，傳統(tǒng)的監(jiān)控平臺往往僅針對單個機(jī)房或者站點，無法在全局進(jìn)行告警查看和管理，無法滿足鐵路現(xiàn)代化的智能管理需求。另外，隨著移動辦公的日益普及，通過移動終端來接收告警信息也變得非常必要。

基于以上需求，通信動環(huán)網(wǎng)管系統(tǒng)需要對各個單獨站點的網(wǎng)管信息進(jìn)行匯聚，并進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，從而滿足鐵路現(xiàn)代化的需求。

1　系統(tǒng)組成

通信動環(huán)網(wǎng)管信息匯聚監(jiān)控系統(tǒng)由匯聚中心、短信通知服務(wù)器、監(jiān)控數(shù)據(jù)庫、集中監(jiān)控終端、匯聚網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)管分系統(tǒng)、動環(huán)前端設(shè)備、短信終端等組成，如圖1所示。

圖1　匯聚系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

通信動環(huán)網(wǎng)管信息從動環(huán)前端設(shè)備采集，在網(wǎng)管分系統(tǒng)進(jìn)行初步處理和展示，分系統(tǒng)用戶可以查看監(jiān)控數(shù)據(jù)、設(shè)置監(jiān)控參數(shù)、并對監(jiān)控告警進(jìn)行處理，實現(xiàn)本地的通信動環(huán)網(wǎng)管功能。

網(wǎng)管分系統(tǒng)可以將網(wǎng)管信息通過匯聚網(wǎng)絡(luò)集中到匯聚中心，由匯聚中心進(jìn)行進(jìn)一步處理和集中存儲。對于監(jiān)控告警，匯聚中心會通過短信通知服務(wù)器將告警信息發(fā)送到預(yù)先配置的智能手機(jī)終端上。同時，匯聚中心用戶還可以通過集中監(jiān)控終端對動環(huán)網(wǎng)管信息進(jìn)行集中的查看和告警處理。

通信動環(huán)網(wǎng)管信息匯聚監(jiān)控系統(tǒng)具有三級匯聚網(wǎng)絡(luò)。多個動環(huán)前端設(shè)備連接到一個網(wǎng)管分系統(tǒng)，多個網(wǎng)管分系統(tǒng)又連接到一個匯聚中心。匯聚中心和網(wǎng)管分系統(tǒng)都可以對告警信息進(jìn)行處理和展示。匯聚中心用戶和分中心用戶都可以對動環(huán)前端設(shè)備進(jìn)行管理。短信通知服務(wù)器可以通過移動運營商將告警消息發(fā)送給短信終端。

2　系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)通信動環(huán)網(wǎng)管信息匯聚監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，每個網(wǎng)管分中心可以連接多個動環(huán)前端設(shè)備，而多個網(wǎng)管分系統(tǒng)又匯聚到統(tǒng)一的匯聚中心。無論是在網(wǎng)管分中心，還是在匯聚中心，都可以查看網(wǎng)管信息和監(jiān)控告警信息，而且可以通過智能終端接收重要告警的通知，從而使通信動環(huán)網(wǎng)管的工作變得簡單高效。

2.1　系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)圖

匯聚監(jiān)控系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集和告警處理兩部分。采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流向如圖2所示，告警產(chǎn)生和處理如圖3所示。

圖2　匯聚監(jiān)控系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)

圖3　告警產(chǎn)生和處理

2.2　系統(tǒng)的主要功能

（1）數(shù)據(jù)匯聚模塊。各個監(jiān)控器的測量和傳感器模塊，負(fù)責(zé)實際的數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集，然后將采集的數(shù)據(jù)通過總線接口傳輸?shù)角岸嗽O(shè)備。前端設(shè)備接收數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)打包，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到網(wǎng)管分系統(tǒng)。網(wǎng)管分系統(tǒng)再將眾多動環(huán)前端設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝打包，然后再通過匯聚網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到匯聚中心。匯聚中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中展示和處理。

（2）告警產(chǎn)生和處理。網(wǎng)管分系統(tǒng)將各種監(jiān)控數(shù)據(jù)和對應(yīng)監(jiān)控量的取值限制進(jìn)行對比，從而決定是否產(chǎn)生告警，同時還有傳感器觸發(fā)的告警。網(wǎng)管分系統(tǒng)將數(shù)據(jù)和告警打包，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到網(wǎng)管分系統(tǒng)。網(wǎng)管分系統(tǒng)再將眾多動環(huán)前端設(shè)備的告警進(jìn)行封裝打包，然后再通過匯聚網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到匯聚中心。匯聚中心將告警進(jìn)行存儲，并根據(jù)設(shè)置將告警發(fā)送到短信終端。

（3）告警參數(shù)查看和設(shè)置。網(wǎng)管分系統(tǒng)通過web界面為分系統(tǒng)用戶服務(wù)。分系統(tǒng)用戶可以通過該web界面對動環(huán)前端設(shè)備進(jìn)行管理，從前端設(shè)備接收告警參數(shù)，并在web頁面顯示。顯示告警參數(shù)設(shè)置界面，分系統(tǒng)用戶設(shè)置參數(shù)后提交到網(wǎng)管分系統(tǒng)，網(wǎng)管分系統(tǒng)將參數(shù)推送給動環(huán)前端設(shè)備，動環(huán)前端設(shè)備再將參數(shù)推送給響應(yīng)的檢測模塊。

（4）歷史數(shù)據(jù)查看。監(jiān)控數(shù)據(jù)在網(wǎng)管分中心進(jìn)行存儲，管理人員可以通過web界面對歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和查看。監(jiān)控數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)類型和時間進(jìn)行順序存儲，并通過數(shù)據(jù)曲線的形式展示給用戶。

（5）歷史告警管理。網(wǎng)管分系統(tǒng)對監(jiān)控告警進(jìn)行分類存儲。用戶可以通過web界面對監(jiān)控告警進(jìn)行檢索和管理。管理員還可以設(shè)置告警保存期限，系統(tǒng)會定期清理過期的告警，從而節(jié)省存儲空間。

3　系統(tǒng)操作和控制流程

3.1　網(wǎng)管分系統(tǒng)流程

管理員通過web界面對網(wǎng)管分系統(tǒng)進(jìn)行管理，包括用戶管理、組織機(jī)構(gòu)管理、監(jiān)控前端管理和監(jiān)控視圖管理。所有的管理數(shù)據(jù)最終寫入數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行管理日志記錄。管理員完成管理任務(wù)后退出本系統(tǒng)（見圖4、圖5）。

用戶通過web界面操作和控制動環(huán)網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)。

圖4　網(wǎng)管分系統(tǒng)管理流程

圖5　網(wǎng)管系統(tǒng)用戶流程

3.2　.匯聚中心流程

匯聚中心也為用戶提供web界面，匯聚中心用戶通過終端的瀏覽器登錄匯聚中心，可以對網(wǎng)管分系統(tǒng)進(jìn)行管理，同時可以集中進(jìn)行告警處理、歷史數(shù)據(jù)檢索和歷史告警檢索。用戶最后通過退出登錄來結(jié)束本系統(tǒng)的使用（見圖6）。

圖6　匯聚中心流程

4　系統(tǒng)特點

通信動環(huán)網(wǎng)管信息匯聚監(jiān)控系統(tǒng)為鐵路現(xiàn)代化提供了解決方案。該系統(tǒng)具有如下特點：

（1）易用性：本系統(tǒng)為用戶提供web界面，用戶不需要在終端安裝任何軟件，只需要使用操作系統(tǒng)自帶的瀏覽器就可以對本系統(tǒng)進(jìn)行查看和管理。本系統(tǒng)還提供告警短信通知功能，方便用戶對告警進(jìn)行及時處理。

（2）兼容性：本系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的webService協(xié)議在各個子系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞和功能調(diào)用，因此能夠兼容多種網(wǎng)管分系統(tǒng)和動環(huán)前端設(shè)備。

（3）擴(kuò)展性：本系統(tǒng)能夠擴(kuò)展，以支持新的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和告警設(shè)備。

（4）安全性：本系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間通信時采用加密信道進(jìn)行，web界面也通過安全的https協(xié)議進(jìn)行。

5　現(xiàn)場應(yīng)用需明確的問題

上海局通信動環(huán)的監(jiān)控，目前主要由各車間網(wǎng)調(diào)工區(qū)負(fù)責(zé)，實際使用過程中，監(jiān)控信息種類繁多，如：電源電壓、電流、蓄電池狀態(tài)、環(huán)境溫度、紅外、門禁等各項指標(biāo)。將所有指標(biāo)的采樣數(shù)據(jù)全部納入移動終端監(jiān)控，持有移動終端的專業(yè)管理人員將不堪其擾，監(jiān)控監(jiān)管工作將不能得到高效地落實。技術(shù)管理部門必須對相關(guān)告警信息分類，明確各類告警信息的處置原則和處置層級，持有移動終端人員的職責(zé)，實現(xiàn)專業(yè)管理和安全生產(chǎn)的有效銜接。

6　結(jié)束語

通信動環(huán)網(wǎng)管信息匯聚監(jiān)控系統(tǒng)滿足了鐵路現(xiàn)代化的需求，實現(xiàn)了監(jiān)控網(wǎng)管數(shù)據(jù)的集中管理，提高了通信動環(huán)網(wǎng)管工作的效率，節(jié)省了管理成本。同時，本系統(tǒng)采用安全性和可擴(kuò)展性設(shè)計，為后期拓展監(jiān)控設(shè)備和接入多家監(jiān)控平臺提供了基礎(chǔ)。