鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王澤旭+++范磊+++陳飛躍

摘 要：鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)網(wǎng)管系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱網(wǎng)管系統(tǒng)），不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件和硬件也進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為保障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了有力的保障。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)；集中監(jiān)測(cè)；網(wǎng)管

1 概述

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是鐵路信號(hào)重要的維護(hù)系統(tǒng)。隨著科技的進(jìn)步，鐵路的發(fā)展，尤其是近幾年高鐵的快速發(fā)展，面對(duì)各個(gè)鐵路局的不斷增加的需求，軟硬件的升級(jí)以及網(wǎng)絡(luò)通道的升級(jí)改造，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性受到了極大的挑戰(zhàn)，亟需一個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)來進(jìn)行管理。

網(wǎng)管系統(tǒng)除了具備普通網(wǎng)管所具有的網(wǎng)絡(luò)管理功能之外，可以對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的站機(jī)程序進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，還可以對(duì)站機(jī)工控機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控。

2 設(shè)計(jì)思路

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用C&S架構(gòu)，開發(fā)平臺(tái)采用.NET。

網(wǎng)管服務(wù)器，作為計(jì)算中心，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，包括站機(jī)、路由器、交換機(jī)等，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生報(bào)警，并接收且響應(yīng)來自終端的實(shí)時(shí)請(qǐng)求。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，作為存儲(chǔ)中心，存儲(chǔ)所有歷史報(bào)警數(shù)據(jù)。

網(wǎng)管終端，以圖形化和表格的形式展示當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和站機(jī)運(yùn)行情況。

2.1 主拓?fù)滹@示

以電務(wù)段為單位，對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行宏觀的展示。包括段中心交換機(jī)和中心路由器，各個(gè)車站的站機(jī)和路由器，以及它們之間的通道狀態(tài)，全部展示在主拓?fù)鋱D上。圖元正常狀態(tài)顯示為綠色，如果出現(xiàn)異常，會(huì)實(shí)時(shí)改變?yōu)榧t色，并且彈出實(shí)時(shí)報(bào)警框，報(bào)告詳細(xì)報(bào)警信息。鼠標(biāo)懸停某個(gè)設(shè)備圖元，如果該設(shè)備存在未恢復(fù)報(bào)警，則全部列出。見圖1。

2.2 路由器和交換機(jī)管理

右擊路由器或交換機(jī)圖元，可進(jìn)行ping、telnet、tracert等常用網(wǎng)絡(luò)管理操作；雙擊圖元，可查看設(shè)備名字、設(shè)備廠家、設(shè)備型號(hào)等基本信息，以及設(shè)備所有端口信息，包括端口名、端口狀態(tài)、端口IP、端口對(duì)端設(shè)備名、端口發(fā)送/接收負(fù)載、端口可靠性等。見圖2。

2.3 站機(jī)管理

雙擊站機(jī)圖元，查看當(dāng)前站機(jī)軟件的運(yùn)行情況，以及工控機(jī)的信息，包括站機(jī)程序版本、操作系統(tǒng)版本、IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、實(shí)時(shí)丟包率、實(shí)時(shí)錯(cuò)包率、實(shí)時(shí)傳輸速度、CPU、內(nèi)存、硬盤的使用率等，見圖3；單擊端口實(shí)時(shí)狀態(tài)，可以查看站機(jī)端口的實(shí)時(shí)狀態(tài)，包括can口、串口、網(wǎng)口的信息，具體包括接口地址、接口描述、通斷狀態(tài)、下位機(jī)版本、是否合法等，見圖4。

3 工作原理

3.1 網(wǎng)絡(luò)管理

（1）網(wǎng)絡(luò)通斷狀態(tài)的判斷

使用SNMP協(xié)議對(duì)設(shè)備的通斷狀態(tài)進(jìn)行掃描。所有設(shè)備需要開通SNMP服務(wù)，并配置community。服務(wù)器在進(jìn)行掃描時(shí)，根據(jù)community進(jìn)行驗(yàn)證，若SNMP連接正常，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)連通，否則，認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中斷。

（2）路由器和交換機(jī)基本信息的獲取

路由器和交換機(jī)需要開通SNMP服務(wù)并設(shè)置community，服務(wù)器發(fā)送SNMP消息，根據(jù)OID獲取路由器和交換機(jī)的設(shè)備名、廠家和設(shè)備型號(hào)，以及其所有接口的原始數(shù)據(jù)，包括接口的接口描述（ifDescr）、可接收最大數(shù)據(jù)包（ifMtu）、帶寬（ifSpeed）、物理地址（ifPhysAddress）、發(fā)送字節(jié)數(shù)（ifOutOctets）、接收字節(jié)數(shù)（ifInOctets）、發(fā)送錯(cuò)包數(shù)（ifOutErrors）、接收錯(cuò)包數(shù)（ifInErrors）、發(fā)送丟包數(shù)（ifOutDiscards）、接收丟包數(shù)（ifInDiscards）等。分別根據(jù)發(fā)送和接收字節(jié)、發(fā)送和接收錯(cuò)包數(shù)、發(fā)送和接收丟包數(shù)，計(jì)算實(shí)時(shí)傳輸速度、錯(cuò)包率以及丟包率。若實(shí)時(shí)傳輸速度、錯(cuò)包率和丟包率超過閾值，則產(chǎn)生報(bào)警，實(shí)時(shí)更新終端主拓?fù)渚W(wǎng)元狀態(tài)，彈出實(shí)時(shí)報(bào)警框提示。

3.2 站機(jī)端口管理

（1）CAN口和串口實(shí)時(shí)狀態(tài)掃描

站機(jī)程序?qū)ο挛粰C(jī)的can口和串口進(jìn)行實(shí)時(shí)的掃描，在狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)主動(dòng)上送到網(wǎng)管服務(wù)器，網(wǎng)管服務(wù)器根據(jù)站機(jī)上送的配置，判斷其是否合法，若合法地址中斷，則產(chǎn)生報(bào)警，并刷新網(wǎng)元狀態(tài)；如果非法地址連通，則產(chǎn)生報(bào)警，刷新網(wǎng)元狀態(tài)。

（2）網(wǎng)口實(shí)時(shí)狀態(tài)掃描

服務(wù)器對(duì)站機(jī)同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)的有效IP進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)其接入車站路由器，根據(jù)其是否合法的配置進(jìn)行判斷，如果合法地址中斷，則產(chǎn)生報(bào)警，并刷新網(wǎng)元狀態(tài)；如果非法地址連通，則產(chǎn)生報(bào)警，刷新網(wǎng)元狀態(tài)。

3.3 站機(jī)工控機(jī)管理

站機(jī)程序以及工控機(jī)運(yùn)行狀態(tài)：

服務(wù)器通過發(fā)送SNMP消息，根據(jù)iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.system MIB樹下面的OID獲取站機(jī)工控機(jī)的名稱、操作系統(tǒng)版本、IP地址、子網(wǎng)掩碼、 默認(rèn)網(wǎng)關(guān)信息等，根據(jù)iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.host MIB樹下面的OID獲取CPU、內(nèi)存和硬盤的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算后得到實(shí)時(shí)CPU使用率、內(nèi)存使用率和硬盤使用情況，如果超過閾值，則產(chǎn)生報(bào)警，并刷新站機(jī)圖元的狀態(tài)。

服務(wù)器通過WMI消息，遠(yuǎn)程獲取站機(jī)程序的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況、鄰站透明運(yùn)行情況，以及看門狗運(yùn)行情況。

3.4 路由器管理

路由器端口狀態(tài)：

服務(wù)器發(fā)送TELNET消息，遠(yuǎn)程獲取路由器所有端口的端口信息，包括IP地址、子網(wǎng)掩碼、端口狀態(tài)、線路狀態(tài)、可靠性、發(fā)送負(fù)載、接收負(fù)載等，對(duì)可靠性進(jìn)行判斷，如果小于閾值，則產(chǎn)生報(bào)警。

4 結(jié)束語(yǔ)

信號(hào)集中監(jiān)測(cè)網(wǎng)管系統(tǒng)是一個(gè)立足于信號(hào)集中監(jiān)測(cè)的創(chuàng)新性網(wǎng)管項(xiàng)目，經(jīng)過充分的技術(shù)調(diào)研，嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范的研發(fā)，以及全面深入的測(cè)試，在最終的現(xiàn)場(chǎng)使用的中，發(fā)揮出了它巨大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]李明江.SNMP簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議[M].電子工業(yè)出版社，2007（1）.

[2]IETF.RFC1757. Remote Network Monitoring Management Informati

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[3]IETF.RFC1157. A Simple Network Management Protocol （SNMP），1990，1.