語音記錄儀遠程監控系統的設計

唐 冰

（中國鐵路南寧局集團有限公司南寧通信段，廣西南寧 530000）

0 引言

鐵路通信語音記錄儀記錄著列車調度員、車站值班員和司機之間指揮列車運行相互聯系的各種信息，為行車事故和通信設備的故障分析提供依據和手段，是鐵路運輸生產必備的行車設備。鐵路點多、線長、組網困難，部份語音記錄儀仍處于單機獨立工作狀態，維護管理部門每隔一定時間要對行車語音記錄儀設備工作狀態進行遠程電話查詢撥測，每隔一定時間要對行車語音記錄儀設備進行校時，面對大量的語音記錄儀設備，工作任務繁重、效率低下，如何讓它們聯入網絡進行遠程監控與管理已經成為了亟需解決的難題。

1 設計原則

本課題研究通過網絡管理方式解決行車語音記錄儀的遠程管理難題，根據鐵路通信設備維護規則的要求和現場使用情況，著重從以下3個方面對既有設備進行設計：

（1）利用數據網絡平臺構建記錄儀網絡。通過對記錄儀設備的IP資源規劃和硬件配置實現記錄儀遠程接入到管理服務器。網管服務器接入基準時間同步系統，實現網管及各臺記錄儀時間自動跟蹤同步。

（2）搭建記錄儀網管服務器軟件，架構網管服務器。通過網管系統實現遠程網絡查詢、文件轉儲、播放和輸出、校時等基本功能，并增加實現故障自動報警、告警信息記錄、遠程配置、時間同步等功能。告警功能實現長閑報警、長錄報警和斷線報警等3類。

（3）在記錄儀設備側增加故障監控功能模塊，實現設備工作狀態自檢上報和網管遠程配置管理。

同時在設計中兼顧系統的先進性、可行性、安全性、經濟性與可擴展性。各項性能說明如下：①先進性：在系統設計方面，采用現代數據通信技術，易于升級擴展，能夠在較長的時間段內滿足應用需求；②可行性：系統與用戶以及上級管理部門的需求和管理制度相適應；與建設規模實際情況相吻合；③安全性：具有多級安全級別控制、操作人員權限控制、數據傳輸安全控制，數據存儲安全保障等；④經濟性：在保證功能完善、先進、可靠的基礎上，盡量降低建設成本；⑤可擴展性：系統采用模塊式結構。如果需要接入更多處理單元，或者實現更多功能，可以方便地升級和擴展。

2 基本原理

遠程監控系統基于語音記錄儀的設備原理，進行設備故障監控模塊的增加，搭建相應的網管服務器監控軟件，設計合理參數，規劃利用數據網網絡資源進行互聯，保證整個系統通信的暢通，實現設備狀態的數據采集與監控管理。

2.1 語音記錄儀

語音記錄儀通過增加的故障告警模塊，按照診斷程序自動對本機錄音接口狀態進行檢測，記錄檢測結果；每隔一定時間將檢測結果與預先設置的錄音時基門限進行比較，超過門限時基時提示報警并上報網管。其大致過程如下：檢測記錄每一個通道錄音信息，檢測記錄每一個通道空閑信息，獲取得到原始信息時長。每間隔1 min將原始信息時長與（長錄或長閑時基時長的X倍率）做比較，當發現原始信息時長大于（長錄或長閑時基時長的X倍率）時，發出聲音告警并在顯示屏上顯示告警信息，同時向網管上報告警。

2.2 網管服務器

網管服務器軟件系統平時處于正常監控狀態，對通道長時間錄音、長時間不錄音進行分析、判斷和自動上報告警。每當網管系統檢測到某臺終端設備上報告警時，提取告警信息字段并做出判斷，根據判斷的結果進行比較，分析出障礙類型，然后在網管服務器上提示障礙信息，同時反饋給網管客戶終端，并發出聲音提示。網管服務器還可根據確認入網的終端數目，每間隔一段時間掃描各臺記錄儀連接狀態，與終端設備進行信息交互，發現有某臺終端設備斷網時，提示斷網障礙信息同時聲音提示，實現斷網告警。

2.3 時間同步系統

時間同步對于語音記錄儀是一項重要的參數，記錄儀終端在獨立的運行環境下，時間勢必會逐漸的產生偏差，與北京時間不吻合，會產生超過規定30 s的現象，在實際中也發現存在這樣的問題。將網管服務器與基準時間同步系統互聯，獲取精準的授時，網管服務器作為基準時間同步系統的客戶端，而基準時間同步系統作為服務器，通過NTP協議進行時間的同步，得到高精度的時間校正；語音記錄儀網管服務器得到高精度的時間校正后，需要將時間授予其管理的語音記錄儀，為了實現授時，此時在語音記錄儀服務器上安裝記錄儀終端授時軟件，每日自動為各臺記錄儀授時，最終實現各臺語音記錄儀與基準時間同步。

2.4 網絡承載系統

網絡承載系統承載著語音記錄儀與網管服務器之間的數據通信，信息的發送與接受都需要良好的通信網絡保證。語音記錄儀分布的范圍較廣，與網管服務器之間的距離較遠，適宜利用路由器組建起來的IP廣域網絡進行通信，同時利用SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數字體系）傳輸系統搭配使用。語音記錄儀的接入點規劃在接入層的路由器，采用私有的網絡地址規劃IP，分配給每臺記錄儀終端，對于沒有路由器的地點，采用SDH傳輸系統將記錄儀延伸至接入層的路由器。網管服務器同時也在中心機房接入IP網絡，建立起C/S網絡管理結構。

3 系統架構

語音記錄儀遠程狀態監控系統的總體框架如圖1所示。采用C/S網絡架構，主要包括網絡承載系統（TCP/IP）、時間同步、網管服務器、監控終端、語音記錄儀。其中時間同步服務為網管服務器授時，實現服務器與基準時間同步；監控終端是網管人員操作維護界面，網管服務器是整個系統的核心，組織、協調各系統單元的運行，各部分均接入IP承載網絡實現通信。

整個系統的核心，服務器軟件是關鍵，服務器軟件主要由網絡管理軟件、客戶端軟件、時間同步軟件3部份架構。網絡管理軟件負責監控各臺終端設備，管理各個客戶的權限分配，具備故障自動報警功能，包括對長閑長錄告警、斷網告警，同時可以對記錄儀終端進行網絡IP設置，進行長錄、長閑時基和倍率設置。客戶端軟件具有遠程查詢、數據備份、手動轉儲、時鐘校正、監聽、遠程配置、重啟等功能。時間同步軟件具有為各臺終端設備自動授時功能，每天按指定的時間給記錄儀自動授時。這3個組成軟件共同架構了整個遠程監控管理的核心部分。

圖1 遠程狀態監控系統的總體框架

4 告警應用設計示例

長錄告警設計：記錄儀終端長錄時基設置為120 min，通道P1長錄倍率設置為1倍，當記錄儀檢測到P1通道連續錄音時間大于120 min時，在本機提示“P1通道長錄”告警信息并上報網管，網管檢測到這臺記錄儀上報信息進行告警庫查詢，得出對應的告警提示，將在網管服務器顯示并發出聲音告警提示。

長閑告警設計：記錄儀終端長閑時基設置為480 min，通道P1長閑倍率設置為1倍，當記錄儀檢測到P1通道連續大于480 min不錄音時，在本機提示“P1通道長閑”告警并上報網管，網管檢測到這臺記錄儀上報信息進行告警庫查詢，得出對應的告警提示，將在網管服務器顯示并發出聲音告警提示。

斷網告警設計：各臺終端設備入網時在監控主機錄入各臺記錄儀IP地址、站名等信息，監控主機根據確認入網的終端數目每間隔一段時間掃描各臺記錄儀連接狀態，與終端設備進行信息交互，發現有某臺終端設備斷網時提示斷網障礙信息同時聲音提示，實現斷網告警。

5 結束語

語音記錄儀遠程監控系統，用于取代傳統的人工校時、電話撥測巡檢方式，實現記錄儀設備的遠程網絡化管理，系統具備完善的管理功能，實現遠程狀態監測、長閑長錄斷線故障自動報警、數據轉儲、數據配置管理等功能。通過網絡管理系統友好的展示各臺記錄儀工作狀態、端口、錄音等信息情況。實現網管及各記錄儀時間同步，實現錄音音頻格式轉換成通用標準WAVE格式，便于監聽、播放。系統采用輪巡的方式對各個站點進行分析，通過監聽報警信息和巡視錄音文件生成Excel報表，形成閉環管理。