高鐵旅客服務(wù)系統(tǒng)客服設(shè)備綜合監(jiān)控管理平臺開發(fā)研究

張?zhí)鞊P(yáng) 錢麗彥

摘 ?要：隨著高鐵車站客流量的增加，以及旅客服務(wù)系統(tǒng)運(yùn)營時間增長，客服設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性對車站穩(wěn)定運(yùn)營起到了關(guān)鍵作用。應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，研制一套高鐵客運(yùn)專線旅客服務(wù)系統(tǒng)客服設(shè)備綜合監(jiān)控平臺，通過系統(tǒng)對服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)等IT軟硬件進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，實(shí)時監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提升對設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的掌握程度，及時發(fā)現(xiàn)和快速定位系統(tǒng)故障，提高管理效率和維護(hù)可靠性，對保證車站設(shè)備等系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

關(guān)鍵詞：高鐵；旅客服務(wù)系統(tǒng)；客服設(shè)備；綜合監(jiān)控

中圖分類號：TP315 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? 文章編號：2096-4706（2023）14-0020-05

Research on Development of Comprehensive Monitoring and Management Platform for Passenger Service Equipment of High-Speed Railway Passenger Service System

ZHANG Tianyang， QIAN Liyan

（Suzhou Easy Service Information Technology Co.， Ltd.， Suzhou ?215163， China）

Abstract： With the increase inpassenger flow at high-speed railway stations and the increase inoperation time of the passenger service system， the stability and reliability of passenger service equipment play a key role in the stable operation of the station. This paper applies modern computer technology， communication technology and data analysis technology to develop a set of comprehensive monitoring platform for passenger service equipment of passenger service system of high-speed railway passenger dedicated line. Through this system， centralized monitoring and management of server equipment， network equipment， database， application services and other IT software and hardware can be carried out to monitor the operation status of equipment in real time. And it can improve the mastery of equipment operation situation， timely find and quickly locate the system faults， and improve management efficiency and maintenance reliability. It is of great significance to ensure the long-term and stable operation of the station equipment and other systems.

Keywords： high-speed railway; passenger service system; passenger service equipment; comprehensive monitoring

0 ?引 ?言

隨著高速鐵路建設(shè)的快速推進(jìn)，客運(yùn)工作進(jìn)入了現(xiàn)代化管理的新階段[1]。以大量自動化設(shè)備設(shè)施為基礎(chǔ)的高鐵客服系統(tǒng)為旅客出行帶來了舒適、便捷的體驗，客服系統(tǒng)的自動化水平得到了顯著提升[2，3]，包括自動售票機(jī)、閘機(jī)、廣播、導(dǎo)向揭示等客服設(shè)備在內(nèi)的各類現(xiàn)代化設(shè)備與軟件的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)、分工合作，實(shí)現(xiàn)了客運(yùn)組織的現(xiàn)代化、科學(xué)化管理。

該項目研究的目的是應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，研制一套高鐵旅客服務(wù)系統(tǒng)客服設(shè)備綜合監(jiān)控平臺，加強(qiáng)對客服設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的掌握程度，及時響應(yīng)各類系統(tǒng)、設(shè)施的維護(hù)需求，通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，輔助高鐵客服系統(tǒng)運(yùn)維工作決策，保證車站旅客服務(wù)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

1 ?客服設(shè)備運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)及原則

目前車站設(shè)備狀態(tài)通過人工定期巡檢的方式，難以在第一時間發(fā)現(xiàn)故障情況[4，5]。人工上報的故障信息不詳細(xì)、準(zhǔn)確，信息傳遞速度慢，后端技術(shù)人員無法快速地對故障進(jìn)行響應(yīng)和處理[6]。對于較為復(fù)雜的系統(tǒng)級故障，無法快速進(jìn)行故障定位，導(dǎo)致處理速度慢，處理流程復(fù)雜。缺乏對故障的分析和挖掘手段，無法有效降低故障率，缺乏對系統(tǒng)、設(shè)備的遠(yuǎn)程控制手段，無法快速解決問題。

因此，需要通過統(tǒng)一綜合監(jiān)控平臺對客服設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障、快速故障定位、保證車站設(shè)備等系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行[7]。本系統(tǒng)通過對服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)等IT軟硬件進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，以降低系統(tǒng)運(yùn)行管理工作的復(fù)雜性，提高管理效率和維護(hù)可靠性，避免故障發(fā)生后才去處理的被動狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。本系統(tǒng)從設(shè)計到實(shí)施整個過程中，主要基于以下原則。

1.1 ?全面且深度的監(jiān)控

采集終端支持SNMP、Syslog、Telnet、ODBC/JDBC等多種協(xié)議。可針對設(shè)備接口開發(fā)數(shù)據(jù)采集驅(qū)動程序。不管是正常狀態(tài)還是異常狀態(tài)，可挖掘出設(shè)備工作的所有資源波動，深度剖析任務(wù)前、任務(wù)中和任務(wù)后設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 ?高效率監(jiān)控

采集端對被監(jiān)控系統(tǒng)幾乎無影響的同步監(jiān)控，最高采樣率可達(dá)秒級，可在最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常，適用于實(shí)時性要求高的系統(tǒng)。

1.3 ?高可靠性

服務(wù)器采用集群部署，不會因為單點(diǎn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)宕機(jī)，保證系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)針對運(yùn)行中可能出現(xiàn)的多種軟、硬件的異常處理、恢復(fù)功能進(jìn)行優(yōu)化和測試，確保在各種情況下都能穩(wěn)定運(yùn)行。

1.4 ?高靈活性

考慮到設(shè)備運(yùn)行參數(shù)與設(shè)備故障之間的復(fù)雜聯(lián)系，本系統(tǒng)可靈活定義每個設(shè)備故障報警的觸發(fā)邏輯，并可靈活定義報警觸發(fā)邏輯滿足后觸發(fā)的動作。

2 ?系統(tǒng)架構(gòu)

按照高鐵旅客服務(wù)系統(tǒng)客服設(shè)備綜合監(jiān)控管理平臺的設(shè)計依據(jù)，系統(tǒng)能夠以模塊化的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，各個模塊分工合作，構(gòu)建完整的監(jiān)控平臺。本系統(tǒng)軟件主要由四部分組成：集中展示層、核心處理層、數(shù)據(jù)采集層、對象接入層，系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖1所示，下面將分別進(jìn)行介紹。

2.1 ?對象接入層

主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)設(shè)備、軟件的數(shù)據(jù)接入，以及與其他第三方系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，該層是系統(tǒng)的持久化核心，設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)、分析結(jié)果均存儲于此，具備海量的存儲空間及高速的讀取與寫入速度。

2.2 ?數(shù)據(jù)采集層

主要負(fù)責(zé)采集被監(jiān)控對象的運(yùn)行狀態(tài)信息，對原始數(shù)據(jù)分析處理后，將最終數(shù)據(jù)發(fā)送給應(yīng)用程序服務(wù)層。數(shù)據(jù)采集層通過SNMP、Telnet、Syslog、Modbus等方式，采集包括服務(wù)器主機(jī)設(shè)備、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、綜合顯示設(shè)備、專用通信設(shè)備等各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息。信息采集模塊是設(shè)備綜合監(jiān)控管理平臺的前沿部分，它負(fù)責(zé)采集各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，把采集的結(jié)果通過通信鏈路傳輸?shù)较到y(tǒng)的后臺服務(wù)器。

2.3 ?核心處理層

主要負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)采集層獲得的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)計算處理，進(jìn)行閾值告警等狀態(tài)判別，并將所有數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫；同時通過與客戶端交互，將數(shù)據(jù)通過展示層在客戶端展示。負(fù)責(zé)分析系統(tǒng)采集的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，依據(jù)各類分析規(guī)則，判定設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，預(yù)測設(shè)備的未來狀況。負(fù)責(zé)處理用戶提交的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)按照流程推進(jìn)，完成業(yè)務(wù)操作，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2.4 ?集中展示層

主要負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)展示層部署系統(tǒng)客戶端，用戶通過該客戶端進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控與系統(tǒng)管理。負(fù)責(zé)展現(xiàn)系統(tǒng)中設(shè)備的綜合監(jiān)控、運(yùn)行狀態(tài)等內(nèi)容。通過實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)，能及時準(zhǔn)確地獲取現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)，是整個系統(tǒng)正常工作的基本前提。

3 ?客服設(shè)備運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)支撐技術(shù)

通過高鐵旅客服務(wù)系統(tǒng)客服設(shè)備綜合監(jiān)控管理平臺，實(shí)現(xiàn)對廣播設(shè)備、導(dǎo)向揭示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器、閘機(jī)設(shè)備等的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控、采集、記錄、趨勢分析以及預(yù)警、報警，使用戶能夠及時了解設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況、獲悉故障報警信息，保障設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。按照現(xiàn)場設(shè)備綜合監(jiān)控管理軟件的功能要求，系統(tǒng)能夠以模塊化的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，各個模塊分工合作，構(gòu)建完整的運(yùn)維系統(tǒng)。旅客服務(wù)系統(tǒng)客服設(shè)備綜合監(jiān)控管理平臺主要采取如下技術(shù)措施。

3.1 ?實(shí)時可視化技術(shù)

本管理平臺采用可縮放矢量圖形作為設(shè)備可視化呈現(xiàn)方式，可在線顯示分布在全國各地的客服系統(tǒng)設(shè)備每個數(shù)據(jù)項的數(shù)據(jù)，提供清晰、精確的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)畫面。

3.2 ?實(shí)時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)

本系統(tǒng)采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫存儲采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫具有以下特點(diǎn)：由于不需要訪問磁盤，速度比關(guān)系型數(shù)據(jù)庫快5～10倍；支持標(biāo)準(zhǔn)的SQL、JDBC、API接口；支持嵌入式和服務(wù)器部署模式，支持集群；安全管理能力強(qiáng)；支持多版本并發(fā)控制；數(shù)據(jù)庫和表支持磁盤或內(nèi)存模式；支持事務(wù)、兩階段提交；支持多個并發(fā)連接，支持表級鎖定；支持基于成本的優(yōu)化器，采用遺傳算法對復(fù)雜查詢進(jìn)行優(yōu)化；數(shù)據(jù)庫文件支持AES加密，密碼采用SHA-256加密算法。

3.3 ?基于HTML5 Web Socket的實(shí)時數(shù)據(jù)推送技術(shù)

本系統(tǒng)采用基于HTML5 WebSocket的實(shí)時數(shù)據(jù)推送技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時推送，實(shí)現(xiàn)客戶端的可視化界面能夠和實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實(shí)時同步。此技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時數(shù)據(jù)通信，可以支持服務(wù)器主動向客戶端推送數(shù)據(jù)。一旦服務(wù)器和客戶端通過WebSocket建立起鏈接，服務(wù)器便可以主動地向客戶端推送數(shù)據(jù)，從而大大提高實(shí)時性。

3.4 ?Webcharts組件可視化技術(shù)

本系統(tǒng)采用基于HTML5的曲線生成技術(shù)，生成設(shè)備工藝參數(shù)趨勢曲線。基于HTML5的參數(shù)曲線顯示在交互性、性能、動畫支持、安全性等方面，比傳統(tǒng)的服務(wù)器端生成圖片、Java applet和AdobeFlash技術(shù)有很大優(yōu)勢。

4 ?系統(tǒng)監(jiān)測范圍

高鐵旅客服務(wù)系統(tǒng)以信息的自動采集和設(shè)備的自動控制為基礎(chǔ)，通過集成綜合顯示、客運(yùn)廣播、等旅客服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)融合、集中操控、信息共享，為鐵路旅客提供購票、進(jìn)站、候車、乘車、出站等服務(wù)信息。旅客服務(wù)系統(tǒng)客服設(shè)備包括應(yīng)用服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、廣播設(shè)備、導(dǎo)向揭示設(shè)備、檢票閘機(jī)、自動售票機(jī)等，綜合監(jiān)控管理平臺實(shí)現(xiàn)對上述設(shè)備的監(jiān)測和管控。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的全局總覽，在一個復(fù)合型頁面上綜合顯示。頁面通過樹形結(jié)構(gòu)顯示監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)名稱，并且根據(jù)是否有故障進(jìn)行展示，綜合監(jiān)控健康評分，如果低于100分，則監(jiān)控的設(shè)備系統(tǒng)有故障。同時顯示當(dāng)前的告警數(shù)、當(dāng)天發(fā)生告警數(shù)、當(dāng)天恢復(fù)多少告警數(shù)、當(dāng)月發(fā)生多少告警數(shù)、當(dāng)月恢復(fù)多少告警數(shù)，實(shí)時顯示監(jiān)控告警數(shù)據(jù)，包括各種類型設(shè)備的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如圖2所示。

4.1 ?閘機(jī)監(jiān)控

主要負(fù)責(zé)對車站內(nèi)進(jìn)站閘機(jī)和出站閘機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，通過對閘機(jī)的通道模式、讀卡器狀態(tài)、主控狀態(tài)、版本狀態(tài)、過票數(shù)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)閘機(jī)運(yùn)行故障，避免應(yīng)對閘機(jī)故障突發(fā)事件帶來的損失。

4.2 ?自動售票機(jī)監(jiān)控

主要負(fù)責(zé)對車站內(nèi)各類自動售票機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，通過對自動售票機(jī)的服務(wù)狀態(tài)、故障代碼、故障描述、起票號、止票號、總張數(shù)、SDM作廢、自動作廢、實(shí)售數(shù)、網(wǎng)票數(shù)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)自動售票機(jī)運(yùn)行故障，及時搶修，降低設(shè)備平均故障間隔時間。

4.3 ?廣播系統(tǒng)監(jiān)控

主要負(fù)責(zé)對車站作業(yè)區(qū)域的各層候車區(qū)、各站臺、各售票廳、各辦公區(qū)、包裹托取處、行李到達(dá)發(fā)送處、出站通道、廣播測試區(qū)的廣播設(shè)備監(jiān)控，實(shí)時監(jiān)測各廣播系統(tǒng)的掃描引擎狀態(tài)；發(fā)現(xiàn)某回路掃描引擎狀態(tài)異常，立即報警；按區(qū)域可視化實(shí)時顯示所有廣播系統(tǒng)的狀態(tài)。

4.4 ?導(dǎo)向設(shè)備監(jiān)控

本系統(tǒng)對各售票廳、候車廳、休息室、檢票口、站臺、進(jìn)站廳、出站廳、出站口的LED屏和PDP屏狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控：實(shí)時監(jiān)測各導(dǎo)向屏的狀態(tài)及故障信息；發(fā)現(xiàn)某導(dǎo)向屏發(fā)生故障，立即報警搶修；按區(qū)域可視化顯示所有導(dǎo)向設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)。

4.5 ?服務(wù)器監(jiān)控

對站內(nèi)各類型服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控，采集監(jiān)視CPU、內(nèi)存、Syslog、網(wǎng)絡(luò)信息、協(xié)議棧信息、磁盤分區(qū)、進(jìn)程信息、關(guān)鍵進(jìn)程；查看各設(shè)備的日志信息，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患；監(jiān)控各應(yīng)用服務(wù)器上運(yùn)行的關(guān)鍵業(yè)務(wù)進(jìn)程，快速發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)程。配置自動告警閾值規(guī)則，超過閾值自動報警（如CPU或內(nèi)存過高），人機(jī)交互界面實(shí)時展示報警信息，快速定位故障根源。

4.6 ?交換機(jī)監(jiān)控

對站內(nèi)各類型網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，查看各交換機(jī)的日志信息，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患；監(jiān)控各交換機(jī)的路由表，及時發(fā)現(xiàn)路由故障；采集監(jiān)視CPU、內(nèi)存、Syslog、網(wǎng)絡(luò)信息、ARP、路由表；配置自動告警閾值規(guī)則，超過閾值自動報警（如網(wǎng)絡(luò)流量異常等）。

4.7 ?網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備監(jiān)控

本系統(tǒng)對旅服系統(tǒng)防火墻進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控指標(biāo)有：網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)：收發(fā)包字節(jié)數(shù)、丟包數(shù)、丟包率、啟用/停用狀等，資源狀態(tài)：CPU使用率、內(nèi)存使用率、磁盤使用率等，日志信息：分級別的防火墻詳細(xì)日志，日志級別包括警報、事件。日志類型包括：包過濾、代理、入侵檢測、用戶認(rèn)證、內(nèi)容過濾、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備管理等。連接狀態(tài)：防火墻上當(dāng)前的所有連接，包括協(xié)議類型、源地址、目的地址、源端口、目的端口、超時時間、狀態(tài)等屬性。

4.8 ?存儲設(shè)備監(jiān)控

本系統(tǒng)對站內(nèi)存儲陣列進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控指標(biāo)有：邏輯磁盤：整體狀況、磁盤狀態(tài)，存儲系統(tǒng)信息：存儲系統(tǒng)名稱、整體狀態(tài)、電源狀態(tài)、電源溫度、風(fēng)扇狀態(tài)，物理磁盤：整體狀況、物理磁盤狀態(tài)、Smart支持的總體情況、Smart狀態(tài)，控制器：控制器名稱、控制器整體運(yùn)行狀況、控制器當(dāng)前狀態(tài)、加速器整體狀態(tài)、加速器電池狀態(tài)、加速器錯誤代碼等。

5 ?結(jié) ?論

高鐵旅客服務(wù)系統(tǒng)具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，需要運(yùn)行安全可靠，確保系統(tǒng)能夠7×24正常運(yùn)營。本文針對客服設(shè)備搭建一套基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代智能化、云計算等的設(shè)備綜合監(jiān)控平臺，對高鐵旅客服務(wù)系統(tǒng)客服設(shè)備所管控的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備，以及旅客服務(wù)系統(tǒng)中的廣播設(shè)備、導(dǎo)向揭示系統(tǒng)、閘機(jī)檢票設(shè)備、自動售票設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集結(jié)果通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)算展示，并按照系統(tǒng)為各類設(shè)備配置的規(guī)則，分析設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，判定設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，預(yù)測設(shè)備的未來狀況，實(shí)現(xiàn)旅客服務(wù)系統(tǒng)及客服設(shè)備的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。

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作者簡介：張?zhí)鞊P(yáng)（1978—），男，漢族，遼寧本溪

人，中級工程師，碩士研究生，研究方向：自動化技術(shù)；錢麗彥（1980—），女，漢族，江蘇蘇州人，助理工程師，本科，研究方向：計算機(jī)信息管理。