公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究

1、公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究    公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究 摘要：針對公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的實際需求，結(jié)合運(yùn)行監(jiān)護(hù)、系統(tǒng)協(xié)作、指揮調(diào)度的原則，本文設(shè)計了公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案，詳細(xì)介紹綜合網(wǎng)管的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、傳輸協(xié)議、平臺構(gòu)建的設(shè)計原則及框架。 關(guān)鍵詞：     公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究摘要：針對公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的實際需求，結(jié)合“運(yùn)行監(jiān)護(hù)、系統(tǒng)協(xié)作、指揮調(diào)度”的原則，本文設(shè)計了公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案，詳細(xì)介紹綜合網(wǎng)管

2、的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、傳輸協(xié)議、平臺構(gòu)建的設(shè)計原則及框架。 關(guān)鍵詞：公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管 1 概述 近年來我國公路路網(wǎng)的骨架基本建成，相應(yīng)的各路段收費、監(jiān)控、通信等機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)取得了階段性的成果。但公路機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理存在如下缺陷： 1、現(xiàn)有的公路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計主要是針對自身系統(tǒng)管理的需求設(shè)計，沒有全面考慮整個路網(wǎng)機(jī)電系統(tǒng)的管理需求。 2、現(xiàn)有的系統(tǒng)在應(yīng)用層面相互獨立，各系統(tǒng)都集成了相應(yīng)的平臺，并且包括了不同廠家、公司的設(shè)備、軟件等，這使得網(wǎng)絡(luò)故障的出現(xiàn)更加頻繁、排除更加困難。 3、每個系統(tǒng)都配備獨立的管理人員，但是這也帶來了各系統(tǒng)信息交互時間延遲、漏報和誤報的弊端，并且導(dǎo)致系統(tǒng)維護(hù)成本直

3、線上升。由于以上的具體狀況，新的公路機(jī)電設(shè)備綜合網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)需求由此產(chǎn)生。 2 需求分析 在進(jìn)行公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)用研究時，需針對路網(wǎng)內(nèi)現(xiàn)有公路機(jī)電系統(tǒng)信息平臺的組成、功能進(jìn)行深入的分析和現(xiàn)場調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)有交通機(jī)電工程軟硬件設(shè)施和管理模式對公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程和內(nèi)容進(jìn)行分析，提出詳細(xì)的功能需求。具體包括：1、公路網(wǎng)基礎(chǔ)資料的收集與分析，如：已建公路名稱、所屬區(qū)域、里程、車流量、管理單位的體制與營運(yùn)狀況等資料。2、公路機(jī)電工程網(wǎng)管系統(tǒng)基礎(chǔ)資料的收集與分析，如：系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、功能、設(shè)備現(xiàn)狀和布設(shè)位置以及通信系統(tǒng)的傳輸與擴(kuò)展能力等。 3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計 在管理需求和業(yè)務(wù)需求分析

4、的基礎(chǔ)上，提出公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)公路建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，結(jié)合公路智能交通控制與管理需求，分析公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)功能和系統(tǒng)用戶功能以及公路管理維護(hù)的業(yè)務(wù)流程，提出適合公路需求的、智能控制與智能管理的、一體化分層次的體系結(jié)構(gòu)。 管理層次上分為四個層次，即路段中心、通信網(wǎng)絡(luò)、各機(jī)電系統(tǒng)（收費、監(jiān)控、通信、電力監(jiān)控系統(tǒng)）和機(jī)電設(shè)備。體系結(jié)構(gòu)上也分為四個層次：被管設(shè)備層、網(wǎng)元管理層、網(wǎng)絡(luò)管理層、系統(tǒng)管理層。 位于最低層是被管設(shè)備層，它由多個網(wǎng)管代理和被管設(shè)備組成，網(wǎng)管代理負(fù)責(zé)收集被管設(shè)備的信息和響應(yīng)網(wǎng)元管理者發(fā)過來的輪詢信息，同時還要在被管設(shè)備出現(xiàn)故障時產(chǎn)生Trap信息，向

5、網(wǎng)元管理者發(fā)出告警。網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議包括支持TCP/IP的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP、命令行接口協(xié)議CLI和基于OSI的通用網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議CMIP。 網(wǎng)元管理層由多個網(wǎng)元管理系統(tǒng)（NEM）組成。一個NEM可以管理一個單一機(jī)電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，提供基本網(wǎng)絡(luò)功能，如進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、MIB瀏覽和MIB修改等。     公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究(2)4 功能設(shè)計 公路的機(jī)電設(shè)備、機(jī)電系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、路段中心為公路機(jī)電設(shè)備綜合網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)揮作用提供了一個硬件支撐環(huán)境。然而，如何直接對網(wǎng)絡(luò)實施管理效能，抑制異常情況的出現(xiàn)，減少故障的發(fā)生，制定控制優(yōu)化方案 

6、0;   4 功能設(shè)計 公路的機(jī)電設(shè)備、機(jī)電系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、路段中心為公路機(jī)電設(shè)備綜合網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)揮作用提供了一個硬件支撐環(huán)境。然而，如何直接對網(wǎng)絡(luò)實施管理效能，抑制異常情況的出現(xiàn)，減少故障的發(fā)生，制定控制優(yōu)化方案，下傳控制指令，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控管理，形成綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案是本項目研究的重要環(huán)節(jié)。 1、故障信息的采集與分析 當(dāng)設(shè)備上出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)通過算法確定故障成因并迅速定位故障，通過多種途徑通知管理者，并嘗試修復(fù)。故障主要分為設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)故障和系統(tǒng)故障。 系統(tǒng)負(fù)責(zé)總體協(xié)調(diào)異構(gòu)域信息，提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖。通過對象請求獲得來自網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的事件請求。 2、機(jī)電設(shè)備配置 高速公

7、路機(jī)電設(shè)備綜合網(wǎng)管系統(tǒng)允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)和軟件平臺對設(shè)備執(zhí)行一系列操作。被賦予權(quán)限的用戶可以使用配置模塊對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、通信系統(tǒng)設(shè)備、收費系統(tǒng)設(shè)備和電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行配置。 如：實時電壓、電流、 頻率、有功功率、發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流、頻率、水溫、啟動電池電壓、油機(jī)、告警、事故緊急停車等。 3、機(jī)電設(shè)備報警 通過通信線路與設(shè)備的通信采用輪詢方法，監(jiān)測設(shè)備故障狀況，并通過人機(jī)界面向操作員發(fā)出聲光報警，通過基于Web和GIS技術(shù)的可視化界面以閃爍的方式彈出設(shè)備故障信息。提醒系統(tǒng)管理人員查看并處理。 當(dāng)某個設(shè)備或信號出現(xiàn)故障報警時，這個故障有可能是它本身的問題，也有可能是由前面的設(shè)備或信號導(dǎo)致的。舉個

8、例子，某個設(shè)備報警其信號故障，僅從此報警并不能判斷是信號的問題還是設(shè)備的問題；而如果前面的（若干）設(shè)備同樣也報此故障，那么很大的可能性就是信號本身出了問題；換個角度，如果該節(jié)點前面的設(shè)備沒有報錯，那第一種可能性是前一個設(shè)備的故障導(dǎo)致，其次是這兩個設(shè)備間的連線斷了。因此，對故障的定位需要將故障節(jié)點向前相關(guān)聯(lián)的各節(jié)點狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一分析才能確定，或是按照不同概率提供的故障判斷。提供智能報警后，系統(tǒng)就忽略不必要的重復(fù)報警，從而幫助值班人員迅速解決問題。這種邏輯判斷通常需要主動式信息查詢方式輔助實現(xiàn)。 向前可以進(jìn)行故障智能定位，向后同樣需要邏輯分析。由于故障點的出現(xiàn)，必然導(dǎo)致節(jié)點后面相關(guān)聯(lián)的設(shè)備和信號發(fā)出

9、報警。這種情況下系統(tǒng)利用關(guān)聯(lián)機(jī)制主動顯示故障影響區(qū)域，屏蔽后面的關(guān)聯(lián)報警（已經(jīng)沒有必要了）。根據(jù)故障影響評估，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該提供相應(yīng)的提示，以提醒值班人員及時處理，實現(xiàn)最快的排險。 在上述智能報警的基礎(chǔ)上，智能化應(yīng)急就成為了可能。也就是在已判定的故障點和影響面的情況下，提供相應(yīng)的應(yīng)急解決方案，如跳過故障點、切換備用通道等。應(yīng)急方案主要是提供故障的規(guī)避，而不是故障的處理，因為在線對故障的處理最快速的方法通常是避開，而不是排除。應(yīng)急方式按照具體情況設(shè)置，沒有固定模式參考，不過可以提供多級應(yīng)急操作供選擇。這種機(jī)制就是建立在設(shè)備可控性基礎(chǔ)上的。當(dāng)然，應(yīng)急方案最終是以人為最高控制權(quán)的，因此需要提供自動和手

10、動模式。 < 統(tǒng)計：各類匯總統(tǒng)計高速公路機(jī)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息。 空間查詢 <     公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究(3) 4、研究思路 由于CORBA分布式的特點，基于它的網(wǎng)管系統(tǒng)可視被管網(wǎng)絡(luò)的分布情況分為若干個子域管理者，每一子域管理者管理一子域，并統(tǒng)一由主域管理者調(diào)配、控制。主域管理者采用CORBA實現(xiàn)，而子域管理者和代理者都可用CORBA或SNMP實現(xiàn)。 6 綜合網(wǎng)管系統(tǒng)信息平臺構(gòu)建技術(shù)研究 公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)信息平臺構(gòu)建在通信服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)功能上。通信服務(wù)以高速公路通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，構(gòu)建基于計算機(jī)的IP網(wǎng)絡(luò)，形成數(shù)據(jù)傳輸通道

11、。應(yīng)用服務(wù)是公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)信息平臺各業(yè)務(wù)和功能的運(yùn)行環(huán)境，是數(shù)據(jù)和信息的存儲、加工、處理平臺。通過此平臺，形成基于WEB、J2EE和GIS-T技術(shù)的可視化界面，訪問符合公路機(jī)電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)需求的，具有可擴(kuò)展的，統(tǒng)一表達(dá)的管理數(shù)據(jù)集。 1、基于WEB的網(wǎng)管平臺 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)多數(shù)采用基于網(wǎng)絡(luò)管理命令驅(qū)動，必須由專業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理人員操作、使用和維護(hù)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)管理功能越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理界面的友好程度顯得愈來愈差。為了減輕網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性，降低網(wǎng)絡(luò)管理費用，需要一種跨平臺的、方便實用的網(wǎng)絡(luò)管理模式，基于WEB的網(wǎng)絡(luò)管理模式便應(yīng)運(yùn)而生。這種新的網(wǎng)絡(luò)管理模式融合了WEB技

12、術(shù)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，它允許網(wǎng)絡(luò)管理人員通過WEB瀏覽器去監(jiān)測、管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，管理人員在網(wǎng)絡(luò)的任何結(jié)點上都可以方便配置、控制及訪問網(wǎng)絡(luò)?；赪EB的網(wǎng)絡(luò)管理提供比傳統(tǒng)網(wǎng)管界面更直接、更易于使用的界面，從而降低了對網(wǎng)絡(luò)管理操作和維護(hù)人員的要求。同時這種新型網(wǎng)絡(luò)管理模式還可以解決異構(gòu)平臺產(chǎn)生的互操作問題。 2、J2EE技術(shù) 為了降低投入成本，并加快企業(yè)應(yīng)用程序的設(shè)計和開發(fā)，Sun公司的J2EE平臺提供了一個基于組件的方法，來設(shè)計、開發(fā)、裝配及部署企業(yè)應(yīng)用程序。J2EE 平臺提供了多層的分布式的應(yīng)用模型、組件再用、一致化的安全模型以及靈活的事務(wù)控制。平臺獨立的、基于組件的J2EE解決方案不會被束縛在任何

13、一個廠商的產(chǎn)品和API上。 J2EE規(guī)范定義了以下種類的組件： 應(yīng)用程序客戶端組件（Application client components ）； EJB 組件（Enterprise JavaBeans組件）； Servlets及JavaServer Pages（JSP頁面）組件（也被稱作Web組件）； Applets（Java小程序）。 一個多層的分布式的應(yīng)用模型意味著應(yīng)用邏輯被根據(jù)功能而劃分成組件，并且可以在同一個服務(wù)器或不同的服務(wù)器上安裝組成J2EE應(yīng)用的這些不同的組件。一個應(yīng)用組件應(yīng)被安裝在什么地方，取決于該應(yīng)用組件屬于該多層的J2EE環(huán)境中的哪一層。這些層是客戶層、Web層、業(yè)務(wù)層及數(shù)據(jù)庫層。 3、平臺結(jié)構(gòu) 其中，客戶端主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的表現(xiàn)邏輯。它同客戶交互，為客戶提供相應(yīng)的網(wǎng)管信