城市軌道交通信息集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

城市軌道交通信息集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：目前的城市軌道交通管理信息系統(tǒng)都是針對某具體系統(tǒng)或某類型設(shè)備進行管理與控制，且各條線路相互之間不通任何信息，是孤立的系統(tǒng)。無法對各線各系統(tǒng)運行情況特別是設(shè)備故障情況迅速準確把握。針對這種情況，整合現(xiàn)有資源，設(shè)計了軌道交通信息集中監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采集現(xiàn)有各系統(tǒng)設(shè)備故障信息進行處理和故障報告，并進行了綜合分析和預測，給集中監(jiān)控增加了智能決策功能;且只需在原有的網(wǎng)管系統(tǒng)上提供或新增所需要的北向接口，并不需要改變原有網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，只要新增采集系統(tǒng)和集中監(jiān)管系統(tǒng)，在實現(xiàn)上很簡潔，相對投資也不大。關(guān)健詞：城市軌道交通，信息集中監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)管理

目前，城市軌道交通的信息管理系統(tǒng)一般分為傳輸、公務(wù)電話交換、調(diào)度電話、電源、無線調(diào)度、廣播、圖像監(jiān)控(安防系統(tǒng))、時鐘、自動售檢票等9大子系統(tǒng);每個子系統(tǒng)的管理網(wǎng)絡(luò)自成體系，且都有自己相應(yīng)的網(wǎng)管中心或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。所以，目前的管理系統(tǒng)不能形成一個有機整體，宏觀控制管理能力弱，而且各條軌道交通線的信息系統(tǒng)間也都相對獨立。

針對上述網(wǎng)絡(luò)管理現(xiàn)狀，為提高城市軌道交通信息管理能力，提出信息集中監(jiān)控的構(gòu)想。即對所有軌道交通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實施統(tǒng)一監(jiān)視與必要控制、管理。該方案不只針對某類單一系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)控和管理，而是一個對各條軌道交通線上的上述9大子系統(tǒng)設(shè)備實施綜合監(jiān)控和管理的系統(tǒng)。該方案也不是針對各系統(tǒng)的所有參數(shù)進行監(jiān)控管理，而是初步對設(shè)備故障進行實時的監(jiān)控管理。1概述

對于各個系統(tǒng)，原有的管理網(wǎng)絡(luò)或維護方法不盡相同。象自動售檢票系統(tǒng)等管理系統(tǒng)就可將原有系統(tǒng)重新整合進解決方案。而象傳輸系統(tǒng)等，比如SDH(同步數(shù)字多級)設(shè)備，處在多廠商環(huán)境中，將涉及多廠商的SDH網(wǎng)管系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多元化，加上有些不同廠家設(shè)備還不兼容，因此造成綜合網(wǎng)管的困難。所以，設(shè)計信息集中監(jiān)控系統(tǒng)時，僅簡單地從原有網(wǎng)管系統(tǒng)進行整合還是不夠的。

對于把傳輸系統(tǒng)復雜的網(wǎng)管系統(tǒng)整合成集中監(jiān)管，大致有三種途徑:①綜合化方法—在已有網(wǎng)管系統(tǒng)之上再加一級管理系統(tǒng);②翻譯法—在有信息交互需求的網(wǎng)管系統(tǒng)之間進行兩兩翻譯;③標準化法—已有的各網(wǎng)管系統(tǒng)采用公共信息模型和功能集。

第二種方法有現(xiàn)成的支持標準(SNMP/CMIP/CORBA)互操作的靜態(tài)規(guī)范描述和動態(tài)交互式轉(zhuǎn)化方法，適用于信息量不大的情況。第三種方法是比較徹底的綜合網(wǎng)管方法，但需要將所有的網(wǎng)管系統(tǒng)被統(tǒng)一標準替換，故暫時還只是一個想法。本文提出的信息集中監(jiān)控解決方案主要針對故障信息進行處理，而且為了避免各廠商間的交涉，將采用綜合化方法，做到與原有網(wǎng)管系統(tǒng)的平滑過渡;這也與那些通過簡單整合就可以實現(xiàn)集中監(jiān)控的系統(tǒng)的做法很類似，系統(tǒng)也比較容易整合。這樣，在各系統(tǒng)原有管理系統(tǒng)或網(wǎng)管系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再添一層管理者，在新的管理層上實現(xiàn)信息集中綜合監(jiān)管，從而解決了各系統(tǒng)間的“信息孤島”問題。2系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)架構(gòu)分為三層:管理監(jiān)控層、代理層和應(yīng)用層(如圖I)。應(yīng)用層是現(xiàn)有的各種硬件系統(tǒng)，比如傳輸系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)等。代理層是數(shù)據(jù)集中的中間層。包括數(shù)據(jù)采集硬件和軟件。管理監(jiān)控層將對采集的所有數(shù)據(jù)進行綜合處理并形成新的業(yè)務(wù)模型。

架構(gòu)中，上層管理者管理若干網(wǎng)絡(luò)體系、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議異構(gòu)的系統(tǒng)，異構(gòu)子網(wǎng)各自維護一套專業(yè)管理信息庫。它們向綜合監(jiān)管系統(tǒng)提供Q3，CORBA接口。為了實現(xiàn)綜合監(jiān)管的目標，利用代理層將原有系統(tǒng)(應(yīng)用層)在數(shù)據(jù)接口上達到統(tǒng)一，這樣代理層加上應(yīng)用層組成的新的網(wǎng)絡(luò)將是管理監(jiān)控層所需要的“統(tǒng)一”網(wǎng)絡(luò)，在概念上可以想象成一個虛擬網(wǎng)絡(luò)。管理監(jiān)控層通過由代理層組建的綜合數(shù)據(jù)庫，對大的方面(比如現(xiàn)在的告警系統(tǒng)，以后通過統(tǒng)一其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口就可以實現(xiàn)其他方面的監(jiān)控)進行全局性調(diào)配與管理，細節(jié)留給原有系統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)或者管理系統(tǒng)處理。各系統(tǒng)通過代理層的代理軟件(數(shù)據(jù)采集軟件)的映射，完成數(shù)據(jù)接口的統(tǒng)一。3解決方案3.1硬件系統(tǒng)解決方案

圖2是以某地鐵線為例的集中監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖。其中A11是從傳輸網(wǎng)管NM11，采集數(shù)據(jù)的代理PC;A12是從自動售檢票管理系統(tǒng)NM12采集數(shù)據(jù)的代理PC。所有系統(tǒng)經(jīng)代理PC采集數(shù)據(jù)后，通過路由器R，把數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DS。其他地鐵線的拓撲都與該線類似。MIS1，MIS2，MIS3凡等是信息集中綜合監(jiān)管系統(tǒng)。比如MIS1管理1一4號線，MIS2管理5一9號線，MIS3管理10一13號線。MIS1—MIS3對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)進行綜合處理、顯示、告警，以及統(tǒng)計和分析。MIS1一MIS3放在一起，這樣在多個處理機上進行監(jiān)管可以擴大可視范圍，也達到綜合監(jiān)管的目的。

設(shè)備網(wǎng)管所提供的北向接口，有的是Q3接口，可以通過網(wǎng)口進行采集;有的是串口，可以通過串口接收。如果通過串口接收數(shù)據(jù)，可以根據(jù)圖3所示，用一個1-8多串口卡，使用一臺代理PC機進行多個串口數(shù)據(jù)收集。

上述方案的可靠性:如果原有設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)提供的北向接口是串行方式，那么通過圖3方式，一臺代理PC機就可以采集8臺網(wǎng)管的數(shù)據(jù)，但是串行方式的數(shù)據(jù)是通過重復機制來最大限度地確保信息的完整。所謂重復機制，是當信息沒有被接收就重新發(fā)送，如果三次沒有接收到就不再重發(fā)。這樣的數(shù)據(jù)采集方式很不可靠。而采用TCP/IP方式進行采集，如果數(shù)據(jù)包沒有被正確接收，將等待到可以正確接收的時候重新發(fā)送。所以在可能的情況下，此方案需要廠商提供網(wǎng)管軟件的Q3北向接口。

在安全性方面，整個系統(tǒng)并不通過公網(wǎng)，局域網(wǎng)能保證數(shù)據(jù)的安全、不被截獲、破壞等。4結(jié)語

本文設(shè)計的系統(tǒng)，只是通過從現(xiàn)有網(wǎng)管系統(tǒng)的北向接口提取故障信息，或從現(xiàn)有的管理系統(tǒng)直接提取故障信息進行綜合。在原有的網(wǎng)管系統(tǒng)上提供或新增所需要的北向接口，并不需要改變原有網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，只要新增采集系統(tǒng)和集中監(jiān)管系統(tǒng)，相對投資也并不大。數(shù)據(jù)的集中處理，能對運營的整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)備運行情況進行宏觀把握，并有現(xiàn)存管理系統(tǒng)所沒有的派工單業(yè)務(wù)流程，不僅對設(shè)備運行情況進行了集中監(jiān)控，還能對設(shè)備維護進行統(tǒng)一調(diào)配和管理。系統(tǒng)的另一個價值在于，可以對綜合的數(shù)據(jù)進行智能分析和預測，可以根據(jù)預測進行有目的的檢修