铁路通信网络管理研究范文

引言

随着铁路建设的发展，尤其是山区铁路及大量隧道、桥梁的建设，铁路通信存在着许多弱场强区和覆盖盲区。直放站成本低、组网灵活、施工周期短，为解决弱场覆盖发挥了重要作用。目前，铁路无线通信网络中使用了不同厂家、类型的直放站，分布区域广，使用数量大。由于使用直放站的区域大多在偏远的山区，交通条件差，这就给设备的维护管理带来了巨大的挑战，需要投入大量的人力物力对设备进行巡检维护和管理。因此，使用一套综合管理系统对不同厂家的直放站设备进行有效管理，不但可以远程对设备进行监控，而且能够对直放站的各种故障、历史数据进行统计分析。这套系统就是直放站综合网管系统。

1系统设计方案

1.1系统构成

直放站综合网管系统主要由本地监控单元、通信信道和网管中心三部分组成。监控单元是指安装在直放站设备内部的监控电路，完成加电初始化与自检，近端机和远端机信号的采集、控制、处理和告警，直放站各种参数的本地显示，与网管中心数据交换等。通信信道是指连接监控单元与网管中心的通信链路，完成监控单元与网管中心的物理连接。网管中心是网管系统的核心，接收各个直放站监控单元发回的信号，完成直放站参数配置、数据采集控制、告警信息处理，以及对历史数据的统计分析。

1.2系统功能

直放站综合网管系统应具备以下功能：

（1）兼容性好，支持多个厂家、多种类型设备；

（2）系统组网灵活，支持TCP／IP协议；

（3）能对接入到网管中心的每一个直放站设备状态实时检测，可远程设定站点参数并控制直放站工作状态；

（4）具有完善的告警功能，当设备出现异常时，具备声、光等多种形式的告警显示功能；

（5）直放站主动告警准确率达到98%，网管中心接收告警及查询信息成功率在95%以上；

（6）完善的历史数据查询，灵活的数据统计和报表打印；

（7）采用数据库管理，可以方便地对站点进行管理，还可以对各个站点进行详细的设置，保证设备数据采集及时、完整；

（8）支持电子地图，并可由用户配置管理地图，方便用户直观查找站点；

（9）增加直放站信息及相关基站信息的导入、导出功能，用户按照系统提供的模板整理数据，能批量管理更新本系统的直放站及其相关基站。

1.3系统软件结构

本系统采用面向对象程序设计。与传统的结构化程序设计不同，面向对象的程序设计是将整个软件看作是一个个离散对象的组合。这种基于对象分解设计使软件结构更加稳定，通过封装和继承方便对象的构造和扩充。系统软件结构采用C/S机制，以系统对象为基础，具有显著的模块化特征。

2网管系统结构

2.1总体结构

根据现场维护需要，网管系统采取两级结构设计，分为段级网管中心（一级网管中心）和车间级网管中心（二级网管中心）。段级网管中心提供数据查询、统计和报表等功能；车间级网管中心对车间管辖的各种类型的直放站进行远程操作，包括站点设置、接收报警等，并能存储历史数据及统计分析数据。

2.2网络结构

按段、车间建立分布式网络结构，如图1。这种网络结构以车间为单位，每个车间有一套独立的监控系统，安全可靠性高。各个车间网管系统互不影响、相互独立，能够满足各车间自行维护本地系统、自行管理本地直放站的需求。

2.3通信结构

系统中包含多个物理实体，如直放站、监控终端等。为保证各实体之间可靠通信，将通信协议划分为三层。由下到上分别为物理层、数据链路层、管理层，如图2所示。

（1）物理层

物理层为整个系统的最底层，主要作用是与各种设备进行通信。设备本身具有监控单元，监控单元均有通信协议，通过物理层即可实现监控数据的收发。收发的数据将传给数据链路层，由数据链路层完成数据的存储。

（2）数据链路层

数据链路层为整个系统数据交互的核心层，与数据库之间进行通信，将物理层传回的数据存入数据库，在需要调出数据时可灵活调出数据，并传到管理层。为了适应多个厂家、多种设备，其设计必须能够支持不同厂家多种协议格式的数据。

（3）管理层

管理层与整个系统的核心数据库相连，与数据库之间进行数据交互，具备安全管理、故障管理、配置管理、性能管理等管理功能。

2.4功能模块

本系统是一个较为庞大的管理系统，由多个模块组成。具体功能模块如图3所示。

（1）系统管理模块

主要完成用户和权限设置、设备参数编辑、各种日志的获取和导出操作、传输服务的启动和关闭、系统测试等。

（2）直放站信息管理模块

用于直放站设备接入后标识引入的基站站号，可直观显示基站－直放站拓扑关系和本地区基站覆盖分布情况，并对基站信息进行查询、新增、修改、删除，对基站的参数信息进行新增、修改、删除等。

（3）报警管理模块

实现对报警数据的实时采集和集中监视，辅助运维人员快速发现问题并定位故障，自动生成报警工单，完成对报警信息的处理等。

（4）统计分析模块

分析下行输入、输出和下行驻波的关系，统计各个站点的报警信息，检查近远端设备配对情况，分析站点的参数对象是否完整、各种门限是否符合要求等。

（5）数据处理模块

支持各厂家多种协议格式的数据，方便数据的交互。

2.5电子地图设计

在直放站网管系统中引入电子地图，可以精确定位直放站的位置，并与基站的位置相关联，开发报警的关联功能。

目前电子地图的处理工具有多种，本系统选用MapX作为电子地图的处理工具。它是一个方便快捷、功能强大的ActiveX控件，能支持绝大多数标准的可视化环境，并提供地图浏览工具、编辑工具和用户自定义工具。

4结束语

本文重点阐述了直放站网管系统实现的功能和实现方式，采用面向对象的设计方法对系统结构、通信模型、功能模块等进行了设计，并加入了电子地图处理工具提供直放站的准确定位。由于通信设备的多样性，要求网管系统实现的功能越来越多，与各种设备的接口更加完善。只有在实际应用中不断总结完善，才能更好地推动直放站网管系统的使用和发展。