陶友好 上海鐵路局上海鐵路軌道交通開(kāi)發(fā)有限公司

GPRS業(yè)務(wù)在線監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的運(yùn)用情況分析

陶友好 上海鐵路局上海鐵路軌道交通開(kāi)發(fā)有限公司

通過(guò)對(duì)GSPS在線監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的案例分析，介紹高鐵GSM-R網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的新方法，在此基礎(chǔ)上提出在線監(jiān)測(cè)的研究和發(fā)展方向。

接口采集；信令數(shù)據(jù)；進(jìn)路預(yù)告；IP地址

1 背景

隨著我國(guó)鐵路GSM-R事業(yè)的發(fā)展，各種新業(yè)務(wù)的開(kāi)通，如何保證該網(wǎng)絡(luò)的可靠性，已經(jīng)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)于GSM-R系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題查找分析也多限于路測(cè)和撥測(cè)，它們有各自的局限性。并且GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備存在著多樣性，這更增加了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的難度。實(shí)踐證明現(xiàn)有的GSM-R網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方法遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際工作的要求，為此，我們提出了GSM-R網(wǎng)絡(luò)GPRS及短消息無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在線監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)分析和采集GB、GN、GI和A接口信令數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)性能。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)提供充足的數(shù)據(jù)源和稽查策略，為及時(shí)查找和定位故障提供技術(shù)支持。對(duì)加強(qiáng)列車(chē)安全管理，提高運(yùn)營(yíng)效率具有重大意義。

2GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)線監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的作用

2.1 提供友好操作界面

基于IE瀏覽器為基礎(chǔ)采用B/S架構(gòu)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無(wú)論何時(shí)何地均可接入查看系統(tǒng)運(yùn)行情況。操作簡(jiǎn)單，方便系統(tǒng)操作人員實(shí)時(shí)進(jìn)行維護(hù)，提高了維護(hù)工作的及時(shí)性。

2.2 自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)日常維護(hù)

系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集并分析調(diào)度命令、進(jìn)路預(yù)告、車(chē)次號(hào)校核、GRISIP查詢等業(yè)務(wù)，然后產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)表供監(jiān)控人員可隨時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況，打破了指標(biāo)統(tǒng)計(jì)方式被動(dòng)的模式，提高了系統(tǒng)維護(hù)的主動(dòng)性。

2.3 實(shí)現(xiàn)了對(duì)多接口的統(tǒng)一監(jiān)測(cè)

在線同時(shí)采集A、GB、GN和GI等接口數(shù)據(jù)，提供多接口數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和業(yè)務(wù)發(fā)送信令流程分析，實(shí)時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況。解決了對(duì)各接口的統(tǒng)一監(jiān)測(cè)，對(duì)信令系統(tǒng)中所發(fā)生的故障/事件能及時(shí)分析和反應(yīng)，提高了維護(hù)工作的系統(tǒng)性。

2.4 實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障的預(yù)防和快速準(zhǔn)確定位

實(shí)現(xiàn)了對(duì)多接口聯(lián)合分析，多接口關(guān)聯(lián)功能靈活，支持逐條關(guān)聯(lián)和大視圖關(guān)聯(lián)兩種方式 ，用戶可根據(jù)需要選擇查看單業(yè)務(wù)在各接口的狀態(tài)。并且可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)IP地址的方式對(duì)GB口上下行流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該功能可以統(tǒng)計(jì)到每個(gè)IP產(chǎn)生的流量，可以定位到哪個(gè)IP地址導(dǎo)致GB鏈路的擁塞，幫助維護(hù)人員使用該系統(tǒng)第一時(shí)間找出故障原因并解決，有利于查找全網(wǎng)及設(shè)備間的配合故障等情況很難監(jiān)測(cè)，故障排查繁瑣和處理時(shí)間長(zhǎng)等疑難雜癥，提高了故障處理的準(zhǔn)確性。

2.5 強(qiáng)大的系統(tǒng)查詢檢索功能

提供詳細(xì)的事件查詢過(guò)濾功能，可基于車(chē)次號(hào)、機(jī)車(chē)號(hào)、LAC、CI、IMSI關(guān)聯(lián)或獨(dú)立查詢。并且為維護(hù)人員提供對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查詢功能，提高了查找數(shù)據(jù)的工作效率。

2.6 為管理者提供全面及時(shí)客觀有效的決策支持

實(shí)現(xiàn)了對(duì)短信業(yè)務(wù)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)，對(duì)發(fā)送短信內(nèi)容、發(fā)送和接收方的手機(jī)號(hào)碼，在線路出現(xiàn)故障時(shí)的責(zé)任認(rèn)定提供有力依據(jù)，提高了責(zé)任認(rèn)定的權(quán)威性。

2.7 適應(yīng)鐵路信息化發(fā)展要求

隨著鐵路高速發(fā)展，GSM-R網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)也不斷擴(kuò)大，網(wǎng)元和鏈路數(shù)量增多，網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)種類多，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)關(guān)系日趨復(fù)雜，由于該系統(tǒng)是基于MDSOSS系統(tǒng)架構(gòu)，該架構(gòu)在三大電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中（超大流量，超復(fù)雜業(yè)務(wù)環(huán)境）已經(jīng)取得了成功的運(yùn)用效果，完全滿足鐵路信息化發(fā)展要求。

3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/h2>

3.1 設(shè)備部署

在上海鐵路局GSM-R核心網(wǎng)機(jī)房部署了GSM-R網(wǎng)絡(luò)無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在線監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，設(shè)置GB、GN和GI接口采集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器共2套，對(duì)GB、GN和GI接口進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和管理，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，見(jiàn)圖1。

圖1 上海局GSM-R系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

GB、GN、和GI口監(jiān)測(cè)范圍如下：GB口：寧杭線和杭甬線共計(jì)4條E1鏈路

GN口：全部數(shù)據(jù)；

GI口：全部數(shù)據(jù)。

3.2 采集方式

GB口采集方式

網(wǎng)絡(luò)類型：E1鏈路；采集原理：高阻跨接。

處理步驟：采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大等處理轉(zhuǎn)化為原始信令數(shù)據(jù)，將原始信令數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器對(duì)原始信令數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)，而后由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器對(duì)原始信令數(shù)據(jù)進(jìn)行深度解析（解析過(guò)程嚴(yán)格按照鐵路規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析），對(duì)解析后的數(shù)據(jù)按照鐵路規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)合成，形成CDR（呼叫過(guò)程詳細(xì)記錄），CDR經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行入庫(kù)，供前臺(tái)界面進(jìn)行查詢。

GN和GI口采集方式網(wǎng)絡(luò)類型：IP網(wǎng)絡(luò)；采集原理：端口鏡像。

處理步驟：端口鏡像后的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集卡，由采集處理器對(duì)采集卡接收到的原始信令數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)，而后進(jìn)行深度解析（解析過(guò)程嚴(yán)格按照鐵路規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析），對(duì)解析后的數(shù)據(jù)按照鐵路規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)合成，形成CDR（呼叫過(guò)程詳細(xì)記錄），CDR經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行入庫(kù)，供前臺(tái)界面進(jìn)行查詢。

4 應(yīng)用情況

自試運(yùn)行以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，采集數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確：

4.1 日常統(tǒng)計(jì)功能展示

（1）GB口統(tǒng)計(jì)：見(jiàn)表1。

表1 GB口指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況表

（2）GN口指標(biāo)統(tǒng)計(jì)：見(jiàn)表2。

表2 GB口指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況表

（3）GI口指標(biāo)統(tǒng)計(jì)：見(jiàn)表3

表3 GI口指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況表

4.2 實(shí)際案例分析

4.2.1 部分列車(chē)進(jìn)路預(yù)告情況

故障現(xiàn)象：杭深線多趟動(dòng)車(chē)的進(jìn)路預(yù)告信息不能正常接收。

故障分析：上海局管內(nèi)大批量機(jī)車(chē)進(jìn)路預(yù)告接收不正常現(xiàn)象原因主要有以下幾個(gè)：

（1）本局核心網(wǎng)SGSN設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致在上海局管內(nèi)所有車(chē)次進(jìn)路預(yù)告無(wú)法接收。

（2）本局核心網(wǎng)GGSN設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致所有隸屬上海局的列車(chē)無(wú)法接收進(jìn)路預(yù)告。

（3）本局GRIS設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致所有在上海局管內(nèi)的列車(chē)無(wú)法接收進(jìn)路預(yù)告。

（4）外局核心網(wǎng)設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致跑到上海局管內(nèi)的外局列車(chē)無(wú)法接收進(jìn)路預(yù)告。

處理過(guò)程：

（1）維護(hù)人員通過(guò)GRIS網(wǎng)管、Gn接口檢測(cè)系統(tǒng)查看發(fā)現(xiàn) D3104、D3102、D3122在9:05:30以后均無(wú)車(chē)次號(hào)校核信息發(fā)送，進(jìn)路預(yù)告信息均無(wú)簽收情況。隨后檢查SGSN、GGSN、BSC上都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)告警。

（2）通過(guò)動(dòng)車(chē)組管理信息系統(tǒng)查詢發(fā)現(xiàn)上述不正常的車(chē)次都屬于南昌局的列車(chē)，故又對(duì)D382、D3216、D3218、D3210這幾趟同樣是南昌局的列車(chē)進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)也是同樣的故障現(xiàn)象，故懷疑是南昌局核心網(wǎng)那邊可能發(fā)生了設(shè)備故障。

（3）再次對(duì)北京局的D166、G56以及上海局的D3120次列車(chē)進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)進(jìn)路預(yù)告接收均正常，由此可以大致判定是南昌局的問(wèn)題。

（4）電話詢問(wèn)南昌核心網(wǎng)工區(qū)，得到的答復(fù)是南昌局?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)生了故障。

故障原因：南昌局?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)故障導(dǎo)致隸屬南昌局的列車(chē)在上海局管內(nèi)接收不了進(jìn)路預(yù)告信息

4.2.2D3214收不到進(jìn)路預(yù)告分析

故障現(xiàn)象：D3214次無(wú)法收到進(jìn)路預(yù)告。

故障分析：?jiǎn)翁肆熊?chē)無(wú)法收到進(jìn)路預(yù)告，首先我們應(yīng)該了解進(jìn)路預(yù)告觸發(fā)的三個(gè)要素：

（1）該車(chē)運(yùn)行在前方站區(qū)間；（2）列車(chē)正常上報(bào)車(chē)次號(hào)校核信息；（3）前方站采用集中控制模式即已經(jīng)排出該車(chē)進(jìn)路。

根據(jù)三要素可以從網(wǎng)管上對(duì)故障進(jìn)行定位，找出故障點(diǎn)。

處理過(guò)程：

（4）維護(hù)人員在Gb接口網(wǎng)管上查詢D3214，發(fā)現(xiàn)車(chē)次號(hào)校核信息上報(bào)正常，但其內(nèi)容包含的機(jī)車(chē)號(hào)為460320，與其他車(chē)上報(bào)格式不一致。

（5）Gb網(wǎng)管上顯示，CTC下發(fā)進(jìn)路預(yù)告信息后，GRIS并沒(méi)有直接轉(zhuǎn)發(fā)給CIR，并且所攜帶的機(jī)車(chē)號(hào)為0460320，該格式與正常車(chē)的機(jī)車(chē)號(hào)格式不一致。

（6）維護(hù)人員與北京核心網(wǎng)聯(lián)系，根據(jù)網(wǎng)管中顯示的該車(chē)IP地址：10.15.10.2對(duì)應(yīng)的機(jī)車(chē)號(hào)為30200320，并非該車(chē)上報(bào)的機(jī)車(chē)號(hào)及CTC下發(fā)的機(jī)車(chē)號(hào)。

（7）CIR上報(bào)的機(jī)車(chē)號(hào)為T(mén)AX箱提供，收不到進(jìn)路預(yù)告是由于CTC內(nèi)部車(chē)次與機(jī)車(chē)匹配有問(wèn)題，導(dǎo)致下發(fā)機(jī)車(chē)號(hào)也是存在錯(cuò)誤，由于GRIS根據(jù)CTC提供的機(jī)車(chē)號(hào)查詢不到對(duì)應(yīng)的IP地址導(dǎo)致無(wú)法轉(zhuǎn)發(fā)該進(jìn)路預(yù)告。

故障原因：CTC內(nèi)部機(jī)車(chē)號(hào)與車(chē)次號(hào)匹配導(dǎo)致下發(fā)無(wú)效機(jī)車(chē)號(hào)。

5 下一步工作目標(biāo)

根據(jù)上海局的要求，以及以往出現(xiàn)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，同時(shí)結(jié)合C3接口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)該系統(tǒng)提出以下幾點(diǎn)新需求。

（1）單一接口全流程關(guān)聯(lián)

主要完成Gb、Gn接口的信令面與用戶面流程的關(guān)聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)出現(xiàn)故障時(shí)可以根據(jù)全流程的關(guān)聯(lián)快速定位故障是否出現(xiàn)在該接口，找到故障原因。

（2）多接口全流程關(guān)聯(lián)分析

主要完成三個(gè)接口(Gb、Gn、Gi)的故障聯(lián)合分析，當(dāng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)出現(xiàn)故障時(shí)可提供根據(jù)某些特征對(duì)三個(gè)接口的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)關(guān)聯(lián)，自動(dòng)提取三個(gè)接口的原始信令數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，以便進(jìn)行問(wèn)題定位。以根據(jù)三個(gè)接口的各個(gè)接口的全流程分析，加上三個(gè)接口的關(guān)聯(lián)分析，快速準(zhǔn)確定位故障出現(xiàn)在那個(gè)接口，進(jìn)而根據(jù)單一接口的全流程分析找到問(wèn)題所在。

（3）相關(guān)業(yè)務(wù)報(bào)表自動(dòng)生成

根據(jù)單一接口的全流程分析以及多接口的關(guān)聯(lián)分析，設(shè)置報(bào)表格式，完成相應(yīng)需要提取的數(shù)據(jù)，形成報(bào)表，降低維護(hù)人員工作量，提高報(bào)表的真實(shí)準(zhǔn)確程度。

新增功能涉及到系統(tǒng)架構(gòu)及代碼的更改，計(jì)劃如下：

①Gn接口全流程查看功能。可以提供根據(jù)某些特征對(duì)所有記錄的全流程提取和展示。

②Gb接口全流程查看功能。提供根據(jù)某些特征對(duì)所有記錄的原始數(shù)據(jù)全流程提取和展示。

③Gn、Gb、Gi三接口流程關(guān)聯(lián)分析。

6 結(jié)論

該系統(tǒng)為鐵路局GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供了新的故障定位手段和新的應(yīng)用技術(shù)，后期在新需求開(kāi)發(fā)完成后，不但能夠提高對(duì)故障定位的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，而且承載的業(yè)務(wù)功能強(qiáng)大，能給監(jiān)控人員提供更方便更快捷的使用體驗(yàn)，縮短處理故障的時(shí)間。GSM-R網(wǎng)絡(luò)無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在線監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的使用，將為高鐵運(yùn)輸安全生產(chǎn)提供更加可靠的通信保障。

責(zé)任編輯：萬(wàn)寶安

來(lái)稿日期：2014-09-02