呂兆輝

（ 北京經(jīng)緯信息技術(shù)公司，北京 100081）

城市軌道交通通信系統(tǒng)涉及的子系統(tǒng)繁多，數(shù)據(jù)量龐大，給維護人員在維護和管理系統(tǒng)時帶來較大工作負擔(dān)。集中告警系統(tǒng)利用計算機的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)處理能力，可實現(xiàn)將通信系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的所有故障告警信息集中管理和維護，提高工作效率。

本文以深圳軌道交通9號線（簡稱：9號線）通信集中告警系統(tǒng)成功實施案例為研究對象，研究其系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)的實現(xiàn)以及系統(tǒng)的維護等內(nèi)容，旨在為相關(guān)從業(yè)者提供參考。

1 系統(tǒng)組成

9號線通信系統(tǒng)包含傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等10余個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)都具有各自的網(wǎng)管系統(tǒng)和數(shù)據(jù)輸出格式。為了便于集中維護和管理整個通信網(wǎng)絡(luò)，通信系統(tǒng)引入了集中告警系統(tǒng)來對各子系統(tǒng)的告警信息進行收集、處理和顯示，便于維護人員及時對系統(tǒng)做出維護和管理，保障通信系統(tǒng)安全有序運行[1-2]。

通信集中告警系統(tǒng)（簡稱：集中告警系統(tǒng)）由告警終端設(shè)備和各子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備等組成，主要包括以太網(wǎng)交換機、集中告警終端、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、打印機等，如圖1所示。通信各子系統(tǒng)在9號線控制中心設(shè)置的網(wǎng)管終端通過以太網(wǎng)接口將各自系統(tǒng)主要的故障信息及狀態(tài)信息上傳至集中告警管理工作站，實現(xiàn)告警信息集中維護和管理[3]。

圖1 集中告警系統(tǒng)組成圖

2 系統(tǒng)功能

集中告警系統(tǒng)的功能主要包括以下幾個方面：

（1）用戶安全管理：系統(tǒng)用戶登陸安全管理，防止非授權(quán)訪問；

（2）系統(tǒng)拓撲顯示：直觀的圖形操作，人機交互方便；

（3）當(dāng)前告警管理：聲光提示告警，處理功能多樣，可操作性強；

（4）歷史告警查詢：可用時間或子系統(tǒng)等作為關(guān)鍵詞來查詢歷史告警數(shù)據(jù)，并可生成分析圖或分析報表；

（5）給綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)：通過系統(tǒng)間接口，可向綜合監(jiān)控系統(tǒng)傳送告警數(shù)據(jù)。

2.1 用戶安全管理

集中告警系統(tǒng)可以對用戶登錄和操作權(quán)限進行控制，只允許具有相應(yīng)權(quán)限的用戶登錄和操作。登陸界面如圖2所示。

圖2 集中告警系統(tǒng)登陸界面

（1）一般維護人員只具有最初級操作權(quán)限以登錄集中告警工作站，顯示本站點（或某分管站點）相關(guān)通信子系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)信息及相關(guān)的告警信息；

（2）控制中心通信維護人員具有高一級操作權(quán)限，可被授權(quán)查看9號線全線范圍內(nèi)各通信子系統(tǒng)運行狀態(tài)信息及告警信息；

（3）超級用戶具有最高級權(quán)限，能夠在系統(tǒng)中設(shè)置告警級別，能夠修改系統(tǒng)配置和告警閥值等，能夠設(shè)置和查看每位操作人員的操作權(quán)限和口令，能夠?qū)嵤┫到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理功能等。

2.2 系統(tǒng)拓撲顯示

如圖3所示，集中告警系統(tǒng)提供友好的用戶界面，以動態(tài)圖的方式顯示網(wǎng)絡(luò)拓撲，在網(wǎng)絡(luò)拓撲圖上實時、動態(tài)地顯示9號線線網(wǎng)及其設(shè)備的運行狀態(tài)和故障信息。

圖3 集中告警系統(tǒng)用戶界面

在用戶界面中，子系統(tǒng)連接狀態(tài)圖顯示了被管理子系統(tǒng)的連接狀態(tài)，如圖4所示。紅色表示連接正常且有告警，綠色表示連接正常無告警，藍色表示連接斷開。

圖4 各子系統(tǒng)的連接狀態(tài)圖

線路站點拓撲圖包括線網(wǎng)控制中心、車輛段、停車場以及各車站等站點的實時告警信息，并通過聲音、顏色變化來反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的運行。集中告警設(shè)備系統(tǒng)實時采集各站點通信子系統(tǒng)的所有告警，根據(jù)各通信子系統(tǒng)提供的運行狀態(tài)信息及告警信息，實現(xiàn)故障準(zhǔn)確定位，并在拓撲圖的相應(yīng)站點圖標(biāo)上進行顯示。

2.3 當(dāng)前告警管理

集中告警系統(tǒng)能夠?qū)κ占降膶崟r告警信息或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進行及時處理。該系統(tǒng)提供了多種告警信息處理功能供維護人員按照需求進行操作。這些功能主要包括：子系統(tǒng)連接狀態(tài)、圖形化處置、告警信息查詢、告警信息提醒以及告警信息綜合管理等功能。

（1）子系統(tǒng)連接狀態(tài)

維護人員可實時查詢連接到集中告警系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的連接狀態(tài)。

（2）圖形化處置

在系統(tǒng)線路拓撲圖上可直觀的監(jiān)測線路各個車站的告警數(shù)量、告警級別等信息。

（3）當(dāng)前告警信息查詢

對于當(dāng)前的最新告警信息，集中告警系統(tǒng)能夠快速直觀地展示，并且不同告警級別的待處理告警信息分別以不同顏色顯示。查詢到當(dāng)前告警之后，維護人員可對相應(yīng)的告警信息進行處置。

（4）告警信息提醒

該功能用于將告警信息按照線路站點或者子系統(tǒng)進行提醒，便于維護人員及時處理當(dāng)前告警。

2.4 歷史告警查詢

在集中告警系統(tǒng)的歷史告警統(tǒng)計查詢功能中，可以實現(xiàn)“按產(chǎn)生時間”、“按車站”、“按子系統(tǒng)”、“按告警級別”、“按告警狀態(tài)”五種類型對歷史數(shù)據(jù)進行查詢。對于統(tǒng)計查詢到的數(shù)據(jù)，可以使用柱狀圖、餅狀圖或Excel報表的形式導(dǎo)出[4]。

（1）按產(chǎn)生時間統(tǒng)計查詢

以告警產(chǎn)生時間段為參數(shù)進行告警信息統(tǒng)計查詢，可查詢到在指定時間段內(nèi)產(chǎn)生的全部告警信息，并且以時間先后順序顯示。

（2）按車站統(tǒng)計查詢

在指定時間段內(nèi)以指定車站為參數(shù)進行告警信息統(tǒng)計查詢，可查詢到指定車站在指定時間段內(nèi)產(chǎn)生的告警信息。

（3）按各子系統(tǒng)統(tǒng)計查詢

在指定時間段內(nèi)以指定子系統(tǒng)為參數(shù)進行告警信息統(tǒng)計查詢，可查詢到指定子系統(tǒng)在指定時間段內(nèi)產(chǎn)生的告警信息。

（4）按告警級別統(tǒng)計查詢

在指定時間段內(nèi)以指定告警級別為參數(shù)進行告警信息統(tǒng)計查詢，可查詢到按不同告警級別分類的歷史告警信息。

（5）按告警狀態(tài)統(tǒng)計查詢

在指定時間段內(nèi)以告警狀態(tài)為參數(shù)對警信息進行統(tǒng)計查詢，可以查詢到指定時間段內(nèi)不同告警狀態(tài)的歷史告警信息。

2.5 數(shù)據(jù)提供

綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為一個在集成平臺支持下對各專業(yè)進行統(tǒng)一監(jiān)控的系統(tǒng)，集成了多個專業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)的信息共享及系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制功能，提高運營效率，為實現(xiàn)城市軌道交通現(xiàn)代化運營管理提供信息化基礎(chǔ)[5]。

集中告警系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合了通信系統(tǒng)的告警監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過與綜合監(jiān)控之間的接口將數(shù)據(jù)上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了綜合監(jiān)控對整個通信系統(tǒng)的監(jiān)控。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

通信集中告警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式，按照數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出的數(shù)據(jù)處理流程進行模塊化設(shè)計[6]。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 集中告警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

3.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集模塊與通信子系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通訊，采集各個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的心跳提示、故障報警、告警修復(fù)反饋等實時告警信息。由于各個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)接口協(xié)議的設(shè)計不盡相同，在數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計實現(xiàn)中，一個重要的設(shè)計機制是采用接口適配器；具體來講，傳輸系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)等具體的業(yè)務(wù)就要分別擴展相應(yīng)的傳輸接口適配器和時鐘接口適配器。接口適配器將采集來的各個子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)解析成為集中告警系統(tǒng)通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，調(diào)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)接口，將采集到的各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中。

數(shù)據(jù)采集模塊采用Servlet方式集成到系統(tǒng)Web容器中，Web容器一旦啟動，即啟動了采集模塊線程，集中告警系統(tǒng)及時與各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。

3.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是集中告警系統(tǒng)的核心功能，數(shù)據(jù)處理模塊通過WEB容器實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的功能。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，持久層提供數(shù)據(jù)的持久化存儲和訪問，業(yè)務(wù)層提供各類功能的業(yè)務(wù)邏輯處理，控制層提供對用戶訪問邏輯跳轉(zhuǎn)的控制。

3.3 數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)輸出模塊就是要把數(shù)據(jù)的收集和處理結(jié)果展示給用戶，是系統(tǒng)功能直觀的表現(xiàn)。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖中，表現(xiàn)層提供用戶訪問功能數(shù)據(jù)視圖的呈現(xiàn)。表現(xiàn)層中，用戶訪問數(shù)據(jù)通過2種方式進行獲?。阂环N是通過視圖層方式，讓用戶通過瀏覽器實現(xiàn)對系統(tǒng)的核心功能（系統(tǒng)管理、告警處置、統(tǒng)計查詢、系統(tǒng)自動服務(wù)）進行訪問；一種通過將告警數(shù)據(jù)以Web務(wù)方式對外提供訪問接口，聲光顯示設(shè)備以輪詢訪問方式調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)接口，一旦獲取到有告警數(shù)據(jù)或告警數(shù)據(jù)達到一定閥值，以聲光方式向用戶提醒。系統(tǒng)短消息平臺輪詢訪問Web服務(wù)，當(dāng)系統(tǒng)有較高級別告警信息時短信通知用戶[7]。

4 系統(tǒng)維護

集中告警服務(wù)器與工作站采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計模式，維護重點僅在服務(wù)器層面，簡化了系統(tǒng)的維護和使用，節(jié)約了維護成本，減少了維護工作量[8]。

9號線運營對告警服務(wù)器的維護主要有以下內(nèi)容：

（1）告警信息上報維護：靈活適應(yīng)告警需求，刪除或增加告警上報信息；

（2）陳舊告警數(shù)據(jù)清理：廠家建議可設(shè)置服務(wù)器端自動刪除3個月之前的的數(shù)據(jù)存儲，緩解內(nèi)存壓力；

（3）靈活響應(yīng)運營方的要求：可按實際需求調(diào)整數(shù)據(jù)庫中的告警信息級別、調(diào)整接入子系統(tǒng)數(shù)量或種類等。

5 結(jié)束語

深圳9號線目前正在運行的這套通信集中告警系統(tǒng)，集用戶權(quán)限、拓撲告警顯示、告警信息查詢、歷史記錄導(dǎo)出等多功能于一體，實現(xiàn)了維護人員在一套告警系統(tǒng)終端平臺就可對整個通信系統(tǒng)的告警信息進行維護和處理，有效保障了系統(tǒng)的安全運行。希望本文能為相關(guān)從業(yè)人員提供參考。

[1]上海申通地鐵集團有限公司軌道交通培訓(xùn)中心.城市軌道交通通信技術(shù)[M]. 北京：中國鐵道出版社，2012：191-195.

[2]杜呈欣，康 進，闞庭明. 軌道交通專用通信集中告警系統(tǒng)設(shè)計[J]. 鐵路計算機應(yīng)用, 2013, 22（9）：19-22.

[3]義 軍. 軌道交通通信集中告警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 電子世界，2017（15）104-106.

[4]張 濤，張 琦. 新一代調(diào)度集中系統(tǒng)日志告警模塊程序設(shè)計[J]. 鐵路計算機應(yīng)用，2016，25（2）：61-63.

[5]傅劍虹. 地鐵專用通信集中告警管理系統(tǒng)的建設(shè)[J]. 城市軌道交通研究，2014，17（8）：139-141.

[6]汪曉臣, 于 鑫, 闞庭明,等. 城市軌道交通通信集中告警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 現(xiàn)代城市軌道交通， 2014（3）：27-30.

[7]尹 文. 城市軌道交通通信系統(tǒng)的集中告警[J]. 城市軌道交通研究，2013，16（3）：130-134.

[8]陳東伐. 城市軌道交通通信集中告警系統(tǒng)的方案設(shè)計[J]. 城市軌道交通研究，2011， 14（8）：51-53.