董興芝，王富章

（中國鐵道科學(xué)研究院 研究生部，北京 100081）

1 概述

近年來，我國鐵路以網(wǎng)絡(luò)化的購票方式、更快捷的旅行速度和不斷提升的服務(wù)質(zhì)量全方位提升了旅客的出行體驗，收獲了連年的客流回歸和效益增長。鐵路龐大的旅客群體必然會帶來巨大的互聯(lián)網(wǎng)接入流量，一方面，旅客在出行期間，需要通過互聯(lián)網(wǎng)進行信息查詢、服務(wù)訂購和娛樂消費等活動；另一方面，鐵路大量的客服產(chǎn)品需要借助互聯(lián)網(wǎng)平臺服務(wù)于旅客，因而增加高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)能有效實現(xiàn)高鐵與互聯(lián)網(wǎng)的無縫對接。

2017年6月，首列“復(fù)興號”標(biāo)準(zhǔn)動車組列車正式上線運營，高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)作為配套設(shè)施也隨之面世，旅客乘車期間可以享受高速鐵路動車組Wi-Fi這一增值服務(wù)。隨著大批量“復(fù)興號”標(biāo)準(zhǔn)動車組列車投入運營，高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)體系規(guī)模不斷擴大，其運營管理上亟需實現(xiàn)實時掌控系統(tǒng)運行狀態(tài)、監(jiān)控系統(tǒng)突發(fā)事件，以動態(tài)調(diào)整運營策略，進而實現(xiàn)高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)價值最大化[1]。通過研究分析動車組Wi-Fi服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用場景及運營環(huán)境，分別從系統(tǒng)性能、應(yīng)用服務(wù)和用戶行為3個維度采集運營監(jiān)控指標(biāo)，搭建綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)運營服務(wù)系統(tǒng)的全方位、可視化監(jiān)控。該監(jiān)控平臺解決了動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)資源分散不集中、預(yù)警延遲等一系列問題，強化了高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)安全應(yīng)急管理，實現(xiàn)了高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)的資源整合和數(shù)據(jù)高度共享[2]。

2 高速鐵路動車組 Wi-Fi 運營服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 運營服務(wù)系統(tǒng)場景分析

我國鐵路列車屬于常年人口聚集、流動的公共場所，同時由于列車具有平均運行時間長、空間封閉等典型特點[3]，旅客在候車和旅途過程中對上網(wǎng)聊天、娛樂和購物等服務(wù)都有較多需求。然而，受運營商基站建設(shè)覆蓋限制以及不同類信號干擾等因素的影響，鐵路沿線運營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具有普適性和滯后性；其次，基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已無法完全滿足日益增長的互聯(lián)網(wǎng)需求。高速鐵路動車組Wi-Fi作為移動蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的一種補充，可直接彌補鐵路沿線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的不足，在一定程度上滿足了用戶的聯(lián)網(wǎng)需求。

2.2 運營服務(wù)系統(tǒng)功能構(gòu)成

高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)基于中國鐵路客戶服務(wù)中心“12306”網(wǎng)站平臺之上，以車載Wi-Fi作為服務(wù)入口，將鐵路的站車服務(wù)由線下搬至線上，充分利用鐵路路內(nèi)和外部社會資源，為廣大旅客提供覆蓋出行全過程、全方位、個性化的一站式服務(wù)，形成線上線下一體、站車一體、全路一張網(wǎng)的旅客服務(wù)平臺，豐富了延伸服務(wù)內(nèi)容，并將大幅度提升鐵路多元化經(jīng)營收入。

2.2.1 主要功能構(gòu)架

高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)由運管中心、地面系統(tǒng)、車載局域網(wǎng)和服務(wù)系統(tǒng)4部分組成。高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)功能架構(gòu)圖如圖1所示。

運管中心是高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)的運行、維護、監(jiān)控和經(jīng)營管理中心，由用戶鑒權(quán)服務(wù)、安全防護、網(wǎng)管服務(wù)、綜合監(jiān)控平臺和路內(nèi)外資源管理服務(wù)組成。地面網(wǎng)絡(luò)是列車與公眾互聯(lián)網(wǎng)建立連接的通道，為車內(nèi)用戶終端提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，主要由中國移動、中國電信和中國聯(lián)通3大運營商組成[4]。車載局域網(wǎng)由多個車廂的局域網(wǎng)通過有線或無線方式互聯(lián)組成，是車內(nèi)用戶終端(手機、平板電腦、筆記本電腦)接入車載服務(wù)系統(tǒng)的載體平臺，主要由單車服務(wù)器、中心服務(wù)器、無線訪問節(jié)點AP (Access Point)、交換機等設(shè)備組成。服務(wù)系統(tǒng)是高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)為旅客或商家直接提供服務(wù)的載體平臺，主要由提供互聯(lián)網(wǎng)接入、休閑娛樂、車上商城、行程優(yōu)選及廣告投放等服務(wù)的功能版塊組成。

2.2.2 功能分析

（1）運管中心。運管中心是高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)的后臺管理服務(wù)中心，通過對Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)的全程管控，實時協(xié)調(diào)及配置系統(tǒng)資源，包括路內(nèi)資源(列車交路、車站大屏、正晚點查詢等客運資源以及商店、旅行社等自主經(jīng)營資源)和酒店、地方特產(chǎn)、影視等外部社會資源。運管中心的綜合監(jiān)控平臺能全方位、實時監(jiān)控全系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并能及時對監(jiān)控結(jié)果做出響應(yīng)，進而保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

（2）地面網(wǎng)絡(luò)與車載局域網(wǎng)。地面網(wǎng)絡(luò)與車載局域網(wǎng)是高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)功能實現(xiàn)的重要支撐，車載中心服務(wù)器通過車頂天線與鐵路沿線運營商公網(wǎng)基站建立無線通道，通過運營商的光纜到達核心路由器實現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的接入。車載局域網(wǎng)通過車載設(shè)備之間的有線或無線組網(wǎng)，實現(xiàn)列車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，可為旅客提供列車本地娛樂等服務(wù)，如高鐵影院、車載音樂等。

（3）服務(wù)系統(tǒng)。服務(wù)系統(tǒng)是高速鐵路動車組Wi-Fi提供互聯(lián)網(wǎng)接入、休閑娛樂、車上商城、行程優(yōu)選和廣告投放的服務(wù)平臺。旅客使用終端設(shè)備時，無需支付費用，通過服務(wù)系統(tǒng)平臺認證即可享受互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。旅客可接入車載Wi-Fi享受列車本地影院、新聞資訊、音樂、小說等休閑娛樂服務(wù)，增加了旅途樂趣，提高用戶乘車體驗感；旅客可在線訂餐，乘務(wù)員根據(jù)座位信息配送到座；旅客還可以享受沿途車站特產(chǎn)或紀(jì)念品購買、酒店預(yù)訂、目的地旅游景點門票預(yù)訂、聯(lián)程票預(yù)訂、積分兌換商品等增值服務(wù)。該服務(wù)系統(tǒng)基于旅客的行程及基于位置服務(wù)(LBS)信息進行服務(wù)匹配，為旅客提供旅服信息(車型、車廂布局、座位、時刻表、沿途站、實時位置等)查詢，并為旅客推送沿途站旅游介紹、目的地酒店推薦、多式聯(lián)運售票、到站提醒及拼車、接送站等服務(wù)，方便旅客掌控自己的行程并做好規(guī)劃。另外，該服務(wù)系統(tǒng)根據(jù)動車組Wi-Fi特殊的應(yīng)用場景，結(jié)合當(dāng)前地域特征，進行精準(zhǔn)的廣告投放，用以開展市場營銷、智慧誘導(dǎo)消費，進一步挖掘動車組Wi-Fi市場的巨大商業(yè)價值。

3 高速鐵路動車組 Wi-Fi 運營服務(wù)系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺功能設(shè)計

高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺設(shè)計，通過對系統(tǒng)全鏈路監(jiān)控，從整體維度到局部維度追蹤各環(huán)節(jié)指標(biāo)，如節(jié)點設(shè)備狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)速率、網(wǎng)絡(luò)延遲、網(wǎng)絡(luò)吞吐量、網(wǎng)絡(luò)攻擊、用戶行為信息、欄目點擊量、交易信息、一致性檢查狀況等指標(biāo)，將所有同步環(huán)節(jié)信息集中展現(xiàn)，從而監(jiān)控整體和局部情況，掌握系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)動態(tài)，有利于追溯故障源頭、快速診斷故障、縮短應(yīng)急響應(yīng)時間、節(jié)省應(yīng)急預(yù)案的實施消耗，也有助于開展用戶行為分析、側(cè)面評估運營、反向指導(dǎo)決策等研究工作[5]。

3.1 監(jiān)控平臺功能設(shè)計

根據(jù)高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)運營維護和管理的實際需求，設(shè)計基于Zabbix (一種基于WEB界面的提供分布式系統(tǒng)監(jiān)視以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視功能的企業(yè)級開源解決方案)的綜合性監(jiān)控平臺，在研究Zabbix開源框架與數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)上，利用其優(yōu)秀的性能和可擴展性，從系統(tǒng)性能、應(yīng)用服務(wù)、用戶行為3個角度將車載Wi-Fi設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)、列車交路、平臺運營等數(shù)據(jù)高度集中、可視化展示，同時，使用推送媒介建立實時性、高效性的推送機制。綜合監(jiān)控平臺功能設(shè)計架構(gòu)如圖2所示。

（1）系統(tǒng)性能監(jiān)控。良好的系統(tǒng)性能是高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)發(fā)揮平臺優(yōu)勢，增強用戶體驗感的必然前提。綜合監(jiān)控平臺主要從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性及系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)入手，對系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)速率、信號強度、非法入侵、故障預(yù)警、各設(shè)備運行狀態(tài)等參數(shù)進行實時性監(jiān)控。

（2）應(yīng)用服務(wù)監(jiān)控。應(yīng)用服務(wù)監(jiān)控主要針對系統(tǒng)服務(wù)范圍內(nèi)的休閑娛樂、車上電商、行程優(yōu)選3個應(yīng)用服務(wù)模塊展開監(jiān)控。通過實時監(jiān)控應(yīng)用服務(wù)的頁面瀏覽量(PV)、服務(wù)界面訪問路徑流失率、車上電商訂單詳情和完成情況等參數(shù)值，追溯高鐵影院、新聞資訊、小說等資源的旅客偏好程度。分析挖掘監(jiān)控數(shù)據(jù)，可進一步優(yōu)化調(diào)整應(yīng)用服務(wù)資源，有助于增強高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)用戶粘度，提高Wi-Fi服務(wù)產(chǎn)品商業(yè)化價值。

（3）用戶行為監(jiān)控。通過整合其他平臺數(shù)據(jù)資源，結(jié)合Wi-Fi運營服務(wù)平臺登錄數(shù)據(jù)，可追溯用戶的基本屬性和出行屬性，基本屬性包括用戶的姓名、年齡、地域及手機號信息；出行屬性包括用戶出行的始發(fā)站、終到站、座位信息等信息。通過車載Wi-Fi控制管理中心，可獲取用戶終端屬性，借助第三方平臺的數(shù)據(jù)分析，結(jié)合系統(tǒng)平臺用戶的點擊屬性，可模糊匹配出用戶的社會屬性，進而為用戶進行個性化推薦，提供智慧誘導(dǎo)服務(wù)。例如，根據(jù)旅客大致的社會屬性，結(jié)合用戶出行的目的地，在旅客瀏覽Wi-Fi服務(wù)平臺過程中，可適當(dāng)?shù)赝扑湍康牡鼐频?、旅游景點、特產(chǎn)等信息。

3.2 監(jiān)控平臺功能的應(yīng)用

3.2.1 系統(tǒng)性能監(jiān)控

系統(tǒng)性能監(jiān)控主要從系統(tǒng)穩(wěn)定性、系統(tǒng)安全性和設(shè)備狀態(tài)3方面細化監(jiān)控指標(biāo)。穩(wěn)定性監(jiān)控主要從系統(tǒng)的帶寬、速率、CPU負載、流量消耗等方面實時監(jiān)控指標(biāo)項，后臺建立多監(jiān)控指標(biāo)的相關(guān)性分析[6]，系統(tǒng)隨著列車開行時間推移，將網(wǎng)絡(luò)速率、上下行帶寬、信號強度、CPU負載等指標(biāo)可視化展示，結(jié)合關(guān)鍵監(jiān)控數(shù)據(jù)配置故障告警觸發(fā)器，合理配置告警觸發(fā)的頻度與延遲閾值，實現(xiàn)列車運行異常即時上報，同時又避免頻繁誤報現(xiàn)象的功能[7-8]。車載設(shè)備作為高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)重要組成部分，其運行狀態(tài)可直接影響Wi-Fi運營系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量，綜合監(jiān)控平臺通過實時監(jiān)測終端設(shè)備的心跳包(客戶端與服務(wù)器間的響應(yīng)數(shù)據(jù)包)，分析其呼應(yīng)頻率特性，判斷設(shè)備在線狀態(tài)。

高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)Zabbix客戶端啟動時，根據(jù)Zabbix服務(wù)端設(shè)定的采樣間隔請求監(jiān)控項，通過綜合監(jiān)控平臺預(yù)設(shè)端口將監(jiān)控數(shù)據(jù)項傳送給服務(wù)器，綜合監(jiān)控平臺將接收的數(shù)據(jù)項進行分組過濾，并以Web形式圖形化展現(xiàn)，形成監(jiān)控網(wǎng)卡數(shù)據(jù)的可視化界面，進一步展示了旅客用戶在Wi-Fi使用過程中帶寬的實時變化趨勢。車載Wi-Fi下行帶寬分布如圖3所示，圖中數(shù)據(jù)急劇變化區(qū)段為受隧道影響或車站對運營商信號的屏蔽效應(yīng)，帶寬上下的波動同時也受鐵路沿線運營商信號覆蓋率的影響。綜合監(jiān)控平臺對系統(tǒng)性能監(jiān)控的應(yīng)用保障了高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有助于增強旅客用戶乘車體驗感。

3.2.2 應(yīng)用服務(wù)監(jiān)控

應(yīng)用服務(wù)監(jiān)控是通過分析應(yīng)用服務(wù)各欄目的被訪問數(shù)據(jù)，挖掘用戶在享受應(yīng)用服務(wù)過程中的欣賞習(xí)慣或用戶背景數(shù)據(jù)，建立用戶偏好模式并制訂精準(zhǔn)營銷策略，設(shè)計有針對性、定制化的商旅服務(wù)產(chǎn)品。例如，統(tǒng)計新聞資訊版塊分類點擊量可了解旅客的關(guān)注點，在該版塊中，鐵路旅伴類的資訊最受旅客歡迎，點擊比例占總比的79%，其次是鐵路新聞?wù)急?4%，旅游超市占比7%。通過統(tǒng)計應(yīng)用服務(wù)平臺各應(yīng)用模塊的頁面流轉(zhuǎn)路徑，可分析不同應(yīng)用頁面間的關(guān)聯(lián)屬性，優(yōu)化應(yīng)用服務(wù)平臺布局，如“行程優(yōu)選”查詢、沿途“車站風(fēng)采”及“訂餐”3個應(yīng)用界面之間的流轉(zhuǎn)率最高，根據(jù)這一統(tǒng)計數(shù)據(jù)推行應(yīng)用營銷組合方案，將3個應(yīng)用模塊采用交叉服務(wù)方式，可使應(yīng)用服務(wù)效能最大化。

3.2.3 用戶行為監(jiān)控

用戶行為監(jiān)控的目的是實時掌控高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)用戶登錄數(shù)量、區(qū)域分布情況、用戶活躍狀態(tài)等信息，通過整合分析多維度用戶數(shù)據(jù)，可精準(zhǔn)定位用戶屬性標(biāo)簽。高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)平臺用戶活躍度統(tǒng)計分布如圖4所示，用戶活躍度主要描述了當(dāng)天和15天用戶的活躍成分占比，最上層為活躍用戶1天的用戶，依次向下類推，活躍用戶天數(shù)多的用戶是最近經(jīng)常使用服務(wù)平臺的用戶，也是忠誠度較高的用戶。分析系統(tǒng)服務(wù)平臺用戶活躍度，能從宏觀上了解每日用戶活躍成分占比，觀察活躍度的持續(xù)變化，可用于評估系統(tǒng)應(yīng)用平臺服務(wù)質(zhì)量，從而優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)策略，提高系統(tǒng)服務(wù)吸引度，增強用戶體驗。

圖4 高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)平臺用戶活躍度統(tǒng)計分布Fig.4 Statistical distribution of user activity on the platform

4 結(jié)束語

根據(jù)高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用場景及部署環(huán)境，結(jié)合系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)搭建綜合監(jiān)控平臺，實現(xiàn)了系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)的可視化監(jiān)控與管理，這些改進突破了傳統(tǒng)的運營管理方式，整合了監(jiān)控管理工具和通用集中監(jiān)控平臺的優(yōu)勢，對保障運營服務(wù)系統(tǒng)平穩(wěn)運行、優(yōu)化運營服務(wù)具有重要意義。綜合監(jiān)控系統(tǒng)全面應(yīng)用以來，實現(xiàn)了運營服務(wù)的數(shù)字化、信息化及自動化管理，節(jié)約了系統(tǒng)運營維護成本，增加了對系統(tǒng)運行狀態(tài)評估的精準(zhǔn)性，切實對高速鐵路動車組Wi-Fi運營服務(wù)系統(tǒng)起到了保駕護航、反向指導(dǎo)運營的重要作用，有助于提升客運服務(wù)品質(zhì)，提高系統(tǒng)運維效率，增強鐵路客運競爭力，為推進鐵路網(wǎng)向互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟融合發(fā)展提供參考。