鐵路通信網(wǎng)資源管理系統(tǒng)建設(shè)幾點思考

王旭峰

（鄭州鐵路局電務(wù)處，鄭州 450052）

近年來隨著鐵路建設(shè)力度的加大，造成了通信網(wǎng)改造頻繁，由于通信資源使用單位多、透明度低，又缺乏行之有效的管理手段，致使通信資料缺漏、差錯的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，最終造成通信網(wǎng)重復(fù)建設(shè)和資源浪費。如何建設(shè)一套實用、安全和開放性好的通信資源管理系統(tǒng)，已經(jīng)成為鐵路通信信息化發(fā)展中的重要課題。借助地理信息(GIS)技術(shù)，運用空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)和基于SVG圖形Web展示技術(shù)，是對分布廣、地域性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大的通信設(shè)施進(jìn)行直觀管理的一種有效選擇。

1 研究方向

在通信網(wǎng)資源管理系統(tǒng)建設(shè)時，應(yīng)著重對以下幾方面進(jìn)行研究。

1）數(shù)據(jù)模型研究。鐵路通信網(wǎng)集合了傳統(tǒng)通信網(wǎng)的特征，具有數(shù)量龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、拓?fù)湫詮?qiáng)、分布廣泛和實時性高的鐵路行業(yè)特點。所以，在進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)時應(yīng)首先考慮數(shù)據(jù)模型問題。對于傳統(tǒng)的通信網(wǎng)資源管理分為管道桿路網(wǎng)、電纜網(wǎng)、光纜網(wǎng)、機(jī)房設(shè)備資源等，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)分為傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、交換網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、動力環(huán)境、時鐘同步和微波等，這是由傳統(tǒng)電信運營商的網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)規(guī)模及業(yè)務(wù)模式?jīng)Q定的。

但對鐵路通信而言，由于通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模及運行模式與傳統(tǒng)電信運營商存在較大差異，具體的業(yè)務(wù)需求也有較大的差別，所以，結(jié)合鐵路通信的實際應(yīng)用特點，可將鐵路通信網(wǎng)分為支撐網(wǎng)、光纜網(wǎng)和站內(nèi)設(shè)備、光路、電路等。因此必須構(gòu)建一個既擁有傳統(tǒng)通信網(wǎng)的通用性，又包含鐵路通信特色的滿足鐵路運輸企業(yè)發(fā)展趨勢的鐵路通信網(wǎng)數(shù)據(jù)模型。

2）業(yè)務(wù)功能研究。就通信資源管理系統(tǒng)范疇而言，系統(tǒng)功能以資源管理和相關(guān)的業(yè)務(wù)流程管理為主。系統(tǒng)的主要功能包括：①設(shè)備資源管理，包括線路設(shè)施和機(jī)房設(shè)備管理。其中，線路設(shè)備管理分為支撐網(wǎng)設(shè)施管理、光纜網(wǎng)資源管理等；機(jī)房設(shè)備管理分為機(jī)柜／機(jī)架、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備和接入設(shè)備等。②邏輯資源管理，包括光纜網(wǎng)系統(tǒng)圖和傳輸網(wǎng)系統(tǒng)圖管理。光路管理包括光路調(diào)度和配置，電路管理包括電路調(diào)度和配置。③運維管理，包括任務(wù)單、缺陷和故障管理等。④資源分析統(tǒng)計管理，包括滿足鐵路通信部門對鐵路通信網(wǎng)資源管理要求的一些特色功能。

3）系統(tǒng)接口研究。與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與數(shù)據(jù)共享是系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容。系統(tǒng)接口一般包括：①ERP系統(tǒng)的接口，通信資源是鐵路企業(yè)重要資源之一，因此，它也必然屬于鐵路ERP的系統(tǒng)管理范疇。②鐵路運輸管理系統(tǒng)的接口，鐵路通信設(shè)施一般依賴于鐵路線路，在設(shè)備對象和物理位置上有重疊。所以，應(yīng)考慮鐵路工務(wù)線路數(shù)據(jù)的引用問題，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對象選擇等。③通信監(jiān)控系統(tǒng)的接口，系統(tǒng)的實時信息來源于通信監(jiān)控系統(tǒng)。獲取相關(guān)的實時數(shù)據(jù)，增強(qiáng)資源管理系統(tǒng)的功能，主要技術(shù)問題是數(shù)據(jù)交換協(xié)議透明度等。

4）展示方式研究?；贐/S模式的WebGIS是GIS發(fā)展應(yīng)用的趨勢，但是目前的WebGIS技術(shù)還未完全成熟，主要體現(xiàn)：①網(wǎng)絡(luò)空間矢量數(shù)據(jù)的顯示和發(fā)布困難；②空間對象數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)不成熟；③異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的互操作性差。而基于XML技術(shù)的SVG為WebGIS的發(fā)展提供了一條新的途徑?？煽s放矢量圖形SVG（Scalable Vector Graphics）是一種用來描述二維矢量圖形和矢量／點陣混合圖形的置標(biāo)語言，是一種全新的矢量圖形規(guī)范，它是一個用來設(shè)計高分辨率Web圖形的頁面描述語言，能夠包含復(fù)雜元素，如漸變、動畫、濾鏡效果以及簡單的文本命令等。同時它是一個基于XML的純文本文件，可以使用記事本這類簡單的文本編輯器進(jìn)行編輯。最具吸引力的SVG特色是可以針對SVG的相關(guān)接口進(jìn)行編程，動態(tài)地生成包含SVG圖形的Web頁面，這就使SVG圖形生成是動態(tài)的，可以進(jìn)行人機(jī)交互。進(jìn)一步構(gòu)建一種新型的WebGlS數(shù)據(jù)模型和矢量數(shù)據(jù)表現(xiàn)層的技術(shù)體系，如：①矢量通信網(wǎng)絡(luò)模型的存儲結(jié)構(gòu)；②通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸；③通信業(yè)務(wù)模型中滿足實際應(yīng)用要求的人機(jī)交互；④矢量通信網(wǎng)絡(luò)模型的表現(xiàn)。

2 構(gòu)架設(shè)計

鐵路通信資源管理系統(tǒng)架構(gòu)主要包括：基礎(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)建模、專題圖管理、業(yè)務(wù)組件和接口組件等幾部分。線路設(shè)施部分采用C/S模式維護(hù)，設(shè)備和邏輯資源采用B/S模式管理。

1）基于SVG的WebGIS技術(shù)

系統(tǒng)充分利用SVG的優(yōu)勢，構(gòu)造基于Web的GIS圖形操作平臺，提供通用的GIS圖形操作功能(如放大、縮小、漫游、旋轉(zhuǎn)、圖層管理、顯示風(fēng)格設(shè)定)以及通用圖形編輯功能(如點、線、面、文本、符合圖例的增加、刪除、修改等)。

2）組態(tài)化模板管理

系統(tǒng)提供組態(tài)化的模板管理功能，對通信設(shè)備進(jìn)行歸類，抽象出通用的設(shè)備模型，簡化設(shè)備層次結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的模板是對設(shè)備對象的綜合描述，不僅包括設(shè)備對象的圖形、屬性信息，還包括它的從屬關(guān)系、連接信息以及實時通道，所以，通過模板的制作并從模板創(chuàng)建具體設(shè)備，可以大大提高設(shè)備初始化及設(shè)備維護(hù)效率。

3）圖形化配置管理

在B/S模式下以圖形的方式實現(xiàn)光路及電路配置管理，將復(fù)雜的光路路由、端子與光纜纖芯的連接選擇以及抽象的電路路由、模擬高階、低階電路配置操作步驟，以靈活、直觀的方式進(jìn)行模擬，結(jié)合光路及電路工作流程，快速實現(xiàn)光路及電路的調(diào)度管理。

4）傳輸系統(tǒng)圖聚合

傳輸系統(tǒng)圖根據(jù)光路與傳輸網(wǎng)元的連接情況自動創(chuàng)建，可進(jìn)行調(diào)整及美化，調(diào)整過程中可以實際管理需要將某些網(wǎng)元如同一個支線或同一個環(huán)的網(wǎng)元聚合成一個代表網(wǎng)元，聚合可以隨時展開或取消，也可以在聚合的基礎(chǔ)上嵌套聚合。通過聚合，可以簡化傳輸系統(tǒng)圖，便于管理。

3 通信資源管理系統(tǒng)設(shè)計示例

3.1 通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)

為實現(xiàn)鐵路通信設(shè)備的全網(wǎng)重點網(wǎng)絡(luò)資源的實時監(jiān)控和管理，鐵路通信資源管理系統(tǒng)的基本設(shè)計目標(biāo)如下。

1）從綜合管理的角度，統(tǒng)一呈現(xiàn)覆蓋全局范圍的電務(wù)通信系統(tǒng)，包括傳輸系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、接入網(wǎng)等多種通信網(wǎng)絡(luò)資源的視圖，宏觀把握網(wǎng)絡(luò)運行情況，實現(xiàn)故障信息的集中監(jiān)控和管理，提供的聲光和語音告警及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障，提高工作效率，縮短故障處理時間。

2）能夠?qū)Ω黝惥W(wǎng)絡(luò)資源的分布及利用率進(jìn)行統(tǒng)計分析，為網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整、優(yōu)化和擴(kuò)容等工作提供數(shù)據(jù)支持。

3）能夠及時發(fā)現(xiàn)各類網(wǎng)絡(luò)故障，對網(wǎng)絡(luò)中斷時長、故障響應(yīng)時長、誤碼率、丟包率等網(wǎng)絡(luò)運行質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量等指標(biāo)進(jìn)行定量分析，為評價網(wǎng)絡(luò)運維質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)構(gòu)成

基于系統(tǒng)的基本設(shè)計目標(biāo)，通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)具備的基本功能如下。

1）資源管理

系統(tǒng)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)、通道信息、電路信息和接入層資源等相關(guān)資源信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)各類網(wǎng)絡(luò)資源的查詢、統(tǒng)計、分析和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑尸F(xiàn)、電路接入路由顯示等功能。

2）故障管理

系統(tǒng)根據(jù)采集到的各專業(yè)網(wǎng)原始告警信息，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源及資源之間的關(guān)聯(lián)信息，對網(wǎng)絡(luò)的故障情況進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從而快速定位故障的真正原因和產(chǎn)生點。

3）性能管理

系統(tǒng)能夠?qū)鬏斁W(wǎng)光功率、誤碼率等性能指標(biāo)進(jìn)行集中的實時監(jiān)測，并提供對歷史性能數(shù)據(jù)的分析功能。

4）統(tǒng)計報表

系統(tǒng)能夠即時或定期提供各類與資源利用、故障分析、性能指標(biāo)、服務(wù)質(zhì)量等相關(guān)的業(yè)務(wù)分析統(tǒng)計報表，并可以按照不同用戶的特定需求定制各類個性化報表。

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)在工程中采用集中式方式實現(xiàn)。系統(tǒng)建設(shè)一套本地資源數(shù)據(jù)庫用于存放、管理本地資源數(shù)據(jù)。通信管理部門及基層維護(hù)部門通過DCN網(wǎng)絡(luò)訪問中心數(shù)據(jù)庫。在系統(tǒng)中心采用中間件產(chǎn)品，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高效本地連接。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器選擇Windows Server平臺，基于雙機(jī)熱備構(gòu)建。客戶端采用主流的Windows平臺。通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)與營業(yè)系統(tǒng)之間通過專用的光纖通道連接。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.4 數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)

系統(tǒng)具有優(yōu)越的跨平臺性能，數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)可由用戶選配，MS SQL Server作為通信網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的缺省數(shù)據(jù)庫配置。

1）地圖應(yīng)用服務(wù)器

地圖服務(wù)器主要提供電子地圖的發(fā)布、查詢、分析等圖形服務(wù)，它基于WebGIS構(gòu)建，相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)可以從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取。

2）Web服務(wù)器

Web服務(wù)器以主頁的方式向用戶提供信息。由于動態(tài)主頁技術(shù)和Java編程技術(shù)的采用，用戶可通過瀏覽器實現(xiàn)靈活的交互，以獲得各種有用的信息。

3）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要用來管理所有通信資源的動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并提供用戶查詢與檢索。

4 系統(tǒng)功能介紹

基于WebGIS的信息系統(tǒng)已具備資源建設(shè)、施工管理、營業(yè)系統(tǒng)接口等方面的功能。

4.1 資源建設(shè)

本模塊是系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)模塊。主要管理基礎(chǔ)信息、交換網(wǎng)資源、傳輸接入網(wǎng)資源、空間管線支撐資源等的建設(shè)、割接工作。

4.2 施工管理

完成企業(yè)內(nèi)部工作流程管理。流程控制的設(shè)計按照“數(shù)據(jù)驅(qū)動、參數(shù)控制”的原則進(jìn)行，通過參數(shù)的適當(dāng)修改就能適應(yīng)業(yè)務(wù)的變化需求。系統(tǒng)內(nèi)施工流程分為業(yè)務(wù)調(diào)度、施工處理、竣工3個主要階段。在整體流程設(shè)計上采用串行流程處理設(shè)計，在施工流程處理階段采用并行施工流程。

4.3 營業(yè)系統(tǒng)接口

通信資源管理系統(tǒng)與營業(yè)系統(tǒng)之間通過接口服務(wù)模塊完成信息交互，營業(yè)系統(tǒng)實時向通信資源管理系統(tǒng)發(fā)送接受到的用戶業(yè)務(wù)申請，通信資源管理系統(tǒng)在完成施工處理后，向通信資源管理系統(tǒng)提供竣工信息，確認(rèn)開通服務(wù)。

4.4 基本GIS功能

系統(tǒng)除具有通信網(wǎng)絡(luò)資源實體的查詢與分析功能外，還應(yīng)具有通用的圖形操作功能。如放大、縮小、漫游、導(dǎo)航和空間量算等。另外，專題圖的制作也是通信管理信息系統(tǒng)的重要功能。

4.5 系統(tǒng)維護(hù)與管理

系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)、用戶權(quán)限、系統(tǒng)日志維護(hù)等方面內(nèi)容。系統(tǒng)的全面完成，將極大地方便用戶通過Internet方式，圖形化地瀏覽、查詢、操作相關(guān)信息，為鐵路管理決策提供科學(xué)依據(jù)。并有利于公眾及時了解周邊環(huán)境質(zhì)量狀況，積極參與鐵路建設(shè)管理。

5 結(jié)語

在結(jié)合鐵路通信資源管理系統(tǒng)建設(shè)和研究過程中，提出了構(gòu)建基于空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)備建模方式和基于SVG的矢量圖形技術(shù)的通信網(wǎng)資源管理的技術(shù)體系，使系統(tǒng)具備了健壯、可擴(kuò)展的特性，有利于系統(tǒng)功能實現(xiàn)和合理規(guī)劃，有利于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的靈活配置，有利于系統(tǒng)充分融入企業(yè)信息化管理中。另外，在基于SVG的WebGIS功能應(yīng)用上還有很多問題值得探討，如傳輸效率、系統(tǒng)響應(yīng)的時效性、操作通用性等問題都需要深化研究。

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