基站型航標(biāo)通信鏈路自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

于盈

摘 要

為保障基站型通信鏈路的可用性和故障反應(yīng)實(shí)時(shí)性，文章以大連航標(biāo)處基站型航標(biāo)設(shè)施為依托，針對(duì)性的研究設(shè)計(jì)了基站型航標(biāo)通信鏈路自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)物理架構(gòu)情況下，為大連航標(biāo)處各基站型航標(biāo)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)監(jiān)測(cè)服務(wù)；設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)，鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)定位和報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯；并重點(diǎn)研究了通信鏈路自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)；為大連航標(biāo)處網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完好性運(yùn)行，實(shí)時(shí)快速鎖定網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)提供了直觀有效地工具。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路通信狀況，快速定位網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)，有效提高了基站型航標(biāo)設(shè)施的可用性和可靠性。

【關(guān)鍵詞】基站型航標(biāo) 通信鏈路 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

航標(biāo)助導(dǎo)航設(shè)施在保障船舶安全航行，保護(hù)海上環(huán)境方面具有十分重要的意義。其中，基站性航標(biāo)設(shè)施如AIS基站、DGPS臺(tái)站等是船岸信息溝通的重要通道，其通信鏈路可用性與穩(wěn)定性直接關(guān)系到船岸信息交換、航海保障的服務(wù)質(zhì)量。目前，大連航標(biāo)處現(xiàn)有8座AIS基站、2座DGPS臺(tái)站、7個(gè)航標(biāo)站，為了發(fā)揮這些站點(diǎn)設(shè)施在航標(biāo)遙測(cè)遙控、航標(biāo)作業(yè)維護(hù)、區(qū)域水上交通管理等服務(wù)中的作用，隨時(shí)監(jiān)測(cè)故障，保障鏈路暢通，保障設(shè)施正常運(yùn)行，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其通信鏈路，以獲得滿(mǎn)足上述服務(wù)需求的數(shù)據(jù)信息。目前主要靠人員值班，定時(shí)巡檢發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路故障。這種方法不但是值班人員工作壓力較大，且故障發(fā)現(xiàn)、故障點(diǎn)定位的實(shí)時(shí)性較差。針對(duì)該問(wèn)題，需要研究基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)自動(dòng)定位方法。本文首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)，鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)定位和報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯；并重點(diǎn)研究了通信鏈路自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)；為大連航標(biāo)處網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完好性運(yùn)行，實(shí)時(shí)快速鎖定網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)提供了直觀有效地工具。

1 系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

基站型航標(biāo)通信鏈路自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能夠檢測(cè)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路運(yùn)行狀況，還能夠檢測(cè)到其中所經(jīng)過(guò)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)。從而使任何一處發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)即可以立刻判斷故障位置，而不需要從頭排查?；谶@一需求，該系統(tǒng)總體上分為四個(gè)核心模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。分別是目標(biāo)終端配置與圖形化設(shè)置模塊、通信鏈路監(jiān)測(cè)核心管理模塊、故障自適應(yīng)報(bào)警模塊和故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊，另外包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。整體框架圖如圖1所示：

1.2 系統(tǒng)通信鏈路檢測(cè)和故障報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)

針對(duì)大連航標(biāo)處各基站型航標(biāo)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)應(yīng)用分析，系統(tǒng)通信鏈路檢測(cè)及故障報(bào)警總體業(yè)務(wù)邏輯如圖2所示。

其中圖形化配置界面由用戶(hù)輸入配置需要監(jiān)測(cè)的基站型航標(biāo)地址后，鏈路監(jiān)測(cè)模塊加載自動(dòng)監(jiān)測(cè)目標(biāo)，并實(shí)時(shí)通過(guò)故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊檢測(cè)鏈路通信狀況，結(jié)果實(shí)時(shí)反映在圖形界面上。一點(diǎn)有故障出現(xiàn)，故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊定位故障位置，并通知鏈路監(jiān)測(cè)模塊，供其通知報(bào)警模塊自適應(yīng)判斷故障類(lèi)型進(jìn)行報(bào)警。

1.3 通信鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

目前，無(wú)源檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)終端技術(shù)有兩種，其中之一是利用SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議進(jìn)行檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)鏈接狀況[5]，該方法優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大，但實(shí)現(xiàn)十分復(fù)雜，一般常用于大型網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)搜索的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理。其二是利用Tracerouter和Ping指令協(xié)同監(jiān)測(cè)特定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)鏈路狀況[6]，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)效率高，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單?；诒菊n題需求，主要是針對(duì)特定目標(biāo)終端的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，因此采用了第二種方法。利用Tracerouter和Ping指令檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)鏈路的技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程圖如圖3所示。

目標(biāo)終端鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)中有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其一是每過(guò)一定時(shí)間（1分鐘），鏈路自動(dòng)化檢測(cè)核心管理模塊會(huì)自動(dòng)向數(shù)據(jù)庫(kù)申請(qǐng)是否存在待檢測(cè)目標(biāo)終端，發(fā)現(xiàn)有檢測(cè)鏈路時(shí)啟動(dòng)tracerouter進(jìn)行鏈路檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)；其二是當(dāng)有鏈路穩(wěn)定時(shí)，每隔1分鐘利用ping指令檢測(cè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的連通性，從后向前監(jiān)測(cè)，后級(jí)連通時(shí)則不需檢測(cè)前級(jí)節(jié)點(diǎn)，否則，逐步向前監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)連通狀況，并最終確定故障節(jié)點(diǎn)。

前述檢測(cè)過(guò)程每分鐘自動(dòng)執(zhí)行一次，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測(cè)的實(shí)時(shí)性，滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)反應(yīng)時(shí)間為3分鐘的要求。

1.4 鏈路故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位技術(shù)研究

基于通信鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，系統(tǒng)每隔一定時(shí)間間隔（1分鐘）就會(huì)自動(dòng)對(duì)各節(jié)點(diǎn)通信鏈路進(jìn)行連通性檢測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有故障節(jié)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重復(fù)3次間隔性檢測(cè)鏈路通斷，3次檢測(cè)確定故障節(jié)點(diǎn)后，將形成節(jié)點(diǎn)故障描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，發(fā)送給報(bào)警模塊，報(bào)警模塊接到指令后，按照?qǐng)?bào)警策略形成特定報(bào)警電文發(fā)送至聲光/短信一體化報(bào)警設(shè)備進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)將故障狀態(tài)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，以供系統(tǒng)圖形化界面顯示。具體流程圖圖4所示。

1.5 聲光/短信一體化報(bào)警設(shè)備研究

課題根據(jù)報(bào)警策略和報(bào)警協(xié)議重新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了原有的聲光/短信以替換報(bào)警設(shè)備相關(guān)技術(shù)，使其更好地將各種報(bào)警信息通知監(jiān)管人員，減輕值班人員工作壓力，其物理結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

該設(shè)備接收系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊發(fā)送來(lái)的報(bào)警指令電文，并將報(bào)警電文解析后啟動(dòng)相應(yīng)的報(bào)警方式。同時(shí)支持報(bào)警級(jí)別信息設(shè)置和報(bào)警級(jí)別設(shè)置功能。另外，當(dāng)值班員按下聲光報(bào)警確認(rèn)按鍵后，設(shè)備會(huì)發(fā)送確認(rèn)指令至系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊，以提供報(bào)警確認(rèn)支持。

報(bào)警終端設(shè)備由串口通信模塊、主控模塊、短信報(bào)警模塊和聲光報(bào)警模塊組成。主控模塊是報(bào)警終端設(shè)備核心，負(fù)責(zé)管理各種報(bào)警指令的執(zhí)行和報(bào)警確認(rèn)電文的形成。串口通信模塊主要負(fù)責(zé)與系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊之間的信息交換，并采用了FIFO技術(shù)實(shí)現(xiàn)電文的緩存處理。短信報(bào)警模塊由主控模塊控制對(duì)目標(biāo)手機(jī)用戶(hù)發(fā)送報(bào)警短信。聲光報(bào)警模塊由主控模塊控制啟動(dòng)相應(yīng)的聲音/燈光/聲光報(bào)警支持。

2 結(jié)論

該系統(tǒng)成果已經(jīng)應(yīng)用于大連航標(biāo)處各鏈路監(jiān)控與管理應(yīng)用中，不僅可以提高大連航標(biāo)處所有臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的可用性與完好性監(jiān)測(cè)，還可以有效降低現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)次數(shù)和管理人員工作壓力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，減少設(shè)備故障時(shí)間，提高通信鏈路故障恢復(fù)效率。有效保障轄區(qū)航標(biāo)設(shè)施正常運(yùn)行，設(shè)備信號(hào)實(shí)時(shí)收發(fā)，提高航標(biāo)設(shè)施的可用率，從而保障船舶航行安全。

參考文獻(xiàn)

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[6]Cassata R，Ali Z.Ping and Traceroute with Evidence Collection in Photonic Networks[J].2008.

作者單位

北海航海保障中心大連航標(biāo)處 遼寧省大連市 116001endprint

摘 要

為保障基站型通信鏈路的可用性和故障反應(yīng)實(shí)時(shí)性，文章以大連航標(biāo)處基站型航標(biāo)設(shè)施為依托，針對(duì)性的研究設(shè)計(jì)了基站型航標(biāo)通信鏈路自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)物理架構(gòu)情況下，為大連航標(biāo)處各基站型航標(biāo)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)監(jiān)測(cè)服務(wù)；設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)，鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)定位和報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯；并重點(diǎn)研究了通信鏈路自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)；為大連航標(biāo)處網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完好性運(yùn)行，實(shí)時(shí)快速鎖定網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)提供了直觀有效地工具。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路通信狀況，快速定位網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)，有效提高了基站型航標(biāo)設(shè)施的可用性和可靠性。

【關(guān)鍵詞】基站型航標(biāo) 通信鏈路 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

航標(biāo)助導(dǎo)航設(shè)施在保障船舶安全航行，保護(hù)海上環(huán)境方面具有十分重要的意義。其中，基站性航標(biāo)設(shè)施如AIS基站、DGPS臺(tái)站等是船岸信息溝通的重要通道，其通信鏈路可用性與穩(wěn)定性直接關(guān)系到船岸信息交換、航海保障的服務(wù)質(zhì)量。目前，大連航標(biāo)處現(xiàn)有8座AIS基站、2座DGPS臺(tái)站、7個(gè)航標(biāo)站，為了發(fā)揮這些站點(diǎn)設(shè)施在航標(biāo)遙測(cè)遙控、航標(biāo)作業(yè)維護(hù)、區(qū)域水上交通管理等服務(wù)中的作用，隨時(shí)監(jiān)測(cè)故障，保障鏈路暢通，保障設(shè)施正常運(yùn)行，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其通信鏈路，以獲得滿(mǎn)足上述服務(wù)需求的數(shù)據(jù)信息。目前主要靠人員值班，定時(shí)巡檢發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路故障。這種方法不但是值班人員工作壓力較大，且故障發(fā)現(xiàn)、故障點(diǎn)定位的實(shí)時(shí)性較差。針對(duì)該問(wèn)題，需要研究基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)自動(dòng)定位方法。本文首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)，鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)定位和報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯；并重點(diǎn)研究了通信鏈路自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)；為大連航標(biāo)處網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完好性運(yùn)行，實(shí)時(shí)快速鎖定網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)提供了直觀有效地工具。

1 系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

基站型航標(biāo)通信鏈路自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能夠檢測(cè)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路運(yùn)行狀況，還能夠檢測(cè)到其中所經(jīng)過(guò)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)。從而使任何一處發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)即可以立刻判斷故障位置，而不需要從頭排查?；谶@一需求，該系統(tǒng)總體上分為四個(gè)核心模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。分別是目標(biāo)終端配置與圖形化設(shè)置模塊、通信鏈路監(jiān)測(cè)核心管理模塊、故障自適應(yīng)報(bào)警模塊和故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊，另外包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。整體框架圖如圖1所示：

1.2 系統(tǒng)通信鏈路檢測(cè)和故障報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)

針對(duì)大連航標(biāo)處各基站型航標(biāo)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)應(yīng)用分析，系統(tǒng)通信鏈路檢測(cè)及故障報(bào)警總體業(yè)務(wù)邏輯如圖2所示。

其中圖形化配置界面由用戶(hù)輸入配置需要監(jiān)測(cè)的基站型航標(biāo)地址后，鏈路監(jiān)測(cè)模塊加載自動(dòng)監(jiān)測(cè)目標(biāo)，并實(shí)時(shí)通過(guò)故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊檢測(cè)鏈路通信狀況，結(jié)果實(shí)時(shí)反映在圖形界面上。一點(diǎn)有故障出現(xiàn)，故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊定位故障位置，并通知鏈路監(jiān)測(cè)模塊，供其通知報(bào)警模塊自適應(yīng)判斷故障類(lèi)型進(jìn)行報(bào)警。

1.3 通信鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

目前，無(wú)源檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)終端技術(shù)有兩種，其中之一是利用SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議進(jìn)行檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)鏈接狀況[5]，該方法優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大，但實(shí)現(xiàn)十分復(fù)雜，一般常用于大型網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)搜索的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理。其二是利用Tracerouter和Ping指令協(xié)同監(jiān)測(cè)特定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)鏈路狀況[6]，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)效率高，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。基于本課題需求，主要是針對(duì)特定目標(biāo)終端的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，因此采用了第二種方法。利用Tracerouter和Ping指令檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)鏈路的技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程圖如圖3所示。

目標(biāo)終端鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)中有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其一是每過(guò)一定時(shí)間（1分鐘），鏈路自動(dòng)化檢測(cè)核心管理模塊會(huì)自動(dòng)向數(shù)據(jù)庫(kù)申請(qǐng)是否存在待檢測(cè)目標(biāo)終端，發(fā)現(xiàn)有檢測(cè)鏈路時(shí)啟動(dòng)tracerouter進(jìn)行鏈路檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)；其二是當(dāng)有鏈路穩(wěn)定時(shí)，每隔1分鐘利用ping指令檢測(cè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的連通性，從后向前監(jiān)測(cè)，后級(jí)連通時(shí)則不需檢測(cè)前級(jí)節(jié)點(diǎn)，否則，逐步向前監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)連通狀況，并最終確定故障節(jié)點(diǎn)。

前述檢測(cè)過(guò)程每分鐘自動(dòng)執(zhí)行一次，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測(cè)的實(shí)時(shí)性，滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)反應(yīng)時(shí)間為3分鐘的要求。

1.4 鏈路故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位技術(shù)研究

基于通信鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，系統(tǒng)每隔一定時(shí)間間隔（1分鐘）就會(huì)自動(dòng)對(duì)各節(jié)點(diǎn)通信鏈路進(jìn)行連通性檢測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有故障節(jié)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重復(fù)3次間隔性檢測(cè)鏈路通斷，3次檢測(cè)確定故障節(jié)點(diǎn)后，將形成節(jié)點(diǎn)故障描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，發(fā)送給報(bào)警模塊，報(bào)警模塊接到指令后，按照?qǐng)?bào)警策略形成特定報(bào)警電文發(fā)送至聲光/短信一體化報(bào)警設(shè)備進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)將故障狀態(tài)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，以供系統(tǒng)圖形化界面顯示。具體流程圖圖4所示。

1.5 聲光/短信一體化報(bào)警設(shè)備研究

課題根據(jù)報(bào)警策略和報(bào)警協(xié)議重新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了原有的聲光/短信以替換報(bào)警設(shè)備相關(guān)技術(shù)，使其更好地將各種報(bào)警信息通知監(jiān)管人員，減輕值班人員工作壓力，其物理結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

該設(shè)備接收系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊發(fā)送來(lái)的報(bào)警指令電文，并將報(bào)警電文解析后啟動(dòng)相應(yīng)的報(bào)警方式。同時(shí)支持報(bào)警級(jí)別信息設(shè)置和報(bào)警級(jí)別設(shè)置功能。另外，當(dāng)值班員按下聲光報(bào)警確認(rèn)按鍵后，設(shè)備會(huì)發(fā)送確認(rèn)指令至系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊，以提供報(bào)警確認(rèn)支持。

報(bào)警終端設(shè)備由串口通信模塊、主控模塊、短信報(bào)警模塊和聲光報(bào)警模塊組成。主控模塊是報(bào)警終端設(shè)備核心，負(fù)責(zé)管理各種報(bào)警指令的執(zhí)行和報(bào)警確認(rèn)電文的形成。串口通信模塊主要負(fù)責(zé)與系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊之間的信息交換，并采用了FIFO技術(shù)實(shí)現(xiàn)電文的緩存處理。短信報(bào)警模塊由主控模塊控制對(duì)目標(biāo)手機(jī)用戶(hù)發(fā)送報(bào)警短信。聲光報(bào)警模塊由主控模塊控制啟動(dòng)相應(yīng)的聲音/燈光/聲光報(bào)警支持。

2 結(jié)論

該系統(tǒng)成果已經(jīng)應(yīng)用于大連航標(biāo)處各鏈路監(jiān)控與管理應(yīng)用中，不僅可以提高大連航標(biāo)處所有臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的可用性與完好性監(jiān)測(cè)，還可以有效降低現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)次數(shù)和管理人員工作壓力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，減少設(shè)備故障時(shí)間，提高通信鏈路故障恢復(fù)效率。有效保障轄區(qū)航標(biāo)設(shè)施正常運(yùn)行，設(shè)備信號(hào)實(shí)時(shí)收發(fā)，提高航標(biāo)設(shè)施的可用率，從而保障船舶航行安全。

參考文獻(xiàn)

[1]王英志.航標(biāo)的發(fā)展趨勢(shì)[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，1994.

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[6]Cassata R，Ali Z.Ping and Traceroute with Evidence Collection in Photonic Networks[J].2008.

作者單位

北海航海保障中心大連航標(biāo)處 遼寧省大連市 116001endprint

摘 要

為保障基站型通信鏈路的可用性和故障反應(yīng)實(shí)時(shí)性，文章以大連航標(biāo)處基站型航標(biāo)設(shè)施為依托，針對(duì)性的研究設(shè)計(jì)了基站型航標(biāo)通信鏈路自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)物理架構(gòu)情況下，為大連航標(biāo)處各基站型航標(biāo)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)監(jiān)測(cè)服務(wù)；設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)，鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)定位和報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯；并重點(diǎn)研究了通信鏈路自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)；為大連航標(biāo)處網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完好性運(yùn)行，實(shí)時(shí)快速鎖定網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)提供了直觀有效地工具。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路通信狀況，快速定位網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)，有效提高了基站型航標(biāo)設(shè)施的可用性和可靠性。

【關(guān)鍵詞】基站型航標(biāo) 通信鏈路 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

航標(biāo)助導(dǎo)航設(shè)施在保障船舶安全航行，保護(hù)海上環(huán)境方面具有十分重要的意義。其中，基站性航標(biāo)設(shè)施如AIS基站、DGPS臺(tái)站等是船岸信息溝通的重要通道，其通信鏈路可用性與穩(wěn)定性直接關(guān)系到船岸信息交換、航海保障的服務(wù)質(zhì)量。目前，大連航標(biāo)處現(xiàn)有8座AIS基站、2座DGPS臺(tái)站、7個(gè)航標(biāo)站，為了發(fā)揮這些站點(diǎn)設(shè)施在航標(biāo)遙測(cè)遙控、航標(biāo)作業(yè)維護(hù)、區(qū)域水上交通管理等服務(wù)中的作用，隨時(shí)監(jiān)測(cè)故障，保障鏈路暢通，保障設(shè)施正常運(yùn)行，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其通信鏈路，以獲得滿(mǎn)足上述服務(wù)需求的數(shù)據(jù)信息。目前主要靠人員值班，定時(shí)巡檢發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路故障。這種方法不但是值班人員工作壓力較大，且故障發(fā)現(xiàn)、故障點(diǎn)定位的實(shí)時(shí)性較差。針對(duì)該問(wèn)題，需要研究基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)自動(dòng)定位方法。本文首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)總體架構(gòu)，鏈路檢測(cè)、故障點(diǎn)定位和報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯；并重點(diǎn)研究了通信鏈路自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)；為大連航標(biāo)處網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完好性運(yùn)行，實(shí)時(shí)快速鎖定網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點(diǎn)提供了直觀有效地工具。

1 系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

基站型航標(biāo)通信鏈路自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能夠檢測(cè)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的通信鏈路運(yùn)行狀況，還能夠檢測(cè)到其中所經(jīng)過(guò)的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)。從而使任何一處發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)即可以立刻判斷故障位置，而不需要從頭排查?；谶@一需求，該系統(tǒng)總體上分為四個(gè)核心模塊和一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。分別是目標(biāo)終端配置與圖形化設(shè)置模塊、通信鏈路監(jiān)測(cè)核心管理模塊、故障自適應(yīng)報(bào)警模塊和故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊，另外包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。整體框架圖如圖1所示：

1.2 系統(tǒng)通信鏈路檢測(cè)和故障報(bào)警業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)

針對(duì)大連航標(biāo)處各基站型航標(biāo)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)應(yīng)用分析，系統(tǒng)通信鏈路檢測(cè)及故障報(bào)警總體業(yè)務(wù)邏輯如圖2所示。

其中圖形化配置界面由用戶(hù)輸入配置需要監(jiān)測(cè)的基站型航標(biāo)地址后，鏈路監(jiān)測(cè)模塊加載自動(dòng)監(jiān)測(cè)目標(biāo)，并實(shí)時(shí)通過(guò)故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊檢測(cè)鏈路通信狀況，結(jié)果實(shí)時(shí)反映在圖形界面上。一點(diǎn)有故障出現(xiàn)，故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位模塊定位故障位置，并通知鏈路監(jiān)測(cè)模塊，供其通知報(bào)警模塊自適應(yīng)判斷故障類(lèi)型進(jìn)行報(bào)警。

1.3 通信鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

目前，無(wú)源檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)終端技術(shù)有兩種，其中之一是利用SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議進(jìn)行檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)鏈接狀況[5]，該方法優(yōu)點(diǎn)是功能強(qiáng)大，但實(shí)現(xiàn)十分復(fù)雜，一般常用于大型網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)搜索的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理。其二是利用Tracerouter和Ping指令協(xié)同監(jiān)測(cè)特定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)鏈路狀況[6]，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)效率高，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單?；诒菊n題需求，主要是針對(duì)特定目標(biāo)終端的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)，因此采用了第二種方法。利用Tracerouter和Ping指令檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)鏈路的技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程圖如圖3所示。

目標(biāo)終端鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)中有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其一是每過(guò)一定時(shí)間（1分鐘），鏈路自動(dòng)化檢測(cè)核心管理模塊會(huì)自動(dòng)向數(shù)據(jù)庫(kù)申請(qǐng)是否存在待檢測(cè)目標(biāo)終端，發(fā)現(xiàn)有檢測(cè)鏈路時(shí)啟動(dòng)tracerouter進(jìn)行鏈路檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)；其二是當(dāng)有鏈路穩(wěn)定時(shí)，每隔1分鐘利用ping指令檢測(cè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的連通性，從后向前監(jiān)測(cè)，后級(jí)連通時(shí)則不需檢測(cè)前級(jí)節(jié)點(diǎn)，否則，逐步向前監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)連通狀況，并最終確定故障節(jié)點(diǎn)。

前述檢測(cè)過(guò)程每分鐘自動(dòng)執(zhí)行一次，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測(cè)的實(shí)時(shí)性，滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)反應(yīng)時(shí)間為3分鐘的要求。

1.4 鏈路故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)化定位技術(shù)研究

基于通信鏈路自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，系統(tǒng)每隔一定時(shí)間間隔（1分鐘）就會(huì)自動(dòng)對(duì)各節(jié)點(diǎn)通信鏈路進(jìn)行連通性檢測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有故障節(jié)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重復(fù)3次間隔性檢測(cè)鏈路通斷，3次檢測(cè)確定故障節(jié)點(diǎn)后，將形成節(jié)點(diǎn)故障描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，發(fā)送給報(bào)警模塊，報(bào)警模塊接到指令后，按照?qǐng)?bào)警策略形成特定報(bào)警電文發(fā)送至聲光/短信一體化報(bào)警設(shè)備進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)將故障狀態(tài)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，以供系統(tǒng)圖形化界面顯示。具體流程圖圖4所示。

1.5 聲光/短信一體化報(bào)警設(shè)備研究

課題根據(jù)報(bào)警策略和報(bào)警協(xié)議重新設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了原有的聲光/短信以替換報(bào)警設(shè)備相關(guān)技術(shù)，使其更好地將各種報(bào)警信息通知監(jiān)管人員，減輕值班人員工作壓力，其物理結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

該設(shè)備接收系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊發(fā)送來(lái)的報(bào)警指令電文，并將報(bào)警電文解析后啟動(dòng)相應(yīng)的報(bào)警方式。同時(shí)支持報(bào)警級(jí)別信息設(shè)置和報(bào)警級(jí)別設(shè)置功能。另外，當(dāng)值班員按下聲光報(bào)警確認(rèn)按鍵后，設(shè)備會(huì)發(fā)送確認(rèn)指令至系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊，以提供報(bào)警確認(rèn)支持。

報(bào)警終端設(shè)備由串口通信模塊、主控模塊、短信報(bào)警模塊和聲光報(bào)警模塊組成。主控模塊是報(bào)警終端設(shè)備核心，負(fù)責(zé)管理各種報(bào)警指令的執(zhí)行和報(bào)警確認(rèn)電文的形成。串口通信模塊主要負(fù)責(zé)與系統(tǒng)故障自適應(yīng)報(bào)警模塊之間的信息交換，并采用了FIFO技術(shù)實(shí)現(xiàn)電文的緩存處理。短信報(bào)警模塊由主控模塊控制對(duì)目標(biāo)手機(jī)用戶(hù)發(fā)送報(bào)警短信。聲光報(bào)警模塊由主控模塊控制啟動(dòng)相應(yīng)的聲音/燈光/聲光報(bào)警支持。

2 結(jié)論

該系統(tǒng)成果已經(jīng)應(yīng)用于大連航標(biāo)處各鏈路監(jiān)控與管理應(yīng)用中，不僅可以提高大連航標(biāo)處所有臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的可用性與完好性監(jiān)測(cè)，還可以有效降低現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)次數(shù)和管理人員工作壓力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，減少設(shè)備故障時(shí)間，提高通信鏈路故障恢復(fù)效率。有效保障轄區(qū)航標(biāo)設(shè)施正常運(yùn)行，設(shè)備信號(hào)實(shí)時(shí)收發(fā)，提高航標(biāo)設(shè)施的可用率，從而保障船舶航行安全。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

北海航海保障中心大連航標(biāo)處 遼寧省大連市 116001endprint