城市軌道交通通信集中告警系統(tǒng)研究

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(hù)人員在維護(hù)和管理系統(tǒng)時(shí)帶來(lái)較大工作負(fù)擔(dān)。集中告警系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)處理能力，可實(shí)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(hù)，提高工作效率。

本文以深圳軌道交通9號(hào)線（簡(jiǎn)稱：9號(hào)線）通信集中告警系統(tǒng)成功實(shí)施案例為研究對(duì)象，研究其系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)的維護(hù)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(hào)線通信系統(tǒng)包含傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)等10余個(gè)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(hù)和管理整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，通信系統(tǒng)引入了集中告警系統(tǒng)來(lái)對(duì)各子系統(tǒng)的告警信息進(jìn)行收集、處理和顯示，便于維護(hù)人員及時(shí)對(duì)系統(tǒng)做出維護(hù)和管理，保障通信系統(tǒng)安全有序運(yùn)行[1-2]。

通信集中告警系統(tǒng)（簡(jiǎn)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(jī)、集中告警終端、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、打印機(jī)等，如圖1所示。通信各子系統(tǒng)在9號(hào)線控制中心設(shè)置的網(wǎng)管終端通過(guò)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(shí)現(xiàn)告警信息集中維護(hù)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(gè)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(wèn)；

（2）系統(tǒng)拓?fù)滹@示：直觀的圖形操作，人機(jī)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(qiáng)；

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

（5）給綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)：通過(guò)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(duì)用戶登錄和操作權(quán)限進(jìn)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(hù)人員只具有最初級(jí)操作權(quán)限以登錄集中告警工作站，顯示本站點(diǎn)（或某分管站點(diǎn)）相關(guān)通信子系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息及相關(guān)的告警信息；

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

（3）超級(jí)用戶具有最高級(jí)權(quán)限，能夠在系統(tǒng)中設(shè)置告警級(jí)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?fù)滹@示

如圖3所示，集中告警系統(tǒng)提供友好的用戶界面，以動(dòng)態(tài)圖的方式顯示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌诰W(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D上實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地顯示9號(hào)線線網(wǎng)及其設(shè)備的運(yùn)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(wú)告警，藍(lán)色表示連接斷開(kāi)。

圖4 各子系統(tǒng)的連接狀態(tài)圖

線路站點(diǎn)拓?fù)鋱D包括線網(wǎng)控制中心、車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)以及各車(chē)站等站點(diǎn)的實(shí)時(shí)告警信息，并通過(guò)聲音、顏色變化來(lái)反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。集中告警設(shè)備系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各站點(diǎn)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(yùn)行狀態(tài)信息及告警信息，實(shí)現(xiàn)故障準(zhǔn)確定位，并在拓?fù)鋱D的相應(yīng)站點(diǎn)圖標(biāo)上進(jìn)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?shí)時(shí)告警信息或網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)處理。該系統(tǒng)提供了多種告警信息處理功能供維護(hù)人員按照需求進(jìn)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(hù)人員可實(shí)時(shí)查詢連接到集中告警系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的連接狀態(tài)。

（2）圖形化處置

在系統(tǒng)線路拓?fù)鋱D上可直觀的監(jiān)測(cè)線路各個(gè)車(chē)站的告警數(shù)量、告警級(jí)別等信息。

（3）當(dāng)前告警信息查詢

對(duì)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(jí)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(hù)人員可對(duì)相應(yīng)的告警信息進(jìn)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(diǎn)或者子系統(tǒng)進(jìn)行提醒，便于維護(hù)人員及時(shí)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(jì)查詢功能中，可以實(shí)現(xiàn)“按產(chǎn)生時(shí)間”、“按車(chē)站”、“按子系統(tǒng)”、“按告警級(jí)別”、“按告警狀態(tài)”五種類型對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。對(duì)于統(tǒng)計(jì)查詢到的數(shù)據(jù)，可以使用柱狀圖、餅狀圖或Excel報(bào)表的形式導(dǎo)出[4]。

（1）按產(chǎn)生時(shí)間統(tǒng)計(jì)查詢

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

（2）按車(chē)站統(tǒng)計(jì)查詢

在指定時(shí)間段內(nèi)以指定車(chē)站為參數(shù)進(jìn)行告警信息統(tǒng)計(jì)查詢，可查詢到指定車(chē)站在指定時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的告警信息。

（3）按各子系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)查詢

在指定時(shí)間段內(nèi)以指定子系統(tǒng)為參數(shù)進(jìn)行告警信息統(tǒng)計(jì)查詢，可查詢到指定子系統(tǒng)在指定時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的告警信息。

（4）按告警級(jí)別統(tǒng)計(jì)查詢

在指定時(shí)間段內(nèi)以指定告警級(jí)別為參數(shù)進(jìn)行告警信息統(tǒng)計(jì)查詢，可查詢到按不同告警級(jí)別分類的歷史告警信息。

（5）按告警狀態(tài)統(tǒng)計(jì)查詢

在指定時(shí)間段內(nèi)以告警狀態(tài)為參數(shù)對(duì)警信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢，可以查詢到指定時(shí)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(gè)在集成平臺(tái)支持下對(duì)各專業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控的系統(tǒng)，集成了多個(gè)專業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)的信息共享及系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)控制功能，提高運(yùn)營(yíng)效率，為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)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(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)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(shí)現(xiàn)了綜合監(jiān)控對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的監(jiān)控。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

通信集中告警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)[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(jì)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(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通訊，采集各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的心跳提示、故障報(bào)警、告警修復(fù)反饋等實(shí)時(shí)告警信息。由于各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)接口協(xié)議的設(shè)計(jì)不盡相同，在數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)重要的設(shè)計(jì)機(jī)制是采用接口適配器；具體來(lái)講，傳輸系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)等具體的業(yè)務(wù)就要分別擴(kuò)展相應(yīng)的傳輸接口適配器和時(shí)鐘接口適配器。接口適配器將采集來(lái)的各個(gè)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(chǔ)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(kù)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(dòng)，即啟動(dòng)了采集模塊線程，集中告警系統(tǒng)及時(shí)與各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)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(guò)WEB容器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的功能。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，持久層提供數(shù)據(jù)的持久化存儲(chǔ)和訪問(wèn)，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(duì)用戶訪問(wèn)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(jì)圖中，表現(xiàn)層提供用戶訪問(wèn)功能數(shù)據(jù)視圖的呈現(xiàn)。表現(xiàn)層中，用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)通過(guò)2種方式進(jìn)行獲?。阂环N是通過(guò)視圖層方式，讓用戶通過(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的核心功能（系統(tǒng)管理、告警處置、統(tǒng)計(jì)查詢、系統(tǒng)自動(dòng)服務(wù)）進(jìn)行訪問(wèn)；一種通過(guò)將告警數(shù)據(jù)以Web務(wù)方式對(duì)外提供訪問(wèn)接口，聲光顯示設(shè)備以輪詢?cè)L問(wèn)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(dá)到一定閥值，以聲光方式向用戶提醒。系統(tǒng)短消息平臺(tái)輪詢?cè)L問(wèn)Web服務(wù)，當(dāng)系統(tǒng)有較高級(jí)別告警信息時(shí)短信通知用戶[7]。

4 系統(tǒng)維護(hù)

集中告警服務(wù)器與工作站采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，維護(hù)重點(diǎn)僅在服務(wù)器層面，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的維護(hù)和使用，節(jié)約了維護(hù)成本，減少了維護(hù)工作量[8]。

9號(hào)線運(yùn)營(yíng)對(duì)告警服務(wù)器的維護(hù)主要有以下內(nèi)容：

（1）告警信息上報(bào)維護(hù)：靈活適應(yīng)告警需求，刪除或增加告警上報(bào)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(dòng)刪除3個(gè)月之前的的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，緩解內(nèi)存壓力；

（3）靈活響應(yīng)運(yùn)營(yíng)方的要求：可按實(shí)際需求調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)中的告警信息級(jí)別、調(diào)整接入子系統(tǒng)數(shù)量或種類等。

5 結(jié)束語(yǔ)

深圳9號(hào)線目前正在運(yùn)行的這套通信集中告警系統(tǒng)，集用戶權(quán)限、拓?fù)涓婢@示、告警信息查詢、歷史記錄導(dǎo)出等多功能于一體，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)人員在一套告警系統(tǒng)終端平臺(tái)就可對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的告警信息進(jìn)行維護(hù)和處理，有效保障了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。希望本文能為相關(guān)從業(yè)人員提供參考。

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