簡談信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)綜合網(wǎng)管NMS系統(tǒng)的應用

趙建章

（大秦鐵路股份有限公司太原電務段，太原 030006）

1 系統(tǒng)概述

近10年來，我國的客運專線和高速鐵路建設(shè)獲得飛速發(fā)展。信號系統(tǒng)作為保證列車安全、正點、快捷、高密度不間斷運行的重要技術(shù)裝備，在鐵路系統(tǒng)中有著舉足輕重的地位?，F(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)不再是各種信號設(shè)備的簡單組合，而是功能完善、層次分明的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)部各功能單元之間獨立工作，同時又互相聯(lián)系、交換信息，構(gòu)成復雜的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，使指揮者能夠全面了解轄區(qū)內(nèi)的各種情況，靈活配置系統(tǒng)資源，保證鐵路系統(tǒng)的安全、高效運行。信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)為各信號系統(tǒng)設(shè)備提供高速的數(shù)據(jù)交換平臺，成為整個信號系統(tǒng)的神經(jīng)。

信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)置獨立的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)EMS，具備網(wǎng)絡(luò)拓撲管理、配置管理、數(shù)據(jù)流量及誤碼率分析，并對故障進行分析管理等功能。

針對一個路局或者一個地區(qū)多條線路，多個網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，安全數(shù)據(jù)網(wǎng)綜合網(wǎng)管NMS系統(tǒng)（簡稱NMS系統(tǒng)）可以對多個獨立的網(wǎng)管系統(tǒng)進行管理。NMS系統(tǒng)是一個軟硬件結(jié)合并以軟件為主的分布式網(wǎng)絡(luò)應用系統(tǒng)，其目的是管理路局內(nèi)全部EMS，使管內(nèi)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備高效正常運行。

2 總體要求

NMS系統(tǒng)不能影響信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全和通信業(yè)務，不能降低原有系統(tǒng)的封閉性。NMS系統(tǒng)具備對不同品牌交換機的監(jiān)測功能。NMS系統(tǒng)應提供圖形化全中文界面。NMS網(wǎng)管可以查看管轄范圍內(nèi)所有EMS的狀態(tài)。網(wǎng)管系統(tǒng)NMS服務器需要從CTC獲得時間同步信號，實現(xiàn)網(wǎng)管系統(tǒng)時間同步。NMS系統(tǒng)接入信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)應加防火墻或網(wǎng)閘等隔離設(shè)備。

3 技術(shù)要求

網(wǎng)管系統(tǒng)分為線路EMS網(wǎng)管級和路局NMS網(wǎng)管級。EMS網(wǎng)管負責監(jiān)管所屬線路信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的在線運行狀態(tài)（包括相鄰線路互聯(lián)設(shè)備的在線運行狀態(tài)）以及EMS與信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)之間設(shè)備的運行狀態(tài)。NMS網(wǎng)管負責監(jiān)管路局內(nèi)所有線路信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài)及EMS與NMS之間的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（含網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備）的運行狀態(tài)。

3.1 拓撲管理

NMS網(wǎng)管拓撲圖應能實時查閱路局管內(nèi)所有EMS的相關(guān)信息以及每個EMS管內(nèi)的拓撲結(jié)構(gòu)。同時應顯示整個網(wǎng)管系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)。

3.2 配置管理

NMS網(wǎng)管應實現(xiàn)對拓撲信息、用戶信息的備份和恢復。

3.3 故障管理

NMS系統(tǒng)應提供告警監(jiān)視窗口，可在窗口視圖監(jiān)視設(shè)備的動態(tài)告警，并通過聲光告警通知維護人員。

NMS網(wǎng)管只允許對告警事件進行監(jiān)視，并可對告警內(nèi)容、節(jié)點位置進行監(jiān)視和篩選。

NMS網(wǎng)管軟件應一次性顯示告警事件不少于30天的告警歷史記錄，并以日志文件形式保存下來；支持對設(shè)備、發(fā)生時間、事件原因、事件告警等級記錄的查詢，支持以pdf、csv表格、超文本等多種形式導出。

故障級別分為緊急告警、主要告警、次要告警3個等級,如表1所示。

表1 故障級別

3.4 安全管理

對網(wǎng)絡(luò)管理人員設(shè)定不同的權(quán)限，根據(jù)不同權(quán)限對網(wǎng)管軟件的操作功能進行限制。

網(wǎng)管客戶端通過用戶名和密碼進入網(wǎng)管服務器，同一時間同一用戶只能在一處登錄。

網(wǎng)管系統(tǒng)應提供操作鎖定和定時鎖定功能。

3.5 性能管理

EMS可以對交換機的各個端口或鏈路的數(shù)據(jù)流量實時進行監(jiān)測并設(shè)定閾值，對高于一定閾值的端口在網(wǎng)管上報警。

對交換機各個端口的誤碼率能實時監(jiān)測、查詢和報警。EMS可以對交換機的CPU使用率、內(nèi)存使用率、光功率、丟包率進行監(jiān)測并設(shè)定閾值，對不滿足閾值的端口可在網(wǎng)管上報警。EMS可對信息傳輸延時進行監(jiān)測并設(shè)定閾值，當高于閾值是，在網(wǎng)管上進行報警。NMS可以實時顯示EMS的所有告警。

3.6 網(wǎng)管界面顯示

網(wǎng)管界面采用圖形化中文界面。

NMS網(wǎng)管客戶端界面由菜單、工具條、設(shè)備導航區(qū)、拓撲區(qū)、告警通知區(qū)、告警統(tǒng)計區(qū)組成。

NMS網(wǎng)絡(luò)拓撲區(qū)應能對設(shè)備和端口命名，明確標識出局界和電務段管轄邊界。

NMS網(wǎng)管客戶端界面可采用兩級基本菜單，最低功能選項如表2所示。

表2 NMS網(wǎng)管客戶端界面舉例

3.7 接口要求

網(wǎng)管NMS需要實現(xiàn)Corba南向接口，EMS實現(xiàn)Corba北向接口。EMS網(wǎng)管的告警信息、配置變化信息、心跳信息通過Corba接口實時上報。NMS網(wǎng)管通過Corba接口發(fā)送命令獲取拓撲數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)。EMS與NMS連接中斷后，在NMS告警通知區(qū)上報告警，提示維護人員關(guān)注。滿足NMS與EMS互聯(lián)互通需求。網(wǎng)管接口采用Corba技術(shù)，通過協(xié)議棧為IIOP協(xié)議棧，提供命名服務和通知服務，ORB版本不低于2.2?；贑orba/IDL接口遵循TMF814，接口功能要求包括公共管理功能集、配置管理功能集、性能管理功能集、故障管理工能集。

4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按鐵路局設(shè)置NMS服務器，電務段或車間設(shè)置網(wǎng)絡(luò)管理終端設(shè)備。線路EMS網(wǎng)管與路局NMS網(wǎng)管之間通過4 M專用冗余通道連接（并用工作模式）。電務段NMS客戶端與路局NMS服務器通過專用通道連接，并提供專用2 M冗余通道。路局NMS服務器與線路EMS服務器之間通過三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備隔離。網(wǎng)管系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機、路由器）、網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備（防火墻、網(wǎng)閘）、網(wǎng)管服務器、網(wǎng)管客戶端采用統(tǒng)一IP地址。不同環(huán)網(wǎng)之間的互聯(lián)站點之間增加控制訪問ACL功能。

5 日常故障處理

安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的維護大部分工作將通過網(wǎng)管系統(tǒng)來完成。網(wǎng)管系統(tǒng)可以反映出豐富的信息，包括交換機的工作狀態(tài)和鏈路狀態(tài)。交換機若出現(xiàn)異常，將以消息的形式上報網(wǎng)管服務器，并顯示在網(wǎng)管終端上。

安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的工作狀態(tài)正常時，網(wǎng)管系統(tǒng)的界面上不會顯示告警信息。當出現(xiàn)告警時，會在事件顯示區(qū)域中顯示告警的類型、級別、設(shè)備名稱和時間。

常見故障以及故障處理的情況如表3所示。

表3 常見故障及處理方法

6 總結(jié)

通過對高鐵信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)NMS以及EMS的簡要介紹，可以看出，安全數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)對于高鐵信號系統(tǒng)非常重要，網(wǎng)管系統(tǒng)作為安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)備管理系統(tǒng)，是信號設(shè)備日常維護工作的重中之重。只有不斷學習理論知識，并結(jié)合現(xiàn)場日常設(shè)備維護管理的經(jīng)驗和方法，才能做好安全數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備的日常維護管理工作，以保障高鐵信號系統(tǒng)安全高效運行。

[1]喬楨.鐵路電報通信系統(tǒng)的研究[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2017，14（2）：46-49.

[2]中國鐵路總公司.TG／XH101-2015 普速鐵路信號維護規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2015.

[3]劉連光，于永富，宗偉，等.地磁暴干擾軌道電路工作的仿真計算研究[J].鐵道學報，2015，37（8）：48-52.

[4]喬志超.UM2000無絕緣軌道電路信號解調(diào)算法研究[D].北京：清華大學，2013.

[5] Nedeichev N.Jointless Track Circuit Length [J].IEE Proceedings：Electric Power Applications，1999，146（1）：69-74.

[6]阿·米·布列也夫，尤·阿·克拉夫錯夫，阿·付·希師良柯夫.軌道電路的分析與綜合[M].孫銘甫，譯.北京：中國鐵道出版社，1981.

[7]費錫康.無絕緣軌道電路原理及分析[M].北京：中國鐵道出版社，1993.

[8] Gustavsen B，Semiyen A.Rational Approximation of Frequency Domain Responses by Vector Fitting[J].IEEE Trans. Power Delivery. 1999，14（3）：1052-1061.

[9] 席文茜.鐵路信號系統(tǒng)安全軟件的V&V管理策略[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2016，13（4）：16-18.

[10]馬信山，張濟世，王平.電磁場基礎(chǔ)[M].北京：清華大學出版社，2008.