軌道交通通信系統(tǒng)向智能運(yùn)維演進(jìn)的思考

荊晶

摘 要：現(xiàn)在社會上各行各業(yè)都在進(jìn)行智能化改造，智能化程度都在不斷提高。本文在全面了解目前軌道交通行業(yè)通信系統(tǒng)運(yùn)維現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，并參考國內(nèi)外通信運(yùn)營商的系統(tǒng)運(yùn)維現(xiàn)狀，針對軌道交通行業(yè)的通信系統(tǒng)提出一些智能化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)的應(yīng)用需求場景和建設(shè)思路。

關(guān)鍵詞：智能運(yùn)維;數(shù)據(jù)中臺;故障診斷;質(zhì)量評價;應(yīng)急指揮

1 通信系統(tǒng)運(yùn)維現(xiàn)狀

目前軌道交通行業(yè)涉及眾多的通信系統(tǒng)，包括傳輸、數(shù)據(jù)網(wǎng)、無線網(wǎng)、電話交換及接入網(wǎng)、調(diào)度系統(tǒng)、動力環(huán)監(jiān)、視頻監(jiān)控、漏纜監(jiān)測、應(yīng)急通信、光纜監(jiān)測、車載監(jiān)測、以及各種監(jiān)測檢測系統(tǒng)。在運(yùn)行層面構(gòu)建了多樣化的專業(yè)網(wǎng)管和監(jiān)測檢測系統(tǒng)網(wǎng)管，有針對性地提供各個專業(yè)及通信子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、配置和狀態(tài)采集、查看能力，主要服務(wù)對象是網(wǎng)管中心、監(jiān)控中心等專門崗位。

雖然在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上沒有運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，但其實(shí)際維護(hù)難度卻常常超過運(yùn)營商。

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)的飛速發(fā)展，國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)化組織、運(yùn)營商及服務(wù)商都在積極探索網(wǎng)絡(luò)智能化運(yùn)維的需求、架構(gòu)、算法和應(yīng)用場景，并逐步由概念進(jìn)入落地階段。

本文在以上現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，提出一些針對軌道交通行業(yè)通信系統(tǒng)智能運(yùn)維的建設(shè)思路。

2 遇到的問題

目前，為了提高對各通信系統(tǒng)的支撐效果，已經(jīng)建立了若干運(yùn)維支撐類系統(tǒng)，包括綜合網(wǎng)管、專業(yè)網(wǎng)管、各類監(jiān)測檢測系統(tǒng)。這些系統(tǒng)均相互獨(dú)立，客觀上以“數(shù)據(jù)孤島”的形式存在，之間的數(shù)據(jù)無法互通，缺少有效的聯(lián)動。雖然這些系統(tǒng)提升了運(yùn)維效率，但依然高度依賴維護(hù)及管理人員的經(jīng)驗(yàn)、精力和責(zé)任心，運(yùn)維工作量大、效率低、效果參差不齊。

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)的飛速發(fā)展，國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)化組織、運(yùn)營商及服務(wù)商都在積極探索通信網(wǎng)絡(luò)智能化運(yùn)維的需求、架構(gòu)、算法和應(yīng)用場景，并逐步由概念進(jìn)入落地階段。

3 智能運(yùn)維系統(tǒng)的規(guī)劃

首先通過從各專業(yè)網(wǎng)管的北向接口，對各系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲，實(shí)現(xiàn)對各通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集和集中管理;在實(shí)時采集網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控、故障診斷、質(zhì)量評價、應(yīng)急指揮等功能。

3.1 通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中管控

通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管控是實(shí)現(xiàn)通信智能運(yùn)維的核心與基礎(chǔ)。主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等功能，形成實(shí)際上的通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)中臺。

首先面向各專業(yè)網(wǎng)管、監(jiān)測檢測等系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集;所收集數(shù)據(jù)包括各系統(tǒng)實(shí)時告警信息、設(shè)備及業(yè)務(wù)資源信息、系統(tǒng)性能指標(biāo)等。然后分專業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，實(shí)現(xiàn)采集結(jié)果數(shù)據(jù)的抽取、清洗、轉(zhuǎn)換及加載等過程。再按照數(shù)據(jù)類型進(jìn)行存儲，包含事件類數(shù)據(jù)（如告警事件、接口信令、故障記錄等）、指標(biāo)類數(shù)據(jù)（如性能指標(biāo)、質(zhì)量分析結(jié)果、話統(tǒng)計數(shù)器等）和對象類數(shù)據(jù)（如設(shè)備資源、網(wǎng)絡(luò)資源等）。除上述結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)之外，還包括對非結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲能力，如圖片、視頻等。

另外對于無法自動采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可通過人工維護(hù)的方式將站點(diǎn)、設(shè)備放置點(diǎn)、機(jī)房、機(jī)架、光纜線路等信息進(jìn)行錄入或?qū)搿?/p>

3.2 設(shè)備綜合監(jiān)控

通過所收集的實(shí)時告警信息，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將不同專業(yè)、不同廠家的告警按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，并統(tǒng)一呈現(xiàn)。根據(jù)實(shí)際需求對不同類型的告警重新設(shè)置告警級別，并在監(jiān)控界面中顯示。

通過資源信息，呈現(xiàn)各系統(tǒng)的設(shè)備拓?fù)溥B接圖、設(shè)備面板圖、業(yè)務(wù)承載信息等。配合GIS地圖，以電子地圖為背景顯示通信站點(diǎn)及機(jī)房的分布情況，在GIS地圖上查看站點(diǎn)、機(jī)房及設(shè)備分布情況。當(dāng)設(shè)備有告警時，可在GIS圖層上查看告警提示。

3.3 故障智能診斷

通過實(shí)時告警監(jiān)控、告警標(biāo)準(zhǔn)化處理、工程告警管理、告警診斷分析、告警統(tǒng)計分析等功能，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)故障的全面展現(xiàn)和智能診斷。

工程告警管理：用戶可根據(jù)施工停機(jī)計劃，將相應(yīng)的通信設(shè)備設(shè)置為工程模式，在此模式下的通信設(shè)備將不顯示任何實(shí)時告警。用戶也可將施工停機(jī)計劃導(dǎo)入系統(tǒng)，系統(tǒng)自動將計劃內(nèi)的設(shè)備設(shè)置為工程模式。待施工結(jié)束后，取消設(shè)備的工程模式，實(shí)時告警聲光提示重新生效。

告警診斷分析：通過自定義相關(guān)規(guī)則，對多個告警事件進(jìn)行相關(guān)性分析，自定義的規(guī)則包括時間相關(guān)性（間隔時間）、資源相關(guān)性（告警對象是否一致）、事件相關(guān)性（告警名稱因果關(guān)系）;根據(jù)規(guī)則對當(dāng)前所有活躍告警信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，呈現(xiàn)分析結(jié)果，包括告警定位信息、根源告警和衍生告警等。根據(jù)告警名稱、告警對象關(guān)聯(lián)出一段時間內(nèi)的歷史告警信息、影響業(yè)務(wù)信息、原因分析、處理建議等。

故障工單收發(fā)：在實(shí)時告警界面選擇需要派發(fā)的告警一鍵生成工單信息并直接派發(fā)，可將告警相關(guān)信息自動填充到工單中，并關(guān)聯(lián)出在歷史故障處理過程中形成的故障處理建議;處理人員收到工單并完成故障處理后，進(jìn)行工單回復(fù)。可以根據(jù)工單完成時間、工單狀態(tài)等維度對不同單位的故障工單進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計對象包括區(qū)域、工單受理人、工單處理時間等。

3.4 質(zhì)量評價健康管理

通過收集專業(yè)網(wǎng)管、設(shè)備檢修記錄等多來源數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和評價，最后對各系統(tǒng)進(jìn)行評價結(jié)果的展現(xiàn)。評價結(jié)果包括設(shè)備質(zhì)量、工作質(zhì)量、系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量。設(shè)備質(zhì)量是指設(shè)備的客觀狀態(tài)質(zhì)量，包括機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能;設(shè)備質(zhì)量的評價以設(shè)備檢修記錄和網(wǎng)管動態(tài)指標(biāo)為評價依據(jù)。工作質(zhì)量是指維護(hù)、管理人員在生產(chǎn)活動中所達(dá)到的質(zhì)量，包括技術(shù)水平、工作態(tài)度和維護(hù)管理任務(wù)的執(zhí)行程度;工作質(zhì)量的評價以生產(chǎn)計劃的完成情況和問題庫的解決情況為評價依據(jù)。系統(tǒng)運(yùn)用質(zhì)量是指通信系統(tǒng)在使用過程中的動態(tài)質(zhì)量，是運(yùn)用中的系統(tǒng)、設(shè)備及電路在規(guī)定的技術(shù)條件下所能完成其功能的程度;運(yùn)用質(zhì)量以網(wǎng)管動態(tài)指標(biāo)為依據(jù)。

3.5 作業(yè)過程管控

對各專業(yè)的設(shè)備設(shè)施信息進(jìn)行規(guī)范化處理，制定統(tǒng)一的檢修過程數(shù)據(jù)模型，對所有檢修項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)各維護(hù)單位檢修計劃的自動編制和檢修對象表自動生成。現(xiàn)場檢修人員按照標(biāo)準(zhǔn)化的記錄格式逐項(xiàng)勾選、填記，填寫檢修結(jié)果，最大程度的實(shí)現(xiàn)檢修過程標(biāo)準(zhǔn)化，并且通過上傳照片、視頻等形式，實(shí)現(xiàn)管理部門對檢修結(jié)果的可視化管理。一線檢修人員可通過移動終端進(jìn)行檢修結(jié)果的記錄和上傳。

3.6 應(yīng)急調(diào)度指揮

以應(yīng)急指揮為核心，應(yīng)急資源管控和應(yīng)急調(diào)度為支點(diǎn)，建立應(yīng)急調(diào)度指揮體系，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急視頻指揮、現(xiàn)場情況反饋、專家遠(yuǎn)程支持、資料分享等。為指揮中心和應(yīng)急搶險作業(yè)提供實(shí)時的音視頻交流手段，有效保障指揮的有序性和即時性，并對指揮過程進(jìn)行全程錄制和保存，以供事后總結(jié)和分析。

4 新技術(shù)的應(yīng)用

建設(shè)私有云平臺，將各專業(yè)網(wǎng)管系統(tǒng)統(tǒng)一部署在云平臺上，發(fā)揮云平臺彈性計算、部署簡單、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，建設(shè)通信智能運(yùn)維平臺。同時保證私有云平臺與公網(wǎng)之間的網(wǎng)絡(luò)安全。

5 結(jié)束語

通信系統(tǒng)運(yùn)維工作向智能化方向演進(jìn)，已是行業(yè)發(fā)展的大勢所趨。但是如何進(jìn)行智能化運(yùn)維、采用哪些先進(jìn)技術(shù)達(dá)到智能化效果，卻沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范供運(yùn)維人員參考。本文是從集中監(jiān)控管理的角度提出了通信智能運(yùn)維的一些想法。

參考文獻(xiàn)：

[1]龍章勇，卜愛琴.鐵路通信概論[M].中國鐵道出版社，2014.

[2]藍(lán)茜英，蔣笑冰.鐵路專用通信[M].中國鐵道出版社，2011.

[3]劉治民.地鐵通信智能運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用和實(shí)踐[J].中國新通信，2019，21（11）：18.

[4]胡建華.面向業(yè)務(wù)的智能運(yùn)維系統(tǒng)探索與實(shí)踐[J].2018.

[5]徐良燕.電力通信運(yùn)維中關(guān)于智能化支撐的探索[M].中國期刊網(wǎng)，2020.