智能化通信運(yùn)維及運(yùn)用研究

陳玕來(lái)，方文祥

（華信咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310052）

0 引 言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等多元化現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展與完善，從數(shù)據(jù)智能感知、分析、融合以及業(yè)務(wù)集成等方面為通信設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供智能化、數(shù)字化支持，加快既有通信業(yè)務(wù)架構(gòu)與運(yùn)維模式的轉(zhuǎn)型步伐。通信運(yùn)維時(shí)需要注重智能化技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，通過(guò)構(gòu)建智能通信運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，從而大幅提升通信運(yùn)維管理水平。

1 智能化通信運(yùn)維要求及體現(xiàn)

1.1 智能運(yùn)維要求

為保證通信運(yùn)維體系穩(wěn)定、良好運(yùn)行，發(fā)揮出智能化應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，需要打造與智能化通信運(yùn)維體系相匹配的通信一體化管控系統(tǒng)平臺(tái)，為通信運(yùn)維提供可靠支撐。管控系統(tǒng)建設(shè)與完善期間應(yīng)始終遵循國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)要求，并在全國(guó)范圍內(nèi)構(gòu)建分級(jí)體系，包括國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)等。通過(guò)對(duì)各級(jí)別進(jìn)行細(xì)分，得到上、下級(jí)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，賦予系統(tǒng)通信信息實(shí)時(shí)共享功能。此外，還需加大對(duì)通信系統(tǒng)的管控力度，為管理工作打造一體化實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)，全過(guò)程監(jiān)測(cè)通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)需設(shè)置預(yù)警功能模塊，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類(lèi)異常信息，并自動(dòng)上傳到通信運(yùn)維管理中心，為通信運(yùn)維檢修工作提供數(shù)據(jù)參考，提高工作效率與質(zhì)量。與此同時(shí)，全面整合通信資源管理系統(tǒng)中采集到的資源數(shù)據(jù)和通信網(wǎng)絡(luò)中的資源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)資源同步共享和通信運(yùn)維流程實(shí)時(shí)對(duì)接[1]。通信監(jiān)測(cè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 通信監(jiān)測(cè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1.2 智能運(yùn)維體現(xiàn)

利用可視化技術(shù)構(gòu)建在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)，全面采集系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各類(lèi)數(shù)據(jù)，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)處理為通信所需的圖形或圖像，便于通信運(yùn)維人員觀察與分析，以最短的時(shí)間找出系統(tǒng)運(yùn)行或通信期間存在的問(wèn)題，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。此外，智能通信運(yùn)維還體現(xiàn)在通信安全管理方面。通信電纜周?chē)植加须姶艌?chǎng)，通信信號(hào)傳輸時(shí)極易受電磁場(chǎng)的干擾，無(wú)法保證通信信號(hào)傳輸?shù)耐暾浴踩?。通過(guò)智能通信運(yùn)維可實(shí)現(xiàn)帶電檢修，針對(duì)每個(gè)保護(hù)裝置搭建相應(yīng)的子系統(tǒng)，獨(dú)立處理通信系統(tǒng)運(yùn)行故障，且在故障處理過(guò)程中不會(huì)對(duì)其他繼電保護(hù)裝置的整體運(yùn)行狀態(tài)造成不良影響。此外，保護(hù)裝置中收集的各類(lèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)可以在通信系統(tǒng)的支持下傳輸至管理系統(tǒng)，通信運(yùn)維人員可依托于可視化技術(shù)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)控相關(guān)設(shè)備運(yùn)行情況。

目前，通信系統(tǒng)常作為輔助性系統(tǒng)為集控中心的指揮與調(diào)度提供服務(wù)，包括數(shù)據(jù)調(diào)度、安穩(wěn)保護(hù)、語(yǔ)音調(diào)度等，應(yīng)用到的通信設(shè)備種類(lèi)較為多樣。從業(yè)務(wù)生產(chǎn)角度進(jìn)行分析，通信系統(tǒng)可細(xì)分為多個(gè)子系統(tǒng)，包括行政語(yǔ)音系統(tǒng)、應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、調(diào)度交換系統(tǒng)以及綜合管理系統(tǒng)等。智能化通信運(yùn)維的深層次探索可從4個(gè)方面進(jìn)行：一是采用移動(dòng)端管理模式或一站式管理方式，大幅提高通信運(yùn)維人員作業(yè)效率；二是細(xì)致、多維度分析子系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，提高通信運(yùn)維人員對(duì)設(shè)備運(yùn)行實(shí)際狀況的認(rèn)知程度，再結(jié)合多年運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)備可能發(fā)生的運(yùn)行故障風(fēng)險(xiǎn)加以預(yù)判；三是加大對(duì)通信設(shè)備可視化的研究力度，使終端運(yùn)維人員準(zhǔn)確了解遠(yuǎn)端情況并做到全過(guò)程把控；四是依托信息技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用通信告警分析工具，構(gòu)建完善的通信服務(wù)體系，推動(dòng)通信運(yùn)維工作智能化、規(guī)范化開(kāi)展[2]。

2 智能化通信系統(tǒng)運(yùn)維應(yīng)用分析

2.1 智能通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

2.1.1 確定采集范圍

智能通信系統(tǒng)需具備全過(guò)程采集各子系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的功能，包括子系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)與告警信息。若發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障，能夠?qū)⒐收宵c(diǎn)的范圍縮小至相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)子單元。通信系統(tǒng)運(yùn)維智能化的應(yīng)用主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：一是依托智能化技術(shù)采集各類(lèi)設(shè)備性能數(shù)據(jù)，如專(zhuān)用電話(huà)、專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備等；二是實(shí)時(shí)采集用戶(hù)終端多系統(tǒng)中的用戶(hù)操作信息，包括廣播系統(tǒng)、專(zhuān)用電話(huà)與無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)等；三是監(jiān)測(cè)采集設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，主要有電源、設(shè)備房環(huán)境、無(wú)線(xiàn)環(huán)境等。其中，電源有外電網(wǎng)、不間斷電源、電源屏等；設(shè)備房環(huán)境的主要監(jiān)測(cè)對(duì)象為室內(nèi)煙感、粉塵、溫濕度等；無(wú)線(xiàn)環(huán)境的監(jiān)測(cè)包括區(qū)間場(chǎng)強(qiáng)、同頻和臨頻干擾等。

2.1.2 確定采集類(lèi)別

一些集成子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式較為單一，無(wú)法滿(mǎn)足多樣化感知需求?；诖?，通過(guò)智能化系統(tǒng)的應(yīng)用可豐富數(shù)據(jù)采集方式與類(lèi)別。

（1）日志數(shù)據(jù)。要想多維度分析所有通信子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，需要注重日志數(shù)據(jù)的采集。首先，采集系統(tǒng)運(yùn)行日志。系統(tǒng)運(yùn)行日志包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通用主機(jī)設(shè)備、各類(lèi)專(zhuān)用設(shè)備運(yùn)行期間生成的硬件設(shè)備運(yùn)行日志，同時(shí)還包括各業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的軟件日志，如中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)、核心進(jìn)程以及應(yīng)用業(yè)務(wù)程序等。通過(guò)采集與分析運(yùn)行日志數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與健康程度的準(zhǔn)確評(píng)估。其次，采集用戶(hù)操作日志。用戶(hù)操作日志指用戶(hù)在操作使用通信系統(tǒng)時(shí)生成的日志，如操作設(shè)備、操作指令、操作時(shí)間等。通過(guò)深入挖掘、分析用戶(hù)操作日志數(shù)據(jù)，評(píng)估通信子系統(tǒng)設(shè)備操作成功率、操作響應(yīng)靈敏度等，以評(píng)估結(jié)果為依據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障預(yù)判、系統(tǒng)配置優(yōu)化的目的。最后，采集維護(hù)操作日志。維護(hù)操作日志主要記錄運(yùn)維人員針對(duì)通信系統(tǒng)所執(zhí)行的運(yùn)維操作，包括操作記錄、查詢(xún)記錄、操作時(shí)間以及賬戶(hù)登錄等。通過(guò)采集并分析維護(hù)操作日志，可以全過(guò)程管控通信系統(tǒng)運(yùn)維質(zhì)量與安全。在分析故障處理操作記錄的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)對(duì)通信系統(tǒng)故障排除程序的全面優(yōu)化，提高故障修復(fù)效率[3]。

（2）告警數(shù)據(jù)。智能通信子系統(tǒng)產(chǎn)生的告警數(shù)據(jù)來(lái)源于第三方監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與網(wǎng)管系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)反映子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行故障問(wèn)題，如無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不良、終端設(shè)備離線(xiàn)、業(yè)務(wù)中斷等。由智能運(yùn)維系統(tǒng)分級(jí)處理通信子系統(tǒng)告警數(shù)據(jù)，為故障智能檢測(cè)和處理提供數(shù)據(jù)支持，還可以實(shí)現(xiàn)智能故障排除邏輯的自動(dòng)啟動(dòng)。與此同時(shí)，關(guān)聯(lián)分析各通信子系統(tǒng)告警數(shù)據(jù)，預(yù)判、評(píng)估故障發(fā)生后的影響范圍。

（3）狀態(tài)數(shù)據(jù)。通信子系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)包括設(shè)備基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)與性能數(shù)據(jù)等，其中基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)包括設(shè)備生產(chǎn)廠商、型號(hào)、制造日期等。性能數(shù)據(jù)采集類(lèi)型如表1所示。

2.1.3 確定采集機(jī)理

由于各通信子系統(tǒng)網(wǎng)管對(duì)設(shè)備各類(lèi)數(shù)據(jù)的采集較完善，因此通信智能運(yùn)維數(shù)據(jù)采集主要采用子系統(tǒng)網(wǎng)管對(duì)接方式實(shí)現(xiàn)。無(wú)線(xiàn)環(huán)境參數(shù)、機(jī)房狀態(tài)數(shù)據(jù)等有著極高的分析價(jià)值，但不在通信子系統(tǒng)的網(wǎng)管數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集范圍內(nèi)，可由通信智能運(yùn)維系統(tǒng)直接采集[4,5]。

（1）系統(tǒng)對(duì)接采集。通信智能運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)兼容簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，還需設(shè)置多個(gè)主流協(xié)議與接口，如CORBA、Webservice等。對(duì)接各通信子系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

（2）數(shù)據(jù)直接采集?；诔笠?guī)模網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)維背景，依托傳感技術(shù)、數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)、大寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)賦予智能通信運(yùn)維系統(tǒng)更高性能，可直接高效采集各通信子系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)范圍外的數(shù)據(jù)。例如，可以在無(wú)人值守機(jī)房中安裝各類(lèi)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房環(huán)境的監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集。

2.2 智能通信系統(tǒng)功能分析

2.2.1 設(shè)備狀態(tài)預(yù)警

從設(shè)備“計(jì)劃修”制定到“狀態(tài)修”執(zhí)行涉及大量數(shù)據(jù)的積累與應(yīng)用，智能運(yùn)維系統(tǒng)可對(duì)設(shè)備運(yùn)行前后出現(xiàn)的故障進(jìn)行歸納，在此基礎(chǔ)上分析所有通信子系統(tǒng)本身以及與之相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征，并打造故障狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)故障預(yù)警的觸發(fā)條件進(jìn)行判斷，防范設(shè)備故障再次發(fā)生。通信子系統(tǒng)中開(kāi)展的業(yè)務(wù)類(lèi)型較為多樣，而且擁有多個(gè)內(nèi)部接口和外部接口。排查設(shè)備故障時(shí)，為保證排查工作有效落實(shí)，通常會(huì)對(duì)子系統(tǒng)網(wǎng)管反饋的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位觀察，再以人工形式遵循“逐級(jí)逐層”原則開(kāi)展排查。但這種排查方式效率低，而且無(wú)法做到全面排查，不能滿(mǎn)足超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)維要求。對(duì)此，應(yīng)用智能運(yùn)維系統(tǒng)構(gòu)建跨子系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)分析、排查策略庫(kù)，通過(guò)“端到端”檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障點(diǎn)的快速、精準(zhǔn)定位，設(shè)計(jì)科學(xué)可行的設(shè)備故障處理方案[6-8]。

2.2.2 運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)聚合

智能通信運(yùn)維系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后會(huì)積累豐富的運(yùn)維數(shù)據(jù)，深入挖掘分析這類(lèi)數(shù)據(jù)，橫向、縱向比較通信子系統(tǒng)軟硬件性能，明確同類(lèi)子系統(tǒng)彼此間表現(xiàn)出的差異性特征。同時(shí)，還需關(guān)聯(lián)分析系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與成本、各通信設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境之間的關(guān)系，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能存在的干擾因素進(jìn)行總結(jié)歸納，幫助通信運(yùn)維人員明確系統(tǒng)運(yùn)維重點(diǎn)，推動(dòng)后續(xù)系統(tǒng)優(yōu)化。通信運(yùn)維期間，智能運(yùn)維系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)匹配存檔設(shè)備故障狀態(tài)、故障處理情況、近期維護(hù)信息等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)匯總，盡可能找出彼此間存在的關(guān)聯(lián)性。除此之外，利用可視化技術(shù)構(gòu)建排除設(shè)備故障的知識(shí)圖譜，以此完善、優(yōu)化故障排除流程。

2.2.3 運(yùn)維平臺(tái)優(yōu)化

系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重新設(shè)備、新技術(shù)的合理運(yùn)用，深化通信設(shè)備運(yùn)維研究，并打造智能通信運(yùn)維平臺(tái)，賦予平臺(tái)擴(kuò)展升級(jí)功能，同時(shí)采取模塊化嵌入方法搭建全新且多元的應(yīng)用模塊，實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的持續(xù)完善。與此同時(shí)，通信運(yùn)維平臺(tái)可起到動(dòng)態(tài)化管理通信設(shè)備運(yùn)行情況的作用，管理對(duì)象包括業(yè)務(wù)配置、運(yùn)行中設(shè)備、備件庫(kù)存等。通過(guò)打通與生產(chǎn)管理的對(duì)接窗口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與平臺(tái)中各類(lèi)數(shù)據(jù)的同步更新，達(dá)到通信設(shè)備全生命周期管理的效果，有助于通信運(yùn)維資源的合理配置[9-11]。

3 結(jié) 語(yǔ)

在大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代化技術(shù)高速發(fā)展的背景下，通信設(shè)備及系統(tǒng)也需順應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)剖析通信系統(tǒng)運(yùn)維管理需求，在此基礎(chǔ)上合理運(yùn)用智能化技術(shù)構(gòu)建智能運(yùn)維系統(tǒng)，充分發(fā)揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集功能，并在技術(shù)的支撐下實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備狀態(tài)預(yù)警與運(yùn)維平臺(tái)全面優(yōu)化，提升通信系統(tǒng)整體運(yùn)維水平。