GPRS業(yè)務在線監(jiān)測及統(tǒng)計分析系統(tǒng)的運用情況分析

陶友好 上海鐵路局上海鐵路軌道交通開發(fā)有限公司

GPRS業(yè)務在線監(jiān)測及統(tǒng)計分析系統(tǒng)的運用情況分析

陶友好 上海鐵路局上海鐵路軌道交通開發(fā)有限公司

通過對GSPS在線監(jiān)測統(tǒng)計分析系統(tǒng)的案例分析，介紹高鐵GSM-R網(wǎng)絡維護的新方法，在此基礎上提出在線監(jiān)測的研究和發(fā)展方向。

接口采集；信令數(shù)據(jù)；進路預告；IP地址

1 背景

隨著我國鐵路GSM-R事業(yè)的發(fā)展，各種新業(yè)務的開通，如何保證該網(wǎng)絡的可靠性，已經(jīng)是當前國內(nèi)外關于GSM-R系統(tǒng)研究的重點。當網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時，對于通信網(wǎng)絡問題查找分析也多限于路測和撥測，它們有各自的局限性。并且GSM-R網(wǎng)絡設備存在著多樣性，這更增加了網(wǎng)絡維護的難度。實踐證明現(xiàn)有的GSM-R網(wǎng)絡維護方法遠不能滿足實際工作的要求，為此，我們提出了GSM-R網(wǎng)絡GPRS及短消息無線數(shù)據(jù)業(yè)務在線監(jiān)測及統(tǒng)計分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過分析和采集GB、GN、GI和A接口信令數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測網(wǎng)絡性能。當發(fā)現(xiàn)故障時提供充足的數(shù)據(jù)源和稽查策略，為及時查找和定位故障提供技術支持。對加強列車安全管理，提高運營效率具有重大意義。

2GPRS無線數(shù)據(jù)線監(jiān)測及統(tǒng)計分析系統(tǒng)的作用

2.1 提供友好操作界面

基于IE瀏覽器為基礎采用B/S架構，利用互聯(lián)網(wǎng)技術無論何時何地均可接入查看系統(tǒng)運行情況。操作簡單，方便系統(tǒng)操作人員實時進行維護，提高了維護工作的及時性。

2.2 自動進行系統(tǒng)日常維護

系統(tǒng)實時采集并分析調(diào)度命令、進路預告、車次號校核、GRISIP查詢等業(yè)務，然后產(chǎn)生相應的報表供監(jiān)控人員可隨時掌握網(wǎng)絡運行狀況，打破了指標統(tǒng)計方式被動的模式，提高了系統(tǒng)維護的主動性。

2.3 實現(xiàn)了對多接口的統(tǒng)一監(jiān)測

在線同時采集A、GB、GN和GI等接口數(shù)據(jù)，提供多接口數(shù)據(jù)關聯(lián)和業(yè)務發(fā)送信令流程分析，實時了解網(wǎng)絡運行狀況。解決了對各接口的統(tǒng)一監(jiān)測，對信令系統(tǒng)中所發(fā)生的故障/事件能及時分析和反應，提高了維護工作的系統(tǒng)性。

2.4 實現(xiàn)了對故障的預防和快速準確定位

實現(xiàn)了對多接口聯(lián)合分析，多接口關聯(lián)功能靈活，支持逐條關聯(lián)和大視圖關聯(lián)兩種方式 ，用戶可根據(jù)需要選擇查看單業(yè)務在各接口的狀態(tài)。并且可以通過統(tǒng)計IP地址的方式對GB口上下行流量進行統(tǒng)計，該功能可以統(tǒng)計到每個IP產(chǎn)生的流量，可以定位到哪個IP地址導致GB鏈路的擁塞，幫助維護人員使用該系統(tǒng)第一時間找出故障原因并解決，有利于查找全網(wǎng)及設備間的配合故障等情況很難監(jiān)測，故障排查繁瑣和處理時間長等疑難雜癥，提高了故障處理的準確性。

2.5 強大的系統(tǒng)查詢檢索功能

提供詳細的事件查詢過濾功能，可基于車次號、機車號、LAC、CI、IMSI關聯(lián)或獨立查詢。并且為維護人員提供對歷史數(shù)據(jù)的查詢功能，提高了查找數(shù)據(jù)的工作效率。

2.6 為管理者提供全面及時客觀有效的決策支持

實現(xiàn)了對短信業(yè)務指標的統(tǒng)計，對發(fā)送短信內(nèi)容、發(fā)送和接收方的手機號碼，在線路出現(xiàn)故障時的責任認定提供有力依據(jù)，提高了責任認定的權威性。

2.7 適應鐵路信息化發(fā)展要求

隨著鐵路高速發(fā)展，GSM-R網(wǎng)絡運營也不斷擴大，網(wǎng)元和鏈路數(shù)量增多，網(wǎng)絡承載業(yè)務種類多，網(wǎng)絡互聯(lián)關系日趨復雜，由于該系統(tǒng)是基于MDSOSS系統(tǒng)架構，該架構在三大電信運營商的網(wǎng)絡中（超大流量，超復雜業(yè)務環(huán)境）已經(jīng)取得了成功的運用效果，完全滿足鐵路信息化發(fā)展要求。

3 網(wǎng)絡拓撲

3.1 設備部署

在上海鐵路局GSM-R核心網(wǎng)機房部署了GSM-R網(wǎng)絡無線數(shù)據(jù)業(yè)務在線監(jiān)測及統(tǒng)計分析系統(tǒng)，設置GB、GN和GI接口采集和數(shù)據(jù)存儲服務器共2套，對GB、GN和GI接口進行實時數(shù)據(jù)采集和管理，系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖，見圖1。

圖1 上海局GSM-R系統(tǒng)監(jiān)控平臺網(wǎng)絡拓撲圖

GB、GN、和GI口監(jiān)測范圍如下：GB口：寧杭線和杭甬線共計4條E1鏈路

GN口：全部數(shù)據(jù)；

GI口：全部數(shù)據(jù)。

3.2 采集方式

GB口采集方式

網(wǎng)絡類型：E1鏈路；采集原理：高阻跨接。

處理步驟：采集到的信號經(jīng)過放大等處理轉(zhuǎn)化為原始信令數(shù)據(jù)，將原始信令數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理服務器，數(shù)據(jù)處理服務器對原始信令數(shù)據(jù)進行壓縮存儲，而后由數(shù)據(jù)處理服務器對原始信令數(shù)據(jù)進行深度解析（解析過程嚴格按照鐵路規(guī)范的標準進行解析），對解析后的數(shù)據(jù)按照鐵路規(guī)范標準進行數(shù)據(jù)合成，形成CDR（呼叫過程詳細記錄），CDR經(jīng)過處理后發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務器進行入庫，供前臺界面進行查詢。

GN和GI口采集方式網(wǎng)絡類型：IP網(wǎng)絡；采集原理：端口鏡像。

處理步驟：端口鏡像后的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集卡，由采集處理器對采集卡接收到的原始信令數(shù)據(jù)進行壓縮存儲，而后進行深度解析（解析過程嚴格按照鐵路規(guī)范的標準進行解析），對解析后的數(shù)據(jù)按照鐵路規(guī)范標準進行數(shù)據(jù)合成，形成CDR（呼叫過程詳細記錄），CDR經(jīng)過處理后發(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務器進行入庫，供前臺界面進行查詢。

4 應用情況

自試運行以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，采集數(shù)據(jù)統(tǒng)計準確：

4.1 日常統(tǒng)計功能展示

（1）GB口統(tǒng)計：見表1。

表1 GB口指標統(tǒng)計情況表

（2）GN口指標統(tǒng)計：見表2。

表2 GB口指標統(tǒng)計情況表

（3）GI口指標統(tǒng)計：見表3

表3 GI口指標統(tǒng)計情況表

4.2 實際案例分析

4.2.1 部分列車進路預告情況

故障現(xiàn)象：杭深線多趟動車的進路預告信息不能正常接收。

故障分析：上海局管內(nèi)大批量機車進路預告接收不正?，F(xiàn)象原因主要有以下幾個：

（1）本局核心網(wǎng)SGSN設備故障會導致在上海局管內(nèi)所有車次進路預告無法接收。

（2）本局核心網(wǎng)GGSN設備故障會導致所有隸屬上海局的列車無法接收進路預告。

（3）本局GRIS設備故障會導致所有在上海局管內(nèi)的列車無法接收進路預告。

（4）外局核心網(wǎng)設備故障會導致跑到上海局管內(nèi)的外局列車無法接收進路預告。

處理過程：

（1）維護人員通過GRIS網(wǎng)管、Gn接口檢測系統(tǒng)查看發(fā)現(xiàn) D3104、D3102、D3122在9:05:30以后均無車次號校核信息發(fā)送，進路預告信息均無簽收情況。隨后檢查SGSN、GGSN、BSC上都沒有發(fā)現(xiàn)告警。

（2）通過動車組管理信息系統(tǒng)查詢發(fā)現(xiàn)上述不正常的車次都屬于南昌局的列車，故又對D382、D3216、D3218、D3210這幾趟同樣是南昌局的列車進行查看，發(fā)現(xiàn)也是同樣的故障現(xiàn)象，故懷疑是南昌局核心網(wǎng)那邊可能發(fā)生了設備故障。

（3）再次對北京局的D166、G56以及上海局的D3120次列車進行查看，發(fā)現(xiàn)進路預告接收均正常，由此可以大致判定是南昌局的問題。

（4）電話詢問南昌核心網(wǎng)工區(qū)，得到的答復是南昌局數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)生了故障。

故障原因：南昌局數(shù)據(jù)網(wǎng)故障導致隸屬南昌局的列車在上海局管內(nèi)接收不了進路預告信息

4.2.2D3214收不到進路預告分析

故障現(xiàn)象：D3214次無法收到進路預告。

故障分析：單趟列車無法收到進路預告，首先我們應該了解進路預告觸發(fā)的三個要素：

（1）該車運行在前方站區(qū)間；（2）列車正常上報車次號校核信息；（3）前方站采用集中控制模式即已經(jīng)排出該車進路。

根據(jù)三要素可以從網(wǎng)管上對故障進行定位，找出故障點。

處理過程：

（4）維護人員在Gb接口網(wǎng)管上查詢D3214，發(fā)現(xiàn)車次號校核信息上報正常，但其內(nèi)容包含的機車號為460320，與其他車上報格式不一致。

（5）Gb網(wǎng)管上顯示，CTC下發(fā)進路預告信息后，GRIS并沒有直接轉(zhuǎn)發(fā)給CIR，并且所攜帶的機車號為0460320，該格式與正常車的機車號格式不一致。

（6）維護人員與北京核心網(wǎng)聯(lián)系，根據(jù)網(wǎng)管中顯示的該車IP地址：10.15.10.2對應的機車號為30200320，并非該車上報的機車號及CTC下發(fā)的機車號。

（7）CIR上報的機車號為TAX箱提供，收不到進路預告是由于CTC內(nèi)部車次與機車匹配有問題，導致下發(fā)機車號也是存在錯誤，由于GRIS根據(jù)CTC提供的機車號查詢不到對應的IP地址導致無法轉(zhuǎn)發(fā)該進路預告。

故障原因：CTC內(nèi)部機車號與車次號匹配導致下發(fā)無效機車號。

5 下一步工作目標

根據(jù)上海局的要求，以及以往出現(xiàn)問題的經(jīng)驗總結，同時結合C3接口監(jiān)測系統(tǒng)中的優(yōu)點，對該系統(tǒng)提出以下幾點新需求。

（1）單一接口全流程關聯(lián)

主要完成Gb、Gn接口的信令面與用戶面流程的關聯(lián)，當系統(tǒng)業(yè)務出現(xiàn)故障時可以根據(jù)全流程的關聯(lián)快速定位故障是否出現(xiàn)在該接口，找到故障原因。

（2）多接口全流程關聯(lián)分析

主要完成三個接口(Gb、Gn、Gi)的故障聯(lián)合分析，當系統(tǒng)業(yè)務出現(xiàn)故障時可提供根據(jù)某些特征對三個接口的原始數(shù)據(jù)進行自動關聯(lián)，自動提取三個接口的原始信令數(shù)據(jù)進行展示，以便進行問題定位。以根據(jù)三個接口的各個接口的全流程分析，加上三個接口的關聯(lián)分析，快速準確定位故障出現(xiàn)在那個接口，進而根據(jù)單一接口的全流程分析找到問題所在。

（3）相關業(yè)務報表自動生成

根據(jù)單一接口的全流程分析以及多接口的關聯(lián)分析，設置報表格式，完成相應需要提取的數(shù)據(jù)，形成報表，降低維護人員工作量，提高報表的真實準確程度。

新增功能涉及到系統(tǒng)架構及代碼的更改，計劃如下：

①Gn接口全流程查看功能。可以提供根據(jù)某些特征對所有記錄的全流程提取和展示。

②Gb接口全流程查看功能。提供根據(jù)某些特征對所有記錄的原始數(shù)據(jù)全流程提取和展示。

③Gn、Gb、Gi三接口流程關聯(lián)分析。

6 結論

該系統(tǒng)為鐵路局GSM-R網(wǎng)絡提供了新的故障定位手段和新的應用技術，后期在新需求開發(fā)完成后，不但能夠提高對故障定位的準確性和及時性，而且承載的業(yè)務功能強大，能給監(jiān)控人員提供更方便更快捷的使用體驗，縮短處理故障的時間。GSM-R網(wǎng)絡無線數(shù)據(jù)業(yè)務在線監(jiān)測及統(tǒng)計分析系統(tǒng)的使用，將為高鐵運輸安全生產(chǎn)提供更加可靠的通信保障。

責任編輯：萬寶安

來稿日期：2014-09-02