GSM—R網(wǎng)絡(luò)主要的監(jiān)測工具與監(jiān)測方法

趙興強

摘要：隨著近年來鐵路客運專線及高速鐵路不斷建設(shè)發(fā)展，GSM-R網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)規(guī)模日益擴大，同時高速鐵路的GSM-R網(wǎng)絡(luò)還承載了CTCS-3級列車控制等重要系統(tǒng)的車-地信息傳輸業(yè)務(wù)，是列車行車控制系統(tǒng)中的重要組成部分，因而必然會對網(wǎng)絡(luò)的安全性及可監(jiān)控性提出更高的要求。本文主要對鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的設(shè)備的監(jiān)控管理方法進行了分析，對GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)進行了重點介紹。詳細介紹了C3接口監(jiān)測系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)中的功能。在全方面的介紹了現(xiàn)有的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)后，本文對未來鐵路GSM-R 網(wǎng)絡(luò)接口監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展也進行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：鐵路GSM-R 監(jiān)控系統(tǒng) 接口監(jiān)測技術(shù) 監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展

中圖分類號： TN929文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2015）01（c）-0000-00

1 網(wǎng)絡(luò)概述

隨著近年來鐵路客運專線及高速鐵路不斷建設(shè)發(fā)展，鐵路GSM-R通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋里程及用戶數(shù)量大量增加，組網(wǎng)規(guī)模日益擴大，網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運行面臨越來越多的挑戰(zhàn)。此外，在高速鐵路區(qū)段GSM-R網(wǎng)絡(luò)還承載了CTCS-3級列車控制、機車同步操控等重要系統(tǒng)的車-地信息傳輸業(yè)務(wù)，是列車行車控制系統(tǒng)中的重要組成部分，因而對網(wǎng)絡(luò)的安全性及可靠性提出了更高的要求。合理有效的配置監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控手段能夠在不影響系統(tǒng)運用的情況下，實時采集數(shù)據(jù)和信令，快速定位故障點，輔助進行網(wǎng)絡(luò)分析，最大限度的保障整個網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。

2 目前GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)控方法

GSM-R網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成設(shè)計的子系統(tǒng)與網(wǎng)元功能實體紛繁復(fù)雜，在不同功能實體的設(shè)備之間，通過定義不同的接口及特定的協(xié)議類型來進行通信。現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)運營管理體系已經(jīng)采用以下幾大類工具。

2.1 設(shè)備廠商提供的配套網(wǎng)管系統(tǒng)

網(wǎng)管系統(tǒng)大部分功能是針對各個網(wǎng)元硬件設(shè)備運行狀態(tài)的一種監(jiān)控，能夠提供詳細的管理維護指導(dǎo)和描述，但需要通過預(yù)先配置用戶數(shù)據(jù)參數(shù)才可以對相應(yīng)的用戶消息進行跟蹤。對具體問題需要聯(lián)合多種類網(wǎng)管系統(tǒng)分析才能處理解決。同時要求網(wǎng)絡(luò)維護人員具有一定的網(wǎng)絡(luò)維護經(jīng)驗和鐵路業(yè)務(wù)知識。

2.2 信令消息監(jiān)測分析設(shè)備

信令消息分析設(shè)備使用比較靈活，一般通過高阻跨接方式對信令傳輸通道上的消息進行接收和分析。通過配置不同的板卡及內(nèi)部的協(xié)議可以對多種網(wǎng)絡(luò)接口進行監(jiān)測，是網(wǎng)絡(luò)運營維護工作中非常重要的工具和手段。但這類大多側(cè)重于臨時性數(shù)據(jù)分析，接口數(shù)量非常有限，不能滿足鐵路通信網(wǎng)絡(luò)對涉及行車安全的重點業(yè)務(wù)流程全程監(jiān)控的要求。

2.3 針對具體業(yè)務(wù)流程的監(jiān)測和記錄系統(tǒng)。

此類設(shè)備以呼叫確認中心（AC）為代表，能夠反應(yīng)緊急呼叫業(yè)務(wù)的應(yīng)用和組織情況記錄。但由于觸發(fā)機制、分析層次等原因，不能夠提供業(yè)務(wù)異常狀態(tài)的實時網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，缺少與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)聯(lián)系的實時有效的分析依據(jù)。

2.4 針對GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

2.4.1 GRIS接口服務(wù)器

GRIS接口服務(wù)器GSM-R核心網(wǎng)分組域的重要組成部分，采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制，完成各種應(yīng)用數(shù)據(jù)的傳送。在GRIS監(jiān)控終端可以查看車-地之間業(yè)務(wù)的實時運用情況，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)流向，判斷數(shù)據(jù)發(fā)送異常的故障點。這些數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r顯示，并有存儲記錄，能夠為日后分析故障及事故提供可靠的分析材料。GRIS接口服務(wù)器還有一定的綜合查詢統(tǒng)計功能，通過設(shè)置不同的參數(shù)，能夠統(tǒng)計分析進路預(yù)告發(fā)送成功率、調(diào)度命令發(fā)送成功率等網(wǎng)絡(luò)指標，為網(wǎng)絡(luò)的管理維護提供了依據(jù)。

2.4.2 Gb接口監(jiān)測設(shè)備

Gb接口是分組域設(shè)備SGSN與基站控制設(shè)備BSC之間的接口，是核心網(wǎng)與無線接入網(wǎng)的重要分界。Gb接口監(jiān)測系統(tǒng)可以方便的實現(xiàn)對移動臺的狀態(tài)跟蹤，完成對移動臺移動性管理和會話管理，實時查看移動臺分組域各種業(yè)務(wù)的應(yīng)用情況，通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以快速定位故障點。

2.4.3 C3接口監(jiān)測系統(tǒng)

C3接口監(jiān)測系統(tǒng)是針對高速鐵路列車運行主要涉及的A接口、Abis接口及PRI接口進行實時監(jiān)測的重要設(shè)備，是及時發(fā)現(xiàn)處理各種運用障礙，快速定位故障點的重要手段。

C3接口監(jiān)測系統(tǒng)一般由信號采集部分，信號數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)部分，數(shù)據(jù)存儲部分、綜合分析處理部分等構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集電纜以高阻跨接在鏈路上，實時采集鏈路上的消息，在匯接處理后進入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對采集設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)進行解析處理，并將處理后的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，為綜合分析系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源；分析處理系統(tǒng)利用存儲的數(shù)據(jù)進行綜合分析、匯總統(tǒng)計，經(jīng)過處理后提供給維護人員大量實用的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。

系統(tǒng)以預(yù)設(shè)的用戶參數(shù)為標識，對所有被監(jiān)測用戶的網(wǎng)絡(luò)信令進行全程在線實時跟蹤，在進行條件查詢時，可以關(guān)聯(lián)顯示A接口、Abis接口及PRI接口上的相關(guān)用戶信令消息，使得整個業(yè)務(wù)流程處于一種可查、可控的狀態(tài)。同時，由于C3接口監(jiān)測的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，整個系統(tǒng)在進行基本的信令消息監(jiān)控之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)許多網(wǎng)管設(shè)備不具備的功能：

（1）真正實現(xiàn)機車車輛的實時監(jiān)控，通過綜合分析送來最終顯示的消息實時監(jiān)測機車的運行信息，包括機車位置、所在小區(qū)電平情況、以及各個接口的狀態(tài)信息。

（2）可以對網(wǎng)絡(luò)信令鏈路的狀態(tài)進行監(jiān)測，對話務(wù)負荷進行統(tǒng)計，方便對整個網(wǎng)絡(luò)性能進行統(tǒng)計，分析網(wǎng)絡(luò)“瓶頸”；

（3）為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供了參考和依據(jù)；有助于用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與報表統(tǒng)計。

3 GSM-R 網(wǎng)絡(luò)接口監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展

隨著GSM-R鐵路移動通信事業(yè)的蓬勃發(fā)展， GSM-R 網(wǎng)絡(luò)接口監(jiān)測系統(tǒng)也在不斷的改進和完善。今后的發(fā)展方向主要由以下幾個方面：

3.1 多樣化

能夠監(jiān)控更加豐富和全面的接口種類。目前整個網(wǎng)絡(luò)分組域的監(jiān)控手段還較為單一，既有鐵路區(qū)段也沒有配置相關(guān)的接口監(jiān)測設(shè)備，隨著鐵路運輸對GSM-R網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的也必將不斷發(fā)展和完善。

3.2 智能化

通過完善綜合分析功能，將人工智能中專家系統(tǒng)技術(shù)和鐵路GSM-R移動通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合。通過建立合理的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及故障處理知識庫，運用有效的推理機制，增強和豐富系統(tǒng)的分析能力。針對網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，智能化的專家分析系統(tǒng)能夠快速定位故障并提供解決方案，分析網(wǎng)絡(luò)運營數(shù)據(jù)，向網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員提供合適的優(yōu)化建議。

3.3 綜合化

通過完善的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能、利用數(shù)據(jù)資源的優(yōu)勢，可以對網(wǎng)絡(luò)信令鏈路的狀態(tài)進行監(jiān)測，對話務(wù)負荷進行統(tǒng)計、對整個網(wǎng)絡(luò)性能進行統(tǒng)計，分析網(wǎng)絡(luò)“瓶頸”，有助于對用戶數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和有針對性的報表統(tǒng)計。

參考文獻

[1] 丁建文，鐘章隊，接口監(jiān)測系統(tǒng)在GSM-R運營維護中的應(yīng)用[J].中國鐵路，2011，8

[2] 董麗，GSM-R數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)接口監(jiān)測系統(tǒng)的完善與應(yīng)用[J].鐵道通信信號，2014，7

[3] 孫斌，GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口監(jiān)測系統(tǒng)在高速鐵路運營維護中的應(yīng)用[J]. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新， 2011， 2

[4] 蔣笑冰.GSM-R系統(tǒng)技術(shù)演進發(fā)展方向[J]. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新， 2011， 2