铁路通信网资源管理系统建设几点思考

王旭峰

（郑州铁路局电务处，郑州 450052）

近年来随着铁路建设力度的加大，造成了通信网改造频繁，由于通信资源使用单位多、透明度低，又缺乏行之有效的管理手段，致使通信资料缺漏、差错的现象十分严重，最终造成通信网重复建设和资源浪费。如何建设一套实用、安全和开放性好的通信资源管理系统，已经成为铁路通信信息化发展中的重要课题。借助地理信息(GIS)技术，运用空间数据库技术和基于SVG图形Web展示技术，是对分布广、地域性强、数据量大的通信设施进行直观管理的一种有效选择。

1 研究方向

在通信网资源管理系统建设时，应着重对以下几方面进行研究。

1）数据模型研究。铁路通信网集合了传统通信网的特征，具有数量庞大、结构复杂、拓扑性强、分布广泛和实时性高的铁路行业特点。所以，在进行系统建设时应首先考虑数据模型问题。对于传统的通信网资源管理分为管道杆路网、电缆网、光缆网、机房设备资源等，并在此基础上进一步细分为传输网、接入网、交换网、数据网、动力环境、时钟同步和微波等，这是由传统电信运营商的网络、业务规模及业务模式决定的。

但对铁路通信而言，由于通信网的网络规模及运行模式与传统电信运营商存在较大差异，具体的业务需求也有较大的差别，所以，结合铁路通信的实际应用特点，可将铁路通信网分为支撑网、光缆网和站内设备、光路、电路等。因此必须构建一个既拥有传统通信网的通用性，又包含铁路通信特色的满足铁路运输企业发展趋势的铁路通信网数据模型。

2）业务功能研究。就通信资源管理系统范畴而言，系统功能以资源管理和相关的业务流程管理为主。系统的主要功能包括：①设备资源管理，包括线路设施和机房设备管理。其中，线路设备管理分为支撑网设施管理、光缆网资源管理等；机房设备管理分为机柜／机架、传输设备、交换设备和接入设备等。②逻辑资源管理，包括光缆网系统图和传输网系统图管理。光路管理包括光路调度和配置，电路管理包括电路调度和配置。③运维管理，包括任务单、缺陷和故障管理等。④资源分析统计管理，包括满足铁路通信部门对铁路通信网资源管理要求的一些特色功能。

3）系统接口研究。与其他信息系统进行数据交换与数据共享是系统建设的重要内容。系统接口一般包括：①ERP系统的接口，通信资源是铁路企业重要资源之一，因此，它也必然属于铁路ERP的系统管理范畴。②铁路运输管理系统的接口，铁路通信设施一般依赖于铁路线路，在设备对象和物理位置上有重叠。所以，应考虑铁路工务线路数据的引用问题，包括数据结构、对象选择等。③通信监控系统的接口，系统的实时信息来源于通信监控系统。获取相关的实时数据，增强资源管理系统的功能，主要技术问题是数据交换协议透明度等。

4）展示方式研究。基于B/S模式的WebGIS是GIS发展应用的趋势，但是目前的WebGIS技术还未完全成熟，主要体现：①网络空间矢量数据的显示和发布困难；②空间对象数据挖掘技术不成熟；③异构空间数据的互操作性差。而基于XML技术的SVG为WebGIS的发展提供了一条新的途径。可缩放矢量图形SVG（Scalable Vector Graphics）是一种用来描述二维矢量图形和矢量／点阵混合图形的置标语言，是一种全新的矢量图形规范，它是一个用来设计高分辨率Web图形的页面描述语言，能够包含复杂元素，如渐变、动画、滤镜效果以及简单的文本命令等。同时它是一个基于XML的纯文本文件，可以使用记事本这类简单的文本编辑器进行编辑。最具吸引力的SVG特色是可以针对SVG的相关接口进行编程，动态地生成包含SVG图形的Web页面，这就使SVG图形生成是动态的，可以进行人机交互。进一步构建一种新型的WebGlS数据模型和矢量数据表现层的技术体系，如：①矢量通信网络模型的存储结构；②通信网络数据以及相关业务数据的传输；③通信业务模型中满足实际应用要求的人机交互；④矢量通信网络模型的表现。

2 构架设计

铁路通信资源管理系统架构主要包括：基础技术、数据建模、专题图管理、业务组件和接口组件等几部分。线路设施部分采用C/S模式维护，设备和逻辑资源采用B/S模式管理。

1）基于SVG的WebGIS技术

系统充分利用SVG的优势，构造基于Web的GIS图形操作平台，提供通用的GIS图形操作功能(如放大、缩小、漫游、旋转、图层管理、显示风格设定)以及通用图形编辑功能(如点、线、面、文本、符合图例的增加、删除、修改等)。

2）组态化模板管理

系统提供组态化的模板管理功能，对通信设备进行归类，抽象出通用的设备模型，简化设备层次结构。系统的模板是对设备对象的综合描述，不仅包括设备对象的图形、属性信息，还包括它的从属关系、连接信息以及实时通道，所以，通过模板的制作并从模板创建具体设备，可以大大提高设备初始化及设备维护效率。

3）图形化配置管理

在B/S模式下以图形的方式实现光路及电路配置管理，将复杂的光路路由、端子与光缆纤芯的连接选择以及抽象的电路路由、模拟高阶、低阶电路配置操作步骤，以灵活、直观的方式进行模拟，结合光路及电路工作流程，快速实现光路及电路的调度管理。

4）传输系统图聚合

传输系统图根据光路与传输网元的连接情况自动创建，可进行调整及美化，调整过程中可以实际管理需要将某些网元如同一个支线或同一个环的网元聚合成一个代表网元，聚合可以随时展开或取消，也可以在聚合的基础上嵌套聚合。通过聚合，可以简化传输系统图，便于管理。

3 通信资源管理系统设计示例

3.1 通信网络资源管理系统的设计目标

为实现铁路通信设备的全网重点网络资源的实时监控和管理，铁路通信资源管理系统的基本设计目标如下。

1）从综合管理的角度，统一呈现覆盖全局范围的电务通信系统，包括传输系统、调度系统、接入网等多种通信网络资源的视图，宏观把握网络运行情况，实现故障信息的集中监控和管理，提供的声光和语音告警及时准确发现故障，提高工作效率，缩短故障处理时间。

2）能够对各类网络资源的分布及利用率进行统计分析，为网络的调整、优化和扩容等工作提供数据支持。

3）能够及时发现各类网络故障，对网络中断时长、故障响应时长、误码率、丢包率等网络运行质量和服务质量等指标进行定量分析，为评价网络运维质量提供数据支持。

3.2 通信网络资源管理系统构成

基于系统的基本设计目标，通信网络资源管理系统具备的基本功能如下。

1）资源管理

系统能够对网络组织结构、通道信息、电路信息和接入层资源等相关资源信息进行统一管理，实现各类网络资源的查询、统计、分析和网络拓扑呈现、电路接入路由显示等功能。

2）故障管理

系统根据采集到的各专业网原始告警信息，并结合网络资源及资源之间的关联信息，对网络的故障情况进行关联分析，从而快速定位故障的真正原因和产生点。

3）性能管理

系统能够对传输网光功率、误码率等性能指标进行集中的实时监测，并提供对历史性能数据的分析功能。

4）统计报表

系统能够即时或定期提供各类与资源利用、故障分析、性能指标、服务质量等相关的业务分析统计报表，并可以按照不同用户的特定需求定制各类个性化报表。

系统功能结构如图1所示。

3.3 系统网络架构

通信网络资源管理系统在工程中采用集中式方式实现。系统建设一套本地资源数据库用于存放、管理本地资源数据。通信管理部门及基层维护部门通过DCN网络访问中心数据库。在系统中心采用中间件产品，保持数据库系统的高效本地连接。

数据库服务器和应用服务器选择Windows Server平台，基于双机热备构建。客户端采用主流的Windows平台。通信网络资源管理系统与营业系统之间通过专用的光纤通道连接。系统网络结构如图2所示。

3.4 数据库服务系统

系统具有优越的跨平台性能，数据库服务系统可由用户选配，MS SQL Server作为通信网络资源管理系统的缺省数据库配置。

1）地图应用服务器

地图服务器主要提供电子地图的发布、查询、分析等图形服务，它基于WebGIS构建，相关的属性数据可以从数据库服务器获取。

2）Web服务器

Web服务器以主页的方式向用户提供信息。由于动态主页技术和Java编程技术的采用，用户可通过浏览器实现灵活的交互，以获得各种有用的信息。

3）数据库服务器

数据库服务器主要用来管理所有通信资源的动态监测数据，并提供用户查询与检索。

4 系统功能介绍

基于WebGIS的信息系统已具备资源建设、施工管理、营业系统接口等方面的功能。

4.1 资源建设

本模块是系统运行的基础模块。主要管理基础信息、交换网资源、传输接入网资源、空间管线支撑资源等的建设、割接工作。

4.2 施工管理

完成企业内部工作流程管理。流程控制的设计按照“数据驱动、参数控制”的原则进行，通过参数的适当修改就能适应业务的变化需求。系统内施工流程分为业务调度、施工处理、竣工3个主要阶段。在整体流程设计上采用串行流程处理设计，在施工流程处理阶段采用并行施工流程。

4.3 营业系统接口

通信资源管理系统与营业系统之间通过接口服务模块完成信息交互，营业系统实时向通信资源管理系统发送接受到的用户业务申请，通信资源管理系统在完成施工处理后，向通信资源管理系统提供竣工信息，确认开通服务。

4.4 基本GIS功能

系统除具有通信网络资源实体的查询与分析功能外，还应具有通用的图形操作功能。如放大、缩小、漫游、导航和空间量算等。另外，专题图的制作也是通信管理信息系统的重要功能。

4.5 系统维护与管理

系统具有数据、用户权限、系统日志维护等方面内容。系统的全面完成，将极大地方便用户通过Internet方式，图形化地浏览、查询、操作相关信息，为铁路管理决策提供科学依据。并有利于公众及时了解周边环境质量状况，积极参与铁路建设管理。

5 结语

在结合铁路通信资源管理系统建设和研究过程中，提出了构建基于空间数据库的设备建模方式和基于SVG的矢量图形技术的通信网资源管理的技术体系，使系统具备了健壮、可扩展的特性，有利于系统功能实现和合理规划，有利于系统结构的灵活配置，有利于系统充分融入企业信息化管理中。另外，在基于SVG的WebGIS功能应用上还有很多问题值得探讨，如传输效率、系统响应的时效性、操作通用性等问题都需要深化研究。

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