铁路传输网资源管理系统分析

胡 新

胡 新:北京铁路局北京铁路通信技术中心 工程师，100038北京

铁路通信传输网络作为通信业务和信息网络的基础承载网络，需要科学有效地调度传输网资源，提升网络承载的可靠性和响应及时性。而铁路的快速发展也对铁路通信业务需求及信息化管理提出了更高的要求，迫切需要开发铁路传输网资源管理系统，以实现对铁路传输网资源统一管理、统一调度，实现资源信息共享，规范资源流程，从而提高资源配置可靠性和效率。

1 需求分析

铁路传输网资源管理系统 (简称资源管理系统)，应围绕资源数据统一管理、统一调度的核心目标，通过图形化的呈现和流程化的调度，提高资源配置效率;通过科学、丰富的统计分析工具，增强资源配置的可靠性;通过严密的数据结构和权限管理，实现数据的完整性和系统安全性。因此，资源管理系统主要功能需求如下。

1．资源维护管理功能。实现传输网中相关空间资源、设备资源、光缆网络、管线资源及资源间关联关系的维护和管理，保证资源台账的导入和核查，支持对资源的增删改查。

2．资源调度管理功能。实现光纤、板块、电路和波道等网络核心资源的申请、停闭、调整等流程化调度管理，将自动化的通道分析与手动资源路径相结合，以提高调度效率，并应实现资源调度的可见、可控、可分析和可追溯。

3．拓扑呈现管理功能。将网络中的资源按照组织结构进行分层、分类显示，显示形式应包括系统组织图、设备面板图、通道组织图和电路路由图等。如果将专业网络及厂商网管纳入管理，还需要支持业务系统视图和厂商网管结构图。

4．数据共享功能。可向其他系统提供资源数据，通过共享数据实现资源分层管理，定期生成需要上报的报表和资源数据，可对报表和数据版本进行管理，支持上层系统对数据的实时查询。

5．资源统计管理功能。支持报表任务制定、报表形式和内容的制定，可定期生成和输出打印报表。

6．系统安全管理功能。可对用户、用户组信息进行管理，并按照用户类别赋予系统使用权限。同时具备自管理能力，可对自身模块和进程进行激活和去激活。

7．系统接口功能。具备面向上、下级资源管理系统的南北向接口功能，包括数据同步接口、界面调用接口、调度流程接口等。而且具备面向传输设备网管系统的接口功能，包括资源相关告警、性能和网络分析接口等。

2 系统结构

资源管理系统应具有易用、安全、良好扩展的特点。充分考虑我国铁路的管理体制，铁道部与各铁路局需要共享相关数据和功能界面。为了保证系统间数据和功能共享的便利，系统结构推荐采用B/S架构 (即Web页面方式)，而功能设计采用分层、模块化结构并具备良好的扩展能力。资源管理系统功能体系结构见图1，体系分层及模块结构如下。

1．基础数据管理层。包括资源维护管理模块和资源调度管理模块，实现基础资源数据的采集、适配、解析、存储，实现资源调度流程的定义、控制、管理等。

2．应用管理层。包括配置管理模块、拓扑管理模块、性能管理模块、网络优化分析模块、告警管理模块和报表管理模块等。以上模块是在数据维护与调度管理完整性、一致性和闭环性的基础上，实现资源统计报表功能。采用图形化、表格化等多种方式呈现，实现各类基础数据统计、分析、管理等拓展应用。

3．拓展应用层。预留对铁路其他各类通信业务的设备及业务管理能力。

4．系统安全管理模块。独立于各层，提供系统自身的用户管理、权限管理、系统软件/硬件管理等。

图1 铁路传输网资源管理系统功能体系结构图

3 数据结构建模

数据是系统管理的核心内容，对数据格式、完整性和关系有严格的要求。传输网络和业务网络资源之间有明确的包含、关联和继承关系，资源分类及内容归纳如表1所示。

表1 资源分类及内容

在对资源管理对象梳理归纳基础上，为进一步简洁准确地对传输网资源模型关系进行描述，采用UML(Unified Modeling Language统一建模语言)图示描述实体(类)之间的继承、包含和关联关系。使用的图示和含义如表2所示。

逻辑资源模型如图2所示，物理资源模型如图3所示。

4 工程设计

4.1 组网架构

资源管理系统组网结构应结合铁路传输网的铁道部、铁路局二级维护管理体系，按照部、局二级结构进行组网。铁道部资源管理系统主要负责全路骨干传输网络资源管理，铁路局资源管理系统负责局骨干及接入传输网络系统资源管理。二级系统间通过接口实现数据同步、界面调用、调度流程联动等工作。

4.2 主要能力指标

资源管理系统工程设计中的主要能力指标，包括系统管理能力、系统响应能力、设备性能要求、系统可靠性和系统存储能力等。

4.2.1 系统管理能力

管理网元数量:指系统管理的资源对象数量，其中传输系统按照每逻辑网元计算网元数量1套;光缆线路按照每条光缆折算网元1套;管道、干路按照每路折算网元1套。系统设计初期应充分考虑支持平滑扩容以适应网络规模的扩大，管理能力应按照不少于50%预留。

管理终端数量:指系统可支持近端接入和远程接入的并发终端数量，按照如下公式计算:图形终端访问数量=系统总用户数×10%并发操作的用户数=系统总用户数×20%

4.2.2 系统响应能力

基本操作响应时间:系统在进行基本操作情况下，响应时间小于2s。

大数据量查询响应时间:系统在大数据量查询情况下，响应时间小于10s。

4.2.3 设备性能要求

对于数据库主机来说，系统的联机操作消耗主要来自前端终端用户的数据查询，数据更新的操作对系统的实时性要求很高，一般要求在秒级给出响应。因此影响系统处理能力的主要参数取决于系统的并发用户数量，现引入Tpm(transactions per minute)作为系统处理能力设计的参数。Tpm是国内外广泛用于衡量计算机系统事物处理能力的参数，C指C基准程序。用TpmC能够较好地衡量机器的综合处理能力，并从TpmC可以获得相应的CPU及内存配置，其计算公式如下:

TpmC=(U×A×P)/(K×G)

U为并发操作用户数;A为用户每分钟平均操作数;P为每个应用平均处理事务数，按工程经验折算每次操作处理事务数为20次C基准程序;K为系统余量，按冗余要求取定50%;G为确保计算机系统正常响应情况下CPU的使用率，按工程经验不能高于70%。

4.2.4 系统可靠性

系统遵循的可靠性指标:达到99.9% 的可用水平，要求平均障碍间隔时间 (MTBF)为10kh，平均修理时间 (MTTR)小于8h。

4.2.5 系统存储能力

联机存储能力:系统的磁盘阵列容量能够保证配置数据存储6个月;经系统处理后的报表数据、分析数据在系统中存储12个月;经用户设定为重要的数据长期保存。

脱机存储能力:经系统处理后的数据可在磁带机或磁盘中长期保存 (大于3年)。

5 结束语

综上所述，资源管理系统将为铁路通信传输网资源管理水平带来提升。随着铁路通信网络的发展，资源管理系统的功能将更加丰富，网络结构更加完善，并在铁路通信网管理工作中发挥越来越重要的作用。

［1］ 铁路通信传输网资源管理办.运基通信【2011】397号文件，科技司文件:TG/DW 242－2011.

［2］ (美)弗里曼(Freeman，E．)等著，Oreily Taiwan 公司译，UML China改编．Head First设计模式(中文版)［M］ ．北京:中国电力出版社，2007，9．

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