GPRS业务在线监测及统计分析系统的运用情况分析

陶友好 上海铁路局上海铁路轨道交通开发有限公司

GPRS业务在线监测及统计分析系统的运用情况分析

陶友好 上海铁路局上海铁路轨道交通开发有限公司

通过对GSPS在线监测统计分析系统的案例分析，介绍高铁GSM-R网络维护的新方法，在此基础上提出在线监测的研究和发展方向。

接口采集；信令数据；进路预告；IP地址

1 背景

随着我国铁路GSM-R事业的发展，各种新业务的开通，如何保证该网络的可靠性，已经是当前国内外关于GSM-R系统研究的重点。当网络出现故障时，对于通信网络问题查找分析也多限于路测和拨测，它们有各自的局限性。并且GSM-R网络设备存在着多样性，这更增加了网络维护的难度。实践证明现有的GSM-R网络维护方法远不能满足实际工作的要求，为此，我们提出了GSM-R网络GPRS及短消息无线数据业务在线监测及统计分析系统。该系统通过分析和采集GB、GN、GI和A接口信令数据，实时监测网络性能。当发现故障时提供充足的数据源和稽查策略，为及时查找和定位故障提供技术支持。对加强列车安全管理，提高运营效率具有重大意义。

2GPRS无线数据线监测及统计分析系统的作用

2.1 提供友好操作界面

基于IE浏览器为基础采用B/S架构，利用互联网技术无论何时何地均可接入查看系统运行情况。操作简单，方便系统操作人员实时进行维护，提高了维护工作的及时性。

2.2 自动进行系统日常维护

系统实时采集并分析调度命令、进路预告、车次号校核、GRISIP查询等业务，然后产生相应的报表供监控人员可随时掌握网络运行状况，打破了指标统计方式被动的模式，提高了系统维护的主动性。

2.3 实现了对多接口的统一监测

在线同时采集A、GB、GN和GI等接口数据，提供多接口数据关联和业务发送信令流程分析，实时了解网络运行状况。解决了对各接口的统一监测，对信令系统中所发生的故障/事件能及时分析和反应，提高了维护工作的系统性。

2.4 实现了对故障的预防和快速准确定位

实现了对多接口联合分析，多接口关联功能灵活，支持逐条关联和大视图关联两种方式 ，用户可根据需要选择查看单业务在各接口的状态。并且可以通过统计IP地址的方式对GB口上下行流量进行统计，该功能可以统计到每个IP产生的流量，可以定位到哪个IP地址导致GB链路的拥塞，帮助维护人员使用该系统第一时间找出故障原因并解决，有利于查找全网及设备间的配合故障等情况很难监测，故障排查繁琐和处理时间长等疑难杂症，提高了故障处理的准确性。

2.5 强大的系统查询检索功能

提供详细的事件查询过滤功能，可基于车次号、机车号、LAC、CI、IMSI关联或独立查询。并且为维护人员提供对历史数据的查询功能，提高了查找数据的工作效率。

2.6 为管理者提供全面及时客观有效的决策支持

实现了对短信业务指标的统计，对发送短信内容、发送和接收方的手机号码，在线路出现故障时的责任认定提供有力依据，提高了责任认定的权威性。

2.7 适应铁路信息化发展要求

随着铁路高速发展，GSM-R网络运营也不断扩大，网元和链路数量增多，网络承载业务种类多，网络互联关系日趋复杂，由于该系统是基于MDSOSS系统架构，该架构在三大电信运营商的网络中（超大流量，超复杂业务环境）已经取得了成功的运用效果，完全满足铁路信息化发展要求。

3 网络拓扑

3.1 设备部署

在上海铁路局GSM-R核心网机房部署了GSM-R网络无线数据业务在线监测及统计分析系统，设置GB、GN和GI接口采集和数据存储服务器共2套，对GB、GN和GI接口进行实时数据采集和管理，系统网络拓扑图，见图1。

图1 上海局GSM-R系统监控平台网络拓扑图

GB、GN、和GI口监测范围如下：GB口：宁杭线和杭甬线共计4条E1链路

GN口：全部数据；

GI口：全部数据。

3.2 采集方式

GB口采集方式

网络类型：E1链路；采集原理：高阻跨接。

处理步骤：采集到的信号经过放大等处理转化为原始信令数据，将原始信令数据发送到数据处理服务器，数据处理服务器对原始信令数据进行压缩存储，而后由数据处理服务器对原始信令数据进行深度解析（解析过程严格按照铁路规范的标准进行解析），对解析后的数据按照铁路规范标准进行数据合成，形成CDR（呼叫过程详细记录），CDR经过处理后发送到数据库服务器进行入库，供前台界面进行查询。

GN和GI口采集方式网络类型：IP网络；采集原理：端口镜像。

处理步骤：端口镜像后的数据发送到数据采集卡，由采集处理器对采集卡接收到的原始信令数据进行压缩存储，而后进行深度解析（解析过程严格按照铁路规范的标准进行解析），对解析后的数据按照铁路规范标准进行数据合成，形成CDR（呼叫过程详细记录），CDR经过处理后发送到数据库服务器进行入库，供前台界面进行查询。

4 应用情况

自试运行以来，系统运行稳定，采集数据统计准确：

4.1 日常统计功能展示

（1）GB口统计：见表1。

表1 GB口指标统计情况表

（2）GN口指标统计：见表2。

表2 GB口指标统计情况表

（3）GI口指标统计：见表3

表3 GI口指标统计情况表

4.2 实际案例分析

4.2.1 部分列车进路预告情况

故障现象：杭深线多趟动车的进路预告信息不能正常接收。

故障分析：上海局管内大批量机车进路预告接收不正常现象原因主要有以下几个：

（1）本局核心网SGSN设备故障会导致在上海局管内所有车次进路预告无法接收。

（2）本局核心网GGSN设备故障会导致所有隶属上海局的列车无法接收进路预告。

（3）本局GRIS设备故障会导致所有在上海局管内的列车无法接收进路预告。

（4）外局核心网设备故障会导致跑到上海局管内的外局列车无法接收进路预告。

处理过程：

（1）维护人员通过GRIS网管、Gn接口检测系统查看发现 D3104、D3102、D3122在9:05:30以后均无车次号校核信息发送，进路预告信息均无签收情况。随后检查SGSN、GGSN、BSC上都没有发现告警。

（2）通过动车组管理信息系统查询发现上述不正常的车次都属于南昌局的列车，故又对D382、D3216、D3218、D3210这几趟同样是南昌局的列车进行查看，发现也是同样的故障现象，故怀疑是南昌局核心网那边可能发生了设备故障。

（3）再次对北京局的D166、G56以及上海局的D3120次列车进行查看，发现进路预告接收均正常，由此可以大致判定是南昌局的问题。

（4）电话询问南昌核心网工区，得到的答复是南昌局数据网发生了故障。

故障原因：南昌局数据网故障导致隶属南昌局的列车在上海局管内接收不了进路预告信息

4.2.2D3214收不到进路预告分析

故障现象：D3214次无法收到进路预告。

故障分析：单趟列车无法收到进路预告，首先我们应该了解进路预告触发的三个要素：

（1）该车运行在前方站区间；（2）列车正常上报车次号校核信息；（3）前方站采用集中控制模式即已经排出该车进路。

根据三要素可以从网管上对故障进行定位，找出故障点。

处理过程：

（4）维护人员在Gb接口网管上查询D3214，发现车次号校核信息上报正常，但其内容包含的机车号为460320，与其他车上报格式不一致。

（5）Gb网管上显示，CTC下发进路预告信息后，GRIS并没有直接转发给CIR，并且所携带的机车号为0460320，该格式与正常车的机车号格式不一致。

（6）维护人员与北京核心网联系，根据网管中显示的该车IP地址：10.15.10.2对应的机车号为30200320，并非该车上报的机车号及CTC下发的机车号。

（7）CIR上报的机车号为TAX箱提供，收不到进路预告是由于CTC内部车次与机车匹配有问题，导致下发机车号也是存在错误，由于GRIS根据CTC提供的机车号查询不到对应的IP地址导致无法转发该进路预告。

故障原因：CTC内部机车号与车次号匹配导致下发无效机车号。

5 下一步工作目标

根据上海局的要求，以及以往出现问题的经验总结，同时结合C3接口监测系统中的优点，对该系统提出以下几点新需求。

（1）单一接口全流程关联

主要完成Gb、Gn接口的信令面与用户面流程的关联，当系统业务出现故障时可以根据全流程的关联快速定位故障是否出现在该接口，找到故障原因。

（2）多接口全流程关联分析

主要完成三个接口(Gb、Gn、Gi)的故障联合分析，当系统业务出现故障时可提供根据某些特征对三个接口的原始数据进行自动关联，自动提取三个接口的原始信令数据进行展示，以便进行问题定位。以根据三个接口的各个接口的全流程分析，加上三个接口的关联分析，快速准确定位故障出现在那个接口，进而根据单一接口的全流程分析找到问题所在。

（3）相关业务报表自动生成

根据单一接口的全流程分析以及多接口的关联分析，设置报表格式，完成相应需要提取的数据，形成报表，降低维护人员工作量，提高报表的真实准确程度。

新增功能涉及到系统架构及代码的更改，计划如下：

①Gn接口全流程查看功能。可以提供根据某些特征对所有记录的全流程提取和展示。

②Gb接口全流程查看功能。提供根据某些特征对所有记录的原始数据全流程提取和展示。

③Gn、Gb、Gi三接口流程关联分析。

6 结论

该系统为铁路局GSM-R网络提供了新的故障定位手段和新的应用技术，后期在新需求开发完成后，不但能够提高对故障定位的准确性和及时性，而且承载的业务功能强大，能给监控人员提供更方便更快捷的使用体验，缩短处理故障的时间。GSM-R网络无线数据业务在线监测及统计分析系统的使用，将为高铁运输安全生产提供更加可靠的通信保障。

责任编辑：万宝安

来稿日期：2014-09-02