[发明专利]车地协同的高速铁路宽带通信系统集散式网络管理系统及方法

摘要

车地协同的高速铁路宽带通信系统集散式网络管理系统及方法，包括：车载网络管理分系统、地面数据中继站、地面网络管理中心和管理客户端；所述车载网络管理分系统包括功能管理代理模块、管理分析处理模块、本地数据库、管理南向接口模块、管理北向接口模块。本发明针对高速铁路列车快速运动的特点，减少了车地间管理信息流量占用无线带宽，实现了高速铁路宽带通信系统的高效、合理的管理。

主权项

车地协同的高速铁路宽带通信系统集散式网络管理系统，其特征在于包括：车载网络管理分系统、地面数据中继站、地面网络管理中心和管理客户端；所述车载网络管理分系统包括功能管理代理模块、管理分析处理模块、本地数据库、管理南向接口模块、管理北向接口模块，其中：功能管理代理模块，通过管理北向接口模块接收来自地面网络管理中心的控制指令，所述控制指令包括配置管理、故障管理、性能管理三种指令；对于所述三种指令分别产生配置管理进程、故障管理进程和性能管理进程，通过管理南向接口模块对车载网子系统中的车载网元进行配置管理、故障管理和性能管理的任务设置；同时通过管理南向接口模块接收车载网子系统中的车载网元的响应，包括配置参数回复、故障告警信息及性能统计参数；对于配置参数回复不作处理，对于故障告警信息和性能统计参数传送给管理分析模块；管理分析处理模块，接收到功能管理代理模块的故障告警信息和性能统计参数，过滤出车载网子系统中的车载网元的实时状态信息数据，包括正常工作和非正常工作两种状态，通过管理北向接口模块经过无线链路传送给地面网络管理中心，以便地面网络管理中心能够全面地了解每个车载网子系统的运行状态，而过滤后的故障告警信息和性能统计参数保存至车载管理分系统中的本地数据库，列车在经过车站时经过工作人员人工操作，把故障告警信息和性能统计参数通过管理北向接口模块送至地面数据中继站；本地数据库，实现对管理分析处理模块中过滤后的故障告警信息和性能统计参数进行保存；管理南向接口模块，实现车载网络管理分系统及车载网子系统中的车载网元的通信连接；管理北向接口模块，实现车载网络管理分系统与地面网络管理中心及地面数据中继站的通信连接；地面数据中继站，提供对车载网子系统保存在本地数据库的故障告警信息和性能统计参数的高速下载通道，地面数据中继站分布在铁路沿途的车站内，通过光纤连接地面网络管理中心，支持地面网络管理中心实现对铁路线上所有车载网子系统的管理功能；地面网络管理中心，实现对地面的高速铁路宽带通信系统中地面接入网子系统、核心网子系统和各个车载网子系统的集中管理，是整个网络管理系统的核心，所述地面网络管理中 心包括信息采集模块、数据处理模块、管理功能模块、管理策略服务模块和管理数据库；其中：信息采集模块，采用多元化的管理通信协议与管理接口，实现对接入网子系统、核心网子系统中的网元和车载网子系统的车载网元的信息采集，信息采集方式包括同步采集与异步采集两种，对地面接入网子系统、核心网子系统中的网元的同步采集采取主动轮询方式，是由地面网络管理中心的管理功能模块定期触发，对接入网子系统、核心网子系统中的网元的异步采集是当设定的条件被触发的时候直接接收接入网子系统、核心网子系统中的网元的故障告警信息；对车载网元的管理信息，采集分两种情况，一方面车载网元实时的状态信息数据是通过无线链路从车载网络管理分系统的管理北向接口模块直接采集，另一方面车载网元的故障告警信息和性能统计参数则从地面数据中继站采集；所述的管理信息包含实时的状态信息、故障告警信息和性能统计参数；采集好的包括接入网子系统、核心网子系统和车载网子系统在内的系统的拓扑信息、配置信息、故障告警信息、性能统计参数及安全信息传输给数据处理模块；数据处理模块，将从信息采集模块得到的拓扑信息、配置信息、故障告警信息、性能统计参数及安全信息进行分类整理和组织，将接入网子系统、核心网子系统和车载网子系统中的所有网元的拓扑信息和配置信息进行同步备份；对故障告警信息进行归一化，统一故障告警信息格式，对重复的故障告警信息进行冗余过滤；性能统计参数按网元类型‑网元编号‑时间点进行整理；安全信息按时间先后进行整理；并将以上所述的处理后的拓扑信息、配置信息、故障告警信息、性能统计参数及安全信息存入管理数据库；管理数据库，存储数据处理模块处理后的拓扑信息、配置信息、故障告警信息、性能统计参数及安全信息数据，并接收管理功能模块更新后的故障告警信息；管理功能模块，接收来自管理客户端的管理控制指令，所述控制指令包括拓扑管理、配置管理、故障管理、性能管理及安全管理；对于以上五种指令分别产生拓扑轮询进程、配置管理进程、故障告警管理进程、性能管理进程及安全管理进程；接收管理策略服务模块的管理资源优化设置，定期给信息采集模块触发信息采集指令；接收管理策略服务模块的故障管理优化设置，对管理数据库的故障数据进行分级处理，优化故障管理功能，最后将优化的故障管理结果返回管理数据库更新；通过访问管理数据库的数据，完成拓扑信息的动态更新、配置信息的同步、性能数据的计算及安全权限的鉴定，并将以上拓扑信息、配置信息、性能数据的计算结果、安全权限的鉴定结果返回管理客户端；管理策略服务模块，作为管理功能模块的输入，存储了管理资源优化和故障管理优化策略；管理资源优化策略基于陷阱引导轮询管理方式，能够有效地减少网络管理引入的流量； 故障管理优化策略采用故障等级化、实时告警采集、告警事后分析的策略，提高了故障管理效率；管理策略服务模块还提供了策略库作为扩展接口，供管理客户端提交新的管理策略；管理客户端，完成操作可视化和数据可视化，提供友好的人机界面，输入拓扑管理、配置管理、故障管理、性能管理及安全管理五种管理控制指令，完成各管理结果的可视化输出；管理客户端还提供策略设置接口，供管理人员设置管理策略。