鐵路信號集中監測網管系統設計與實現

王澤旭+++范磊+++陳飛躍

摘 要：鐵路信號集中監測網管系統（以下簡稱網管系統），不僅實現了對鐵路信號集中監測系統（以下簡稱監測系統）網絡的實時監控，而且對監測系統軟件和硬件也進行實時監控，為保障監測系統的正常運行提供了有力的保障。

關鍵詞：鐵路信號；集中監測；網管

1 概述

監測系統是鐵路信號重要的維護系統。隨著科技的進步，鐵路的發展，尤其是近幾年高鐵的快速發展，面對各個鐵路局的不斷增加的需求，軟硬件的升級以及網絡通道的升級改造，監測系統的穩定性和可靠性受到了極大的挑戰，亟需一個網管系統來進行管理。

網管系統除了具備普通網管所具有的網絡管理功能之外，可以對監測系統的站機程序進行實時的監控，還可以對站機工控機的運行情況進行監控。

2 設計思路

本系統設計采用C&S架構，開發平臺采用.NET。

網管服務器，作為計算中心，對監測系統網絡中所有設備進行實時掃描，包括站機、路由器、交換機等，對采集的數據進行運算，產生報警，并接收且響應來自終端的實時請求。

數據庫服務器，作為存儲中心，存儲所有歷史報警數據。

網管終端，以圖形化和表格的形式展示當前網絡狀態和站機運行情況。

2.1 主拓撲顯示

以電務段為單位，對整個監測網絡進行宏觀的展示。包括段中心交換機和中心路由器，各個車站的站機和路由器，以及它們之間的通道狀態，全部展示在主拓撲圖上。圖元正常狀態顯示為綠色，如果出現異常，會實時改變為紅色，并且彈出實時報警框，報告詳細報警信息。鼠標懸停某個設備圖元，如果該設備存在未恢復報警，則全部列出。見圖1。

2.2 路由器和交換機管理

右擊路由器或交換機圖元，可進行ping、telnet、tracert等常用網絡管理操作；雙擊圖元，可查看設備名字、設備廠家、設備型號等基本信息，以及設備所有端口信息，包括端口名、端口狀態、端口IP、端口對端設備名、端口發送/接收負載、端口可靠性等。見圖2。

2.3 站機管理

雙擊站機圖元，查看當前站機軟件的運行情況，以及工控機的信息，包括站機程序版本、操作系統版本、IP地址、子網掩碼、網關、實時丟包率、實時錯包率、實時傳輸速度、CPU、內存、硬盤的使用率等，見圖3；單擊端口實時狀態，可以查看站機端口的實時狀態，包括can口、串口、網口的信息，具體包括接口地址、接口描述、通斷狀態、下位機版本、是否合法等，見圖4。

3 工作原理

3.1 網絡管理

（1）網絡通斷狀態的判斷

使用SNMP協議對設備的通斷狀態進行掃描。所有設備需要開通SNMP服務，并配置community。服務器在進行掃描時，根據community進行驗證，若SNMP連接正常，則認為網絡連通，否則，認為網絡中斷。

（2）路由器和交換機基本信息的獲取

路由器和交換機需要開通SNMP服務并設置community，服務器發送SNMP消息，根據OID獲取路由器和交換機的設備名、廠家和設備型號，以及其所有接口的原始數據，包括接口的接口描述（ifDescr）、可接收最大數據包（ifMtu）、帶寬（ifSpeed）、物理地址（ifPhysAddress）、發送字節數（ifOutOctets）、接收字節數（ifInOctets）、發送錯包數（ifOutErrors）、接收錯包數（ifInErrors）、發送丟包數（ifOutDiscards）、接收丟包數（ifInDiscards）等。分別根據發送和接收字節、發送和接收錯包數、發送和接收丟包數，計算實時傳輸速度、錯包率以及丟包率。若實時傳輸速度、錯包率和丟包率超過閾值，則產生報警，實時更新終端主拓撲網元狀態，彈出實時報警框提示。

3.2 站機端口管理

（1）CAN口和串口實時狀態掃描

站機程序對下位機的can口和串口進行實時的掃描，在狀態發生變化時主動上送到網管服務器，網管服務器根據站機上送的配置，判斷其是否合法，若合法地址中斷，則產生報警，并刷新網元狀態；如果非法地址連通，則產生報警，刷新網元狀態。

（2）網口實時狀態掃描

服務器對站機同一個網段內的有效IP進行掃描，發現其接入車站路由器，根據其是否合法的配置進行判斷，如果合法地址中斷，則產生報警，并刷新網元狀態；如果非法地址連通，則產生報警，刷新網元狀態。

3.3 站機工控機管理

站機程序以及工控機運行狀態：

服務器通過發送SNMP消息，根據iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.system MIB樹下面的OID獲取站機工控機的名稱、操作系統版本、IP地址、子網掩碼、 默認網關信息等，根據iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.host MIB樹下面的OID獲取CPU、內存和硬盤的原始數據，進行計算后得到實時CPU使用率、內存使用率和硬盤使用情況，如果超過閾值，則產生報警，并刷新站機圖元的狀態。

服務器通過WMI消息，遠程獲取站機程序的實時運行情況、鄰站透明運行情況，以及看門狗運行情況。

3.4 路由器管理

路由器端口狀態：

服務器發送TELNET消息，遠程獲取路由器所有端口的端口信息，包括IP地址、子網掩碼、端口狀態、線路狀態、可靠性、發送負載、接收負載等，對可靠性進行判斷，如果小于閾值，則產生報警。

4 結束語

信號集中監測網管系統是一個立足于信號集中監測的創新性網管項目，經過充分的技術調研，嚴謹和規范的研發，以及全面深入的測試，在最終的現場使用的中，發揮出了它巨大的作用。

參考文獻

[1]李明江.SNMP簡單網絡管理協議[M].電子工業出版社，2007（1）.

[2]IETF.RFC1757. Remote Network Monitoring Management Informati

on Base，1995，4.

[3]IETF.RFC1157. A Simple Network Management Protocol （SNMP），1990，1.