公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究

1、公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案設(shè)計研究摘要：針對公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的實際需求，結(jié)合運行監(jiān)護、系統(tǒng)協(xié)作、指揮調(diào)度的原那么，本文設(shè)計了公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案，詳細介紹綜合網(wǎng)管的體系構(gòu)造、系統(tǒng)功能、傳輸協(xié)議、平臺構(gòu)建的設(shè)計原那么及框架。關(guān)鍵詞：公路機電工程綜合網(wǎng)管1概述近年來我國公路路網(wǎng)的骨架根本建成，相應(yīng)的各路段收費、監(jiān)控、通信等機電系統(tǒng)建立獲得了階段性的成果。但公路機電系統(tǒng)的運行維護管理存在如下缺陷：1、現(xiàn)有的公路機電系統(tǒng)設(shè)計主要是針對自身系統(tǒng)管理的需求設(shè)計，沒有全面考慮整個路網(wǎng)機電系統(tǒng)的管理需求。2、現(xiàn)有的系統(tǒng)在應(yīng)用層面互相獨立，各系統(tǒng)都集成了相應(yīng)

2、的平臺，并且包括了不同廠家、公司的設(shè)備、軟件等，這使得網(wǎng)絡(luò)故障的出現(xiàn)更加頻繁、排除更加困難。3、每個系統(tǒng)都裝備獨立的管理人員，但是這也帶來了各系統(tǒng)信息交互時間延遲、漏報和誤報的弊端，并且導(dǎo)致系統(tǒng)維護本錢直線上升。由于以上的詳細狀況，新的公路機電設(shè)備綜合網(wǎng)管系統(tǒng)建立需求由此產(chǎn)生。2需求分析在進展公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)用研究時，需針對路網(wǎng)內(nèi)現(xiàn)有公路機電系統(tǒng)信息平臺的組成、功能進展深化的分析和現(xiàn)場調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)有交通機電工程軟硬件設(shè)施和管理形式對公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程和內(nèi)容進展分析，提出詳細的功能需求。詳細包括：1、公路網(wǎng)根底資料的搜集與分析，如：已建公路名稱、所屬區(qū)域、里程、車流量、

3、管理單位的體制與營運狀況等資料。2、公路機電工程網(wǎng)管系統(tǒng)根底資料的搜集與分析，如：系統(tǒng)的體系構(gòu)造、功能、設(shè)備現(xiàn)狀和布設(shè)位置以及通信系統(tǒng)的傳輸與擴展才能等。3體系構(gòu)造設(shè)計在管理需求和業(yè)務(wù)需求分析的根底上，提出公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的體系構(gòu)造。根據(jù)公路建立的現(xiàn)狀和開展趨勢，結(jié)合公路智能交通控制與管理需求，分析公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)功能和系統(tǒng)用戶功能以及公路管理維護的業(yè)務(wù)流程，提出合適公路需求的、智能控制與智能管理的、一體化分層次的體系構(gòu)造。管理層次上分為四個層次，即路段中心、通信網(wǎng)絡(luò)、各機電系統(tǒng)收費、監(jiān)控、通信、電力監(jiān)控系統(tǒng)和機電設(shè)備。體系構(gòu)造上也分為四個層次：被管設(shè)備層、網(wǎng)元管理層、網(wǎng)絡(luò)管理

4、層、系統(tǒng)管理層。位于最低層是被管設(shè)備層，它由多個網(wǎng)管代理和被管設(shè)備組成，網(wǎng)管代理負責(zé)搜集被管設(shè)備的信息和響應(yīng)網(wǎng)元管理者發(fā)過來的輪詢信息，同時還要在被管設(shè)備出現(xiàn)故障時產(chǎn)生Trap信息，向網(wǎng)元管理者發(fā)出告警。網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議包括支持TP/IP的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNP、命令行接口協(xié)議LI和基于SI的通用網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議IP。網(wǎng)元管理層由多個網(wǎng)元管理系統(tǒng)NE組成。一個NE可以管理一個單一機電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，提供根本網(wǎng)絡(luò)功能，如進展拓撲發(fā)現(xiàn)、IB閱讀和IB修改等。網(wǎng)絡(luò)管理層由一個或多個綜合管理系統(tǒng)IN以及資論文聯(lián)盟.Ll.源庫和策略庫組成。一個IN管理一個大型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，跨多個管理域，支持多種網(wǎng)管協(xié)議。IN能提供豐富的

5、基于EB的網(wǎng)絡(luò)管理功能，并提供INAPI和資源效勞，為應(yīng)用系統(tǒng)管理提供支持。系統(tǒng)管理層由多個應(yīng)用系統(tǒng)管理代理SA組成。每個應(yīng)用系統(tǒng)對應(yīng)一個SA。系統(tǒng)管理層還包含一個應(yīng)用依賴性分析ADA。4功能設(shè)計公路的機電設(shè)備、機電系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、路段中心為公路機電設(shè)備綜合網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)揮作用提供了一個硬件支撐環(huán)境。然而，如何直接對網(wǎng)絡(luò)施行管理效能，抑制異常情況的出現(xiàn)，減少故障的發(fā)生，制定控制優(yōu)化方案，下傳控制指令，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控管理，形成綜合網(wǎng)管系統(tǒng)方案是本工程研究的重要環(huán)節(jié)。1、故障信息的采集與分析當(dāng)設(shè)備上出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)通過算法確定故障成因并迅速定位故障，通過多種途徑通知管理者，并嘗試修復(fù)。故障主要分為設(shè)

6、備故障、網(wǎng)絡(luò)故障和系統(tǒng)故障。系統(tǒng)負責(zé)總體協(xié)調(diào)異構(gòu)域信息，提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)視圖。通過對象懇求獲得來自網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的事件懇求。2、機電設(shè)備配置高速公路機電設(shè)備綜合網(wǎng)管系統(tǒng)允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)和軟件平臺對設(shè)備執(zhí)行一系列操作。被賦予權(quán)限的用戶可以使用配置模塊對監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、通信系統(tǒng)設(shè)備、收費系統(tǒng)設(shè)備和電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備進展配置。如：實時電壓、電流、頻率、有功功率、發(fā)電機輸出電壓、電流、頻率、水溫、啟動電池電壓、油機、告警、事故緊急停車等。3、機電設(shè)備報警通過通信線路與設(shè)備的通信采用輪詢方法，監(jiān)測設(shè)備故障狀況，并通過人機界面向操作員發(fā)出聲光報警，通過基于eb和GIS技術(shù)的可視化界面以閃爍的方式彈出設(shè)備故障信息。

7、提醒系統(tǒng)管理人員查看并處理。當(dāng)某個設(shè)備或信號出現(xiàn)故障報警時，這個故障有可能是它本身的問題，也有可能是由前面的設(shè)備或信號導(dǎo)致的。舉個例子，某個設(shè)備報警其信號故障，僅從此報警并不能判斷是信號的問題還是設(shè)備的問題；而假如前面的假設(shè)干設(shè)備同樣也報此故障，那么很大的可能性就是信號本身出了問題；換個角度，假如該節(jié)點前面的設(shè)備沒有報錯，那第一種可能性是前一個設(shè)備的故障導(dǎo)致，其次是這兩個設(shè)備間的連線斷了。因此，對故障的定位需要將故障節(jié)點向前相關(guān)聯(lián)的各節(jié)點狀態(tài)進展統(tǒng)一分析才能確定，或是按照不同概率提供的故障判斷。提供智能報警后，系統(tǒng)就忽略不必要的重復(fù)報警，從而幫助值班人員迅速解決問題。這種邏輯判斷通常需要主動式

8、信息查詢方式輔助實現(xiàn)。向前可以進展故障智能定位，向后同樣需要邏輯分析。由于故障點的出現(xiàn)，必然導(dǎo)致節(jié)點后面相關(guān)聯(lián)的設(shè)備和信號發(fā)出報警。這種情況下系統(tǒng)利用關(guān)聯(lián)機制主動顯示故障影響區(qū)域，屏蔽后面的關(guān)聯(lián)報警已經(jīng)沒有必要了。根據(jù)故障影響評估，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該提供相應(yīng)的提示，以提醒值班人員及時處理，實現(xiàn)最快的排險。在上述智能報警的根底上，智能化應(yīng)急就成為了可能。也就是在已斷定的故障點和影響面的情況下，提供相應(yīng)的應(yīng)急解決方案，如跳過故障點、切換備用通道等。應(yīng)急方案主要是提供故障的躲避，而不是故障的處理，因為在線對故障的處理最快速的方法通常是避開，而不是排除。應(yīng)急方式按照詳細情況設(shè)置，沒有固定形式參考，不過可以提

9、供多級應(yīng)急操作供選擇。這種機制就是建立在設(shè)備可控性根底上的。當(dāng)然，應(yīng)急方案最終是以人為最高控制權(quán)的，因此需要提供自動和手動形式。4、地理空間數(shù)據(jù)管理地理信息系統(tǒng)GegraphiInfratinSysteGIS是集現(xiàn)代計算機科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和測繪科學(xué)為一體的一門新興學(xué)科。在交通領(lǐng)域，GIS與傳統(tǒng)的交通信息分析和處理技術(shù)嚴密結(jié)合，延伸出了交通地理信息系統(tǒng)GegraphiInfratinSystefrTransprtatin，簡稱GIS-T。GIS-T應(yīng)用模塊的主要功能包括：地圖顯示、屬性查詢和統(tǒng)計、空間查詢、專題圖等功能。地圖顯示：地圖閱讀工具：根本的放大、縮孝全圖顯示、遨游、挪動

10、、間隔 測量、歷史視圖、根本信息查詢。地圖顯示和控制：根據(jù)需要，顯示背景地圖和各個圖層，并可以設(shè)定要顯示的地圖圖層，翻開、關(guān)閉圖層，設(shè)置圖層顯示風(fēng)格顏色、線性、字體等。地圖打印和保存：根據(jù)業(yè)務(wù)需要，打印各類路網(wǎng)圖、專題圖、論文聯(lián)盟.Ll.統(tǒng)計圖等，并能保存為特定格式的圖形文件，以便插入到rd等文件中。屬性查詢和統(tǒng)計查詢：直接訪問高速公路機電系統(tǒng)的根底信息。統(tǒng)計：各類匯總統(tǒng)計高速公路機電系統(tǒng)的根底信息?？臻g查詢在地圖上選擇地圖元素，可以顯示相應(yīng)的地圖信息和關(guān)聯(lián)的屬性信息。如選中地圖中某條道路段，彈出屬性顯示對話框，各個Tab分頁中分別列出道路概況、主要構(gòu)造物、沿線設(shè)施等信息。專題圖在專題圖上可以

11、顯示：機電設(shè)備分布、高速公路沿線設(shè)施分布、工程分布等。5、平安管理針對高速公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的特點和要求，以及結(jié)合信息平安系統(tǒng)工程ISSE的方法和研究，其整體平安體系構(gòu)造如下所示：該平安體系架構(gòu)是一個三維坐標(biāo)，表示平安體系架構(gòu)中關(guān)注的幾個方面：保護內(nèi)容、被保護系統(tǒng)和保護措施。5系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議研究由于各條公路中各系統(tǒng)所采用的構(gòu)造不盡一樣，所選用的設(shè)備各有特點，采用的通信協(xié)議也各不一樣，要使得綜合網(wǎng)管系統(tǒng)可以及時有效的獲取各系統(tǒng)的信息，就需要制定相關(guān)的通信協(xié)議實現(xiàn)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)與不同系統(tǒng)組成單元之間的互操作性和共享性。這些數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，是需要開展研究的重要內(nèi)容。1、SNP技術(shù)SNP是英文Si

12、pleNetrkanageentPrtl的縮寫，中文意思是簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。SNP首先是由Internet工程任務(wù)組織InternetEngineeringTaskFre)IETF的研究小組為理解決Internet上的路由器管理問題而提出的。SNP是目前最常用的環(huán)境管理協(xié)議。SNP被設(shè)計成與協(xié)議無關(guān)，所以它可以在IP、IPX、AppleTalk、SI以及其他用到的傳輸協(xié)議上被使用。SNP是一系列協(xié)議組和標(biāo)準(zhǔn)，它們提供了一種從網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備中搜集網(wǎng)絡(luò)管理信息的方法。SNP也為設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)管理工作站報告問題和錯誤提供了一種方法。2、RN技術(shù)RN是Retenitr的縮寫，RN標(biāo)準(zhǔn)是一套IB的定義，其作用

13、是定義標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視功能和接口，使基于SNP的管理終端和遠程監(jiān)視器之間可以通信，監(jiān)視器在子網(wǎng)中執(zhí)行RN定義的監(jiān)視功能。RNIB是對SNP框架的重要補充，它定義了一系列對支持遠程監(jiān)視功能有用的被管理對象。另外，RNIB標(biāo)準(zhǔn)為遠程監(jiān)視定義了一系列的功能。RN的強大之處在于它完全與SNP框架兼容。3、RBA技術(shù)RBAnbjetRequestBrkerArhiteture是G組織分布對象處理與集成框架。其根本目的在于開發(fā)分布式對象技術(shù)及其對象管理標(biāo)準(zhǔn)，建立應(yīng)用系統(tǒng)的通用集成框架，在分布異構(gòu)的環(huán)境下實現(xiàn)基于對象軟件的可重用、可移植和互操作。由于RBA具有簡單對象模型、與實現(xiàn)語言無關(guān)以及分布式透明性的特點

14、，并能與SNP按照既定的標(biāo)準(zhǔn)進展完全的轉(zhuǎn)換，因此RBA非常合適于計算機網(wǎng)絡(luò)管理，為計算機網(wǎng)管的分布式開展提供了良好的途徑。4、研究思路由于RBA分布式的特點，基于它的網(wǎng)管系統(tǒng)可視被管網(wǎng)絡(luò)的分布情況分為假設(shè)干個子域管理者，每一子域管理者管理一子域，并統(tǒng)一由主域管理者調(diào)配、控制。主域管理者采用RBA實現(xiàn)，而子域管理者和代理者都可用RBA或SNP實現(xiàn)。6綜合網(wǎng)管系統(tǒng)信息平臺構(gòu)建技術(shù)研究公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)信息平臺構(gòu)建在通信效勞和應(yīng)用效勞功能上。通信效勞以高速公路通信網(wǎng)絡(luò)為根底，構(gòu)建基于計算機的IP網(wǎng)絡(luò)，形成數(shù)據(jù)傳輸通道。應(yīng)用效勞是公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)信息平臺各業(yè)務(wù)和功能的運行環(huán)境，是數(shù)據(jù)和信

15、息的存儲、加工、處理平臺。通過此平臺，形成基于EB、J2EE和GIS-T技術(shù)的可視化界面，訪問符合公路機電工程綜合網(wǎng)管系統(tǒng)需求的，具有可擴展的，統(tǒng)一表達的管理數(shù)據(jù)集。1、基于EB的網(wǎng)管平臺傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)多數(shù)采用基于網(wǎng)絡(luò)管理命令驅(qū)動，必須由專業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理人員操作、使用和維護。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大，網(wǎng)絡(luò)管理功能越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理界面的友好程度顯得愈來愈差。為了減輕網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性，降低網(wǎng)絡(luò)管理費用，需要一種跨平臺的、方便實用的網(wǎng)絡(luò)管理形式，基于EB的網(wǎng)絡(luò)管理形式便應(yīng)運而生。這種新的網(wǎng)絡(luò)管理形式交融了EB技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，它允許網(wǎng)絡(luò)管理人員通過EB閱讀器去監(jiān)測、管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，管理人員在網(wǎng)絡(luò)的任

16、何結(jié)點上都可以方便配置、控制及訪問網(wǎng)絡(luò)。基于EB的網(wǎng)絡(luò)管理提供比傳統(tǒng)網(wǎng)管界面更直接、更易于使用的界面，從而降低了對網(wǎng)絡(luò)管理操作和維護人員的要求。同時這種新型網(wǎng)絡(luò)管理形式還可以解決異構(gòu)平臺產(chǎn)生的互操作問題。2、J2EE技術(shù)為了降低投入本錢，并加快企業(yè)應(yīng)用程序的設(shè)計和開發(fā)，Sun公司的J2EE平臺提供了一個基于組件的方法，來設(shè)計、開發(fā)、裝配及部署企業(yè)應(yīng)用程序。J2EE平臺提供了多層的分布式的應(yīng)用模型、組件再用、一致化的平安模型以及靈敏的事務(wù)控制。平臺獨立的、基于組件的J2EE解決方案不會被束縛在任何一個廠商的產(chǎn)品和API上。J2EE標(biāo)準(zhǔn)定義了以下種類的組件：應(yīng)用程序客戶端組件Appliatinli

17、entpnents；EJB組件EnterpriseJavaBeans組件；Servlets及JavaServerPagesJSP頁面組件也被稱作eb組件；AppletsJava小程序。一個多層的分布式的應(yīng)用模型意味著應(yīng)用邏輯被根據(jù)功能而劃分成組件，并且可以在同一個效勞器或不同的效勞器上安裝組成J2EE應(yīng)用的這些不同的組件。一個應(yīng)用組件應(yīng)被安裝在什么地方，取決于該應(yīng)用組件屬于該多層的J2EE環(huán)境中的哪一層。這些層是客戶層、eb層、業(yè)務(wù)層及數(shù)據(jù)庫層。3、平臺構(gòu)造其中，客戶端主要負責(zé)系統(tǒng)的表現(xiàn)邏輯。它同客戶交互，為客戶提供相應(yīng)的網(wǎng)管信息，同時將客戶的網(wǎng)管懇求提交給EB效勞器和其他應(yīng)用效勞器，如故障管理效勞器，性能管理效勞器等。客戶的實現(xiàn)方式表現(xiàn)有三種，一種是純閱讀器客戶，這種客戶通過HTTP協(xié)議同效勞器交互，效勞器端往往使用動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)如JavaSerlet、JSP等。另一種是基于Applet的客戶，閱讀器和Applet一起工作，完成瘦客戶的各項工作。這種