GSM-R网络运行数据综合分析系统设计和研究

摘要：GSM-R用于铁路通信及应用的国际无线通信标准，已成为铁路无线通信中的主要技术，可以提高故障分析的准确性和时效性，同时借助信息化技术打通各信息孤岛，实现智能化、自动化、集中化、可视化。

关键词：高铁 GSM-R 校企融合 通信 数据分析

【中图分类号】G712  【文献标识码】A

一、引言

目前国内铁路应用 GSM-R 通信技术作为无线通信的主要覆盖技术，高速铁路无线网络经过多条开通运营客运专线验证，设计、施工、调试等针对整体网络的相关技术已比较成熟。GSM-R 无线通信技术是一种综合专用的铁路数字化通信系统，主要用在铁路发展的专用网络建设上，提供列车的调度系统，包括信号的交换系统、基站的建设系统、信号的运行维护系统以及终端智能网络建设等。

在众多的铁路通信工作中，GSM-R 通信技术已经被广泛使用，包括我国的青藏铁路、胶济铁路、以及合武客运专线等铁路通信中进行了实践应用，从当前的表现来看 GSM-R 技术性能良好，能有效的提高工作效率，增加了传输信号的有效性，降低了通信系统的维修量。高铁近年来在铁路系统迅猛发展，其通信系统采用GSM-R技术。

二、GSM-R网络运行现状分析

目前，日常GSM-R网络运行數据分析工作非常繁琐，需要投入大量的人力，发生故障时候对产生原因定位和解决效率比较低，设备和网络隐患预警更是难以实现，这些使GSM-R网络设备维护工作较为被动，无法满足网络数据的智能综合分析要求，无法实现GSM-R网络数据的集中存储与共享。现阶段各告警、监测分析仍采取人工核查模式，没有实现系统关联，资源管理处于人工EXCEL表格阶段，缺乏有效系统支撑，导致劳动效率不高，不能将现有监测检测等数据进行有机的整合，从而不能预测分析GSM-R网络故障趋势和实现前瞻式的网络维护和网优调度，网络运维管理也没有办法进行专业化分析和专家型诊断。

三、综合分析系统设计

1、综合分析系统设计的必要性

国内各铁路局根据国家要求不断加强C3无线超时的分析和整治工作，其中GSM-R运行数据综合分析是辅组C3超时分析的重要工具。近年各路局也逐渐开展GSM-R运行数据综合分析系统的研究，重点对C3无线超时智能分析和行车数据分析进行研究开发。综合分析系统自动获取A、abis、PRI接口的数据，结合高铁线路信息和列车信息，自动建立数学模型，对运行数据汇总分析和趋势分析;从数据的事件特征、时变特征和地理位置等维度，及时、准确、充分地展现网络运行情况，对网络变化发展趋势实现预判，在故障出现前消除在萌芽阶段，逐步进入自动化运维。

2、研究方法、技术路线

根据GSM-R网络运行数据分析的技术特点及发展趋势，首先研究GSM-R网络运行数据分析的运用需求，提出有待进一步解决的问题。针对这些问题，分析综合分析应用场景，分别研究GSM-R业务故障分析和行车数据趋势分析，找出故障自动分析和行车数据建模分析的方法，通过离线数据验证其可行性，图（1）是本项目的总体流程图。

综合分析系统制定的提升自动化运维能力的目标，其中需重点关注对DMS、A接口、Abis接口、PRI口运行数据的自动获取和整合，为后期的大数据分析做准备，并需着重关注各数据之间的关联性，通过大数据的分析方法实现的自动故障分析、劣化趋势预判。

3、实验设计方案

GSM-R业务故障的智能分析和运行数据汇总分析和趋势分析是综合分析的重要功能，通过数据建模和故障专家库的建立，运用大数据的分析方法，实现GSM-R业务故障的自动分析，结果和报告自动生成和上传;对运行数据汇总分析和趋势分析，从数据的事件特征、时变特征和地理位置等维度，及时、准确、充分地展现网络运行情况，对网络变化发展趋势实现预判，实现网络质量异常预警，最终达到提高劳效，减少故障的发生。

综合分析系统包括：数据采集/汇聚层、数据处理/存储层、数据分析/挖掘层、应用呈现层。数据收集汇聚层主要完成数据的自动收集，为故障分析、趋势分析等智能分析提供数据支撑。数据处理/存储层完成数据的存储、备份、共享，对各种数据进行汇聚、数据处理、关联，为数据分析、数据挖掘做准备。数据分析/挖掘层：实现对数据的聚合、清洗、匹配、关联分析等，根据实际生产需求提供C3超时分析、行车数据分析等。该层利用专家系统和大数据分析方法对故障智能分析，自动生成分析报告;运用大数据处理技术对GSM-R网络运行数据进行建模和趋势分析，尽早发现性能恶化趋势提前预警，消除故障隐患。应用呈现层通过图表或地理信息系统（GIS Geographic Information System）进行大屏综合展示，提供日报、周报、月报等定制化报表，提供各种数据的综合查询，实现可视化、集中化。

四、结论

GSM-R运行数据综合分析系统切合了智能化、自动化、集中化、可视化的智能运维需求，GSM-R运行数据综合分析系统将大幅减少重复性劳动，提高故障分析的准确性和时效性，大大提高劳效，最重要的是借助于信息化技术打通各信息孤岛，实现从故障告警、故障分析、优化建议输出及优化建议实施的各个环节的电子流程化，实现故障的闭环管理。

参考文献：

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课题项目：本文系广东工贸职业技术学院校级课题“GSM-R 网络运行数据综合分析系统设计和研究”的阶段性研究成果。

作者简介：侯聪玲（1978-），女，陕西宝鸡人，广东工贸职业技术学院专业带头人，副教授，研究方向：电气工程，现代职业教育。