CN108848517A - 一种轨道交通信号覆盖监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，公开了一种轨道交通信号覆盖监测方法，包括OMC收集无线基站设备、全网核心网设备上报的测量报告；解析所述测量报告，构建车载终端监测对象；呈现所述车载终端检测对象的监测信息。本发明解决了现有技术中无线信号监测数据不够立体全面、监测效率较低的问题。

Description

一种轨道交通信号覆盖监测方法

技术领域

本发明涉及通信领域中的网管监控技术，尤其是一种轨道交通信号覆盖监测方法。

背景技术

CBTC(Communications-Based Train Control，基于通信的列车控制)信号系统作为控制列车运行的关键系统，在任何情况下均不允许出现系统故障，而CBTC车地无线通信信号覆盖稳定可靠是重要支撑。通常信号覆盖监测是利用OMC(Operation managementcenter，操作维护中心)观测台收集呈现无线基站周期上报的信号测量数据，并通过曲线图、列表记录的形式来实时反映车地通信信号覆盖情况，但存在以下问题和不足：

1.无线信号监测数据不够立体全面。原有方法仅采集无线基站上报的基站级、小区级信号测量数据，并没有采集核心网EPC(Evolved Packet Core,分组核心网)设备测量数据，无法集中反映全网列车车载终端连接状态，另外车载终端对象无稳固内部表示，测量数据无法串联组合起来。

2.原有侧重于基站小区信号监测的方法，不适用于轨道交通应用场景。因列车高速运行，车载终端TAU(Train Access Unit，列车接入单元)设备也会随着列车频繁移动，它作为接入基站的UE(User Equipment，用户设备)终端会频繁发生小区切换，此时小区本身的测量并不能反映网络覆盖优劣，而以车载终端为主的监测又无法进行，因为使用临时UEID(User Equipment Identification，用户设备标识)标记的信号测量数据仅基站局部有意义，并不能连续跟踪观测信号覆盖情况。

3.由于无线基站周期性上报信号覆盖测量数据，而信号测量指标多，长时间累积下来，数据量就比较大，不便于查看分析。另外实时上报，稍纵即逝，需要高度专注查看观察上报的信号指标变化，且能同时监测的目标少，存在效率低下问题。

在轨道交通运营安全和高可靠性要求的背景下，必须要解决以上问题。需要一种高效监测轨道交通信号覆盖情况的方法,及时发现隐患，规避信号覆盖问题带来的运营风险，保障CBTC车地无线通信信号系统正常工作，高安全、高可靠稳定运行。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述存在的问题和不足，提供了一种轨道交通信号覆盖监测方法，充分考虑轨道交通车载终端TAU设备的移动性特征，摒弃原有基站小区为监测管理中心的传统方式，以更准确全面的方法去监测CBTC车地无线通信信号覆盖情况。

本申请实施例提供一种轨道交通信号覆盖监测方法，包括以下步骤：

步骤S1、操作维护中心OMC收集无线基站设备、全网核心网设备上报的测量报告；

步骤S2、所述OMC解析所述测量报告，构建车载终端监测对象；

步骤S3、所述OMC呈现所述车载终端检测对象的监测信息。

优选的，所述步骤S1包括：

开启无线基站设备、核心网设备的测量任务，呈现参与信号测量的设备网元的概览信息；

所述测量任务设置成功后，周期性收集所述测量报告。

优选的，所述设备网元的概览信息包括：网元编号、网元名称、IP地址、任务状态、物理小区标识、备注信息。

优选的，所述步骤S2包括：

通过无线基站与核心网的信息交互，同步统一车载终端的IMSI编号；

根据所述IMSI编号建立IMSI映射表。

优选的，所述步骤S3中的所述监测信息包括运行状态信息，所述运行状态信息包括IMSI编号、UE连接状态、物理小区标识、所属基站、所属核心网。

优选的，所述步骤S3的所述监测信息还包括工程信息，所述工程信息包括所属子网、车载终端所在车辆号、车载终端所在列车的相对位置。

优选的，所述轨道交通信号覆盖监测方法还包括：步骤S4、设置测量参数模型，根据所述测量参数模型对所述监测信息进行分类、过滤。

优选的，所述轨道交通信号覆盖监测方法还包括：步骤S5、存储所述测量报告，生成离线二进制文件；

所述二进制文件的读写采用内存映射方式。

优选的，所述轨道交通信号覆盖监测方法还包括：步骤S6、解析所述二进制文件，合并单位时间内的数据，生成导出CSV文件。

优选的，将无线基站、核心网的同一车载终端、同一采集时间点的数据进行合并，形成整合的记录行；所述CSV文件包括UE级、RB级、切换事件、异常事件的信息。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

与现有技术相比，本发明充分结合轨道交通应用场景，把列车车载终端TAU作为监测对象，通过车载终端移动发生小区切换情况，来反映轨道交通信号覆盖质量。OMC不只是采集无线基站侧的信号测量数据，另外也将核心网EPC设备纳入信号测量管理的范畴。由于核心网设备的参与，能唯一确定车载终端的稳固标识IMSI，且能同无线基站侧的信号测量协同起来，因此OMC便能从核心网EPC设备、无线基站设备中抽取UE级测量数据，即车载终端TAU信号测量数据，实现车载终端监测对象信息测量管理，实时呈现车载终端的运行状态信息。此外，通过测量指标过滤设置，更好适应用户的关注需要，实施更具针对性的信号覆盖分析，也让工程人员从繁杂的数据中解离出来。采用内存映射方式生成离线二进制文件，及二次处理生成CSV文件，解决持续性采集带来的效率和性能问题。通过采用该方法，最终达到节省人力物力，提升轨道交通信号覆盖的监测能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种轨道交通信号覆盖检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供的一种轨道交通信号覆盖检测方法主要包括以下步骤：

收集无线基站设备、全网核心网设备上报的测量报告；

解析所述测量报告，构建车载终端监测对象；

呈现所述车载终端检测对象的监测信息。

本发明充分结合轨道交通应用场景，把列车车载终端TAU作为监测对象，通过车载终端移动发生小区切换情况，来反映轨道交通信号覆盖质量。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1步骤S1：OMC增加核心网EPC设备的信号测量管理，并开启全网核心网设备、无线基站设备测量上报任务，呈现参与信号测量的设备网元的概览信息，包括网元编号、网元名称、IP地址、任务状态、PCI(Physical Cell Identifier，即物理小区标识)、备注信息。任务设置成功后，设备进行周期性采集并上报给OMC。

网管进程不只是采集无线基站侧的信号测量数据，另外也将核心网EPC设备纳入信号测量管理的范畴，即收集无线基站设备上报的测量报告和全网核心网设备上报的测量报告。通过核心网EPC测量上报的数据，能够取得车载终端的S1切换成功率、上下行吞吐量、各RB承载情况。通过向核心网下发UE终端查询指令，获取在线UE的列表，从而使得OMC具备了输出全网在线UE终端列表的能力，也就是全网列车车载终端TAU设备情况。

实现轨道交通的信号覆盖的监测，需依赖核心网、基站侧上报的信号测量数据，这是通过开启核心网、无线基站的信号测量任务实现的。具体任务管理包括任务的启动，停止，及监测对象的订阅、撤销、删除支持。具体任务列表呈现概览信息，包括网元编号、网元名称、IP地址、任务状态、PCI、备注信息等。

如图1步骤S2：通过核心网和无线基站消息交互，同步统一车载终端TAU内部表示标识IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number，国际移动用户识别码)，并在测量上报数据中携带IMSI，OMC依据上报的信号数据的IMSI标识(即IMSI编号)，建立IMSI映射表，内存中自动构建车载终端监测对象。

即解析无线基站设备上报的测量报告和全网核心网设备上报的测量报告，构建车载终端监测对象。结合步骤S1的前期准备，因为核心网设备的参与，能唯一确定车载终端的稳固标识IMSI，且能同无线基站侧的信号测量协同起来，这样OMC网管便能从核心网EPC设备，无线基站设备抽取UE级测量数据，即车载终端TAU信号测量数据。具体通过全局唯一IMSI为关键字，在内存中建立IMSI映射表，实现车载终端监测对象信息测量管理。

如图1步骤S3：OMC网管实时呈现车载终端的运行状态信息。包括车载终端IMSI编号、UE连接状态、PCI、所属基站、所属核心网。并结合工程参数呈现所属子网，车载终端所在车辆号，及车载终端所在列车的相对位置：车头或车尾。

基于步骤S2的列车车载终端的管理，OMC网管实时呈现车载终端的监测信息(包括运行状态信息、工程信息)。为列车的运行监控提供重要参考信息，具体的，运行状态信息包括：IMSI编号、UE连接状态、PCI、所属基站、所属核心网。另外通过工程规划参数即工程信息呈现TAU所属子网，车载终端所在车辆号，及车载终端所在列车的相对位置：车头或车尾。OMC实时刷新呈现概览情况，随着列车移动的位置变化，及产生的不同信号测量值情况，最终输出全网的车载终端运行状态情况，工程人员通过概览信息反映的状态变化能发现车载终端异常，并可以进一步挑选异常车载终端进行信号数据观测。

如图1步骤S4：OMC持续收集核心网、无线基站上报信号测量数据。通过设计测量参数的数据模型(包括参数名称，数据类型，长度，及参数关联关系的集合表示)，为每一个信号参数指标定义参数ID，按照不同指标的层级来归类，并提供勾选设置，实时呈现上报数据依据设置情况过滤。

即设置测量参数模型，根据所述测量参数模型对所述监测信息进行分类、过滤。OMC网管持续采集核心网、无线基站上报信号测量数据，但数据参数比较繁杂，达到上百个，不便于查看，通过设计测量参数的数据模型，为每一个信号参数指标定义参数ID，并按照不同指标的层级来归类，且提供信号指标勾选设置，为呈现上报数据的过滤提供规则依据。

通过这个步骤，解决了原有信号指标呈现不够灵活和清晰的问题，也为后续的步骤S5打好算法基础。

如图1步骤S5：通过参数泛化核心网、无线基站上报的测量数据。按照一定的存储格式写入内存映射文件，离线文件依据天建目录存放，并作为数据回放数据源。包括文件采集启止时间、文件大小、总记录行数，设备模型ID、信号参数名值对集合数据。

即存储所述测量报告，生成离线二进制文件。通过测量参数模型的设计，泛化核心网、无线基站上报的测量数据，并持续采集生成离线二进制文件。离线文件读写采用内存映射方式，来减少内存占用，达到内存碎片过多产生的目的，同时也提高磁盘读写的效率，并具备长时间持续信号采集的能力。另外离线二进制文件也是信号观测回放的数据源。离线文件内容包括文件采集启止时间、文件大小、总记录行数，设备模型ID、信号参数名值对集合数据。文件依据天建目录存放，便于步骤S6的数据二次处理。

如图1步骤S6：按天进行核心网、无线基站数据合并，通过遍历文件夹，解析离线文件，把核心网、无线基站同一车载终端、同一采集时间点的数据合并，形成整合的记录行，最后输出可读CSV格式文件，并作为报表统计分析的数据基础。

即解析所述二进制文件，合并单位时间内的数据，生成导出CSV文件。如按天进行核心网、无线基站数据合并，通过遍历文件夹，收集离线文件并进行二次处理，输出涉及UE级、RB(Resouce Block，物理资源块)级、切换事件，异常事件的CSV(Comma SeparatedValue,标记分隔符)文件。

结合步骤S6，通过数据整合，为两侧信号测量数据的对比统计分析打好基础，打破了原有信号监测数据分散的局面，能更精准地反映信号覆盖故障的问题原因，达到更好地指导工程实施干预的目的。

综上，本发明可以大幅度提高轨道交通信号覆盖排障的效率。特别是该方法解决了车载终端没有全局统一标识的问题，因为传统方法，仅通过无线基站观测是做不到这一点的，原有方法地铁场景下无法应用。该方法整合核心网、无线基站信号测量数据，并以列车车载终端为监测跟踪对象，采取实时呈现和离线存储机制相结合的方式，通过数据回放、数据合并、统计分析功能设计，致力于及时发现隐患，从而规避信号运营风险，保障CBTC车地无线通信信号系统正常工作，为轨道交通信号覆盖问题监测诊断提供有力保障。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、操作维护中心OMC收集无线基站设备、全网核心网设备上报的测量报告；

步骤S2、所述OMC解析所述测量报告，构建车载终端监测对象；

步骤S3、所述OMC呈现所述车载终端检测对象的监测信息。

2.根据权利要求1所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

开启无线基站设备、核心网设备的测量任务，呈现参与信号测量的设备网元的概览信息；

所述测量任务设置成功后，周期性收集所述测量报告。

3.根据权利要求2所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，所述设备网元的概览信息包括：网元编号、网元名称、IP地址、任务状态、物理小区标识、备注信息。

4.根据权利要求1所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

通过无线基站与核心网的信息交互，同步统一车载终端的IMSI编号；

根据所述IMSI编号建立IMSI映射表。

5.根据权利要求1所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，所述步骤S3中的所述监测信息包括运行状态信息，所述运行状态信息包括IMSI编号、UE连接状态、物理小区标识、所属基站、所属核心网。

6.根据权利要求5所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，所述步骤S3的所述监测信息还包括工程信息，所述工程信息包括所属子网、车载终端所在车辆号、车载终端所在列车的相对位置。

7.根据权利要求1所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，还包括：步骤S4、设置测量参数模型，根据所述测量参数模型对所述监测信息进行分类、过滤。

8.根据权利要求7所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，还包括：步骤S5、存储所述测量报告，生成离线二进制文件；

所述二进制文件的读写采用内存映射方式。

9.根据权利要求8所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，还包括：步骤S6、解析所述二进制文件，合并单位时间内的数据，生成导出CSV文件。

10.根据权利要求9所述的轨道交通信号覆盖监测方法，其特征在于，将无线基站、核心网的同一车载终端、同一采集时间点的数据进行合并，形成整合的记录行；所述CSV文件包括UE级、RB级、切换事件、异常事件的信息。