面向高铁Wi-Fi复杂设备的综合监控平台研究与设计

作     者：董兴芝 

作者单位：中国铁道科学研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：王富章

授予年度：2019年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：高铁Wi-Fi 综合监控 TR069 Zabbix 

摘      要：研究与设计面向高铁Wi-Fi复杂设备的综合监控平台是高铁Wi-Fi运管部门的迫切要求和铁路智慧化运维攻关的重点。特别是伴随着大批量“复兴号标动列车的投入运营,高铁Wi-Fi运营服务体系规模不断扩大,如何实时监控和管理高铁Wi-Fi系统运行状态,规范系统运营管理,加强平台经营建设,监控系统突发事件,以动态调整运营策略,节省应急实施消耗,成为了高铁Wi-Fi运管部门当前面临的重要课题。论文以高铁Wi-Fi运营服务系统体系架构及应用场景为背景,以网络综合监控思想和方法为研究出发点,深入分析研究CPE(终端设备)广域网管理协议TR069以及Zabbix分布式开源框架,综合多维度监控指标,构建面向高铁Wi-Fi复杂设备的综合监控平台,实现了对高铁Wi-Fi运营服务系统终端设备的固件管理、状态统计、自动配置管理、故障监控与诊断等功能。论文的主要研究工作如下:(1)深入分析综合监控平台相关研究的国内外现状,根据高铁Wi-Fi系统特殊的应用场景,提出了搭建面向高铁Wi-Fi复杂设备的综合监控平台的设计思路。并基于高铁Wi-Fi系统架构及网络结构部署特点,提出了面向高铁Wi-Fi复杂设备的综合监控平台总体架构及功能构成。(2)通过对基于TR069标准协议的云AC(无线接入控制器)、Zabbix开源监控框架以及数据存储等关键技术的深入研究,根据TR069南向北向协议部署特点,设计云AC与车载AC两级通信传输,并利用Zabbix其优秀的监控性能,以Zabbix作为监控数据传输通道,设计TCP/HTTP桥接器保障了监控代理与监控服务端数据的顺利通信,解决了监控数据跨网传输上报的问题。实现了对高铁Wi-Fi运营服务系统终端CPE设备的参数监控、配置管理及统计分析。(3)根据综合监控平台安全性设计原则,基于802.11b/g/n和802.11ac协议基础上,提出了针对非授权AP的检测与防护方案。通过对高铁Wi-Fi系统车载AP,内嵌监听芯片,进行唯一性标识,实现对非法AP的检测与阻断。同时,利用ELK(Elasticsearch+Logstash+Kibana)日志分析技术将日志通过代理收集并传输至平台进行存储,建立日志索引并提供检索服务,实现了对系统应用日志的全链路追踪。(4)围绕综合监控平台的功能需求,深入分析监控平台的的扩展性,提出了面向多系统分散数据的整合方案,实现了设备运行参数信息,列车开行信息、系统运营信息的高度共享与可视化展示。