铁路新一代移动通信系统5G-R智能运维解决方案

发布时间:2024-04-24 作者:中兴通讯 严海波

        2023年9月,工业和信息化部向中国国家铁路集团有限公司批复基于5G技术的铁路新一代移动通信系统(5G-R)试验频率,用于开展5G-R系统外场技术试验,这标志着中国铁路移动通信迎来5G新时代。5G网络具有全新架构,对URLLC(高可靠低时延通信)、eMBB(增强移动宽带)、mMTC(海量机器通信)三大通信场景的全面支持,为铁路正线车地通信、铁路站场/枢纽通信、铁路沿线基础设施监测通信(物联)、车辆内部通信带来全新体验。应用场景和业务的多样化,也带来网络运维和业务质量保障的更大挑战。中兴通讯uSmartNet智能化网络方案基于内生智能,通过智算融合、孪生进化和意图驱动,聚焦网络协同智能运维和业务协同智能运维,实现网元层、单域层和跨域层多场景智能化应用,是实现5G-R网络可视、可管、可控的关键,也为5G-R未来实现网络智能维护、业务智能应用打下坚实基础(见图1)。

 

网络协同智能运维,实现网络事件端到端闭环管理

 

        5G-R网络由核心网、无线接入网、承载网及管理系统等组成,传统运维方式是各域独立运维,各自为战,各域之间协同难度大,运维效率低。面向5G-R新一代铁路移动通信系统,我们需要跨过“面向设备故障的监控”,开启“面向网络事件的管理”的可持续演进的智能运维模式,即各域提供告警管理、性能监控等能力,通过能力开放,由上层应用调用并整合,形成基于场景的端到端事件管理运维模式,并引入AI技术,实现全面的智能运维管理。

        网络事件端到端管理基于智能运维技术和应用组件,根据业务目标对各运维场景进行策略编排及规则部署,实现从感知、分析、决策到执行的事件闭环管理。网络事件端到端管理具备如下核心能力:

        - 核心能力一:构建事件管理端到端闭环管理能力

        系统具备事件全生命周期管理能力,从事件感知、分析诊断、处理决策到执行和验证,实现流程自动化、智能化处理。系统基于各域标准化数据的采集和上报,通过多源特征关联,进行事件识别,再结合规则库和智能算法,实现根因的定界定位,对确定的故障根因进行智能诊断,给出处理建议,部分故障可实现系统自动编排调度、下发指令,实现故障自愈。

        - 核心能力二:构建AI一体化能力,实现智能运维可视化

        网元内生智能,网络管理内嵌AI引擎,支持多类型数据适配,采用自主研发Adlik推理加速和自动搜索最优模型,构建AI训练、推理和应用一体化能力。通过可视化建模和流水线编排,对事件规则配置更加灵活,提供多种维度的事件看板,对管理过程进行全面可视化呈现。

        - 核心能力三:按场景构建个性化事件管理能力

        5G-R未来会有多种应用场景,不同场景下运维流程和关注事件内容不同。比如针对网元割接场景,构建针对割接场景的日志分析体系,基于海量日志数据的统计、分析、挖掘,引入AI能力,提供日志异常检测、高危操作检测、违规操作网元识别、IP地址冲突检测、割接网元状态评估等割接值守保障能力,帮助运维人员及时掌握网络存在的异常操作风险,及时消除网络操作安全隐患。

 

业务协同智能运维,实现业务质量全生命周期管理

 

        5G-R网络业务质量是保障列车安全稳定运行的生命线,面向5G-R业务,聚焦指标建模、质量监测、问题溯源和感知修复四大环节,基于端到端问题定界、信令回溯及详单溯源、用户异常一键定界等方案,实现业务质量评估、问题溯源和闭环控制等能力建设,支撑5G-R网络业务质量的全生命周期管理,成为未来运维工作的核心。为了实现这一目标,需要重点关注以下几个方面:

        - 业务质量数据采集是业务质量分析和协同运维的基础。建立多维数据采集渠道,实现对5G-R控制面、用户面和无线接口数据的采集、解析、关联合成以及信令溯源能力,支撑全接口信令分析和端到端业务质量分析。

        - 业务质量实时监控,洞察异常及时排障。通过对网络层、传输层和业务层指标进行建模,分业务发展、网络质量、业务感知三个层次,面向DNN、切片、路局、编组、行政区域和网元建立多粒度的可视化监控能力,实现路局、编组和DNN等维度的控制面实时保障和指标告警配置,支撑网络和业务质量实时监控,及时发现异常问题并在第一时间响应,将影响降到最低。

        - 跨域协同、一键定界,问题溯源更轻松。基于统一建模和数据关联,拉通5G-R核心网、无线网络和承载网络等单域自智能力,实现感知劣化的根因自诊断和自优化,进一步提升端到端跨域分析能力、问题闭环管理能力,有效支撑业务感知提升。当有用户业务异常时,可以通过一键定界功能,根据业务或用户标识,结合业务发生时间、地点,对业务感知问题进行端到端定界分析,自动输出诊断结果,并给出优化处理建议,实现感知问题可溯源、易处理。

 

        网络协同和业务协同智能运维已在5G网络多个场景应用,如工单智能压降场景,通过告警关联知识图谱、优化告警关联规则和网络资源拓扑关系精细化,提升故障的定界定位准确性,实现工单在线分析和精准派单。某外场日均工单数量682条,通过智能工单压降,每天减少重复工单48条,压降占比达7%,充分验证了网络协同智能运维提高工作效率的巨大潜力。5G专网统一运维基于业务体验实时保障、质差动态识别、实时跨域分析、事件闭环管理,建立面向5G专网感知的质量闭环管控机制,已在运营商市场应用,助力业务质量和保障效率双提升。

        5G-R系统是未来承载铁路特别是高速铁路列车控制、指挥调度通信等核心业务,保障铁路行车安全、顺畅的关键基础设施。中兴通讯和产业链相关单位,积极围绕铁路通信“网络智能运行、资源智能管理、系统智能维护、业务智能应用”的智能发展方向和网络“可视、可管、可控、可测、可靠、可信“的发展目标,开展相关技术和应用的研究,致力于打造新一代高质量、高可靠的智简运维铁路移动通信系统,实现中国铁路移动通信的升级换代。