濟南電力通信網絡拓撲資源管理信息系統的研究和應用

彭淦榕，李宏偉 ，李 艷

（1.濟南供電公司,山東 濟南 250012；2.國網技術學院,山東 濟南 250002）

0 引言

濟南電力通信網作為公司生產、經營和管理的核心支撐系統，為了適應電網規模日益擴大、結構日趨復雜的新形勢，建設速度不斷加快、網絡規模不斷擴大，目前已成為山東省內規模最大、設備技術水平最先進的現代化通信網絡。

濟南電力在不斷增強通信業務提供能力的同時，對通信網絡資源的管理相對滯后，制約了通信網絡的整體規劃和協調發展。公司細致分析了通信管理的各項業務，憑借近年信息化建設積累的大量經驗，開發了“濟南供電公司通信網絡拓撲資源管理信息系統”。系統為通信網絡資源提供了統一的、圖形化的和智能化的信息管理平臺，動態管理網絡資源配置，為通信設備臺帳管理、日常運維管理、通信網絡的規劃和施工，并能為電力事故的應急處置提供科學的依據。

1 系統的開發

1.1 開發背景

近年來濟南電力通信網經過不斷的改造，已經具備了較高的設備技術水平。盡管整個網絡現代化水平高、運行情況良好，但在通信網絡規劃、建設、維護中，還采用手工管理為主、計算機管理為輔的管理方式［1］，給通信管理實現精益化的目標帶來了眾多挑戰：

1）資源管理各自為政。大量的設備資料和業務信息以電子文檔或紙質文件分散保存在不同部門和個人手中，很難保證數據資料及時匯總，同時人員調動也會造成資料的流失，因此傳統的管理方式不利于信息資源的共享［2］。

2）圖紙資料時效性差。普通圖形間數據可交換性和通用性差，因此隨著通信基礎網絡建設加快，新建、擴建、拆除工程增多，圖紙資料的修改難度加大，無法保證信息的及時正確更新。

3）分析決策效率低。通信設備種類繁多、組成復雜、屬性信息量大，報表統計分析依靠手工方式完成，使得數據檢索和查閱非常繁瑣且統計結果準確率低［3］。尤其降低了緊急情況下事故應變處理的能力，無法迅速準確地向上級決策部門提供全面有效的數據支持。

4）業務管理隨意性大。運維管理缺乏科學規范的流程和監督機制，各類運行檢修記錄內容因人而異，多種多樣；業務處理容易受管理人員主觀影響，處理過程缺乏規范性。

1.2 開發目標

通信網絡拓撲資源管理信息系統采用面向對象的編程技術和軟件工程管理方法，結合地理信息應用平臺，將通信資源映射成網絡層次模型，實現對資源的配置及動態管理。層次模型將系統中的各種對象（如通信線路、通信設備、通信支撐設備）進行分層管理，同時將專業數據圖形化，使其與地圖上的目標對象相聯系，完整地構建通信網絡資源的圖紙庫和屬性庫。

1.3 系統設計原則

先進性：系統的總體設計方案和技術支持具有近期的先進性，乃至遠期的適應性。主要體現于：系統應用軟件的規范、標準、可維護性；基于角色的權限管理；系統結構的規范、可擴展性；系統分階段開發的經濟性。

集成性：系統是基于濟南供電公司現有的輸變配電生產管理系統上建立的通信管理系統，系統的設計，必須考慮平臺通用、信息共享的原則，與現有的生產管理系統構成一體化的集成。

專業性：通信GIS不同于電力設備管理，有其自身的專業特色和需求，系統在考慮平臺一致性的同時，必須面向通信GIS的需求開發，實現面向專業特色的應用功能。

2 系統功能

通信網絡拓撲資源管理信息管理系統功能分為基礎地理信息管理、機房設備管理、管道桿路管理、光纜設備管理、通信網絡拓撲分析和工作流程管理等6個模塊。系統的6個模塊既相對獨立又相互補充，構成完整的網絡資源管理系統，實現對通信網絡資源的全面管理。

1）基礎地理信息管理：主要管理和存儲具有空間屬性的資源信息，包括電子地圖、區域信息和站點信息。地理信息管理在系統中表現為電子地圖形式，如圖1所示，電子地圖的建立有助于建立基于實際地理背景下的設備分布圖。特別是對一些具有很強的地理屬性的數據，例如光交接箱分布圖、地下管網分布圖等，建立電子地圖，可以賦予設備本身實際的地理屬性，方便使用者掌握在一定區域內的設備分布情況。

2）機房設備管理：機房設備管理模塊主要完成對安裝在機房內的機架、傳輸設備、交換設備、接入設備、配線架等連接設備資源的增加、編輯和刪除等管理，并可生成上述各類設備統計報表。

圖1 地理信息圖

3）管道桿路管理：管道桿路管理模塊在建立了基礎地理信息的基礎上，完成對管道桿路等地理信息的管理。包括機房大樓或基站、管道（含管孔、子管、地槽）、人井、手井、桿路、吊線等圖形和屬性數據的直觀快捷的錄入及編輯。

4）光纜設備管理：光纜設備管理模塊完成對光纜及其相關設備資源的管理，可輸入光纜有關資料，可用顏色指定光芯成對使用情況，可同時顯示光纜在架上位置及光芯用戶資料。可查詢某一指定光纜的光纖所連接的光纖設備及其路由信息，包括編號、經過井或者桿、管孔編號、是否有接頭盒等，并可生成打印報表，如圖2所示。

5）通信網絡拓撲分析：查詢統計管理模塊提供多種查詢方式，為有關部門提供準確的資源動態信息，可以為通信建設、線路規劃提供輔助決策，為設計施工提供依據，同時可以為線路維護部門提供幫助。系統能對通信網絡資源的利用狀況以及電路的使用情況進行統計分析。

圖2 變電站內光纜出線示意圖

6）工作流程管理：系統提供對故障電話檢修單的上報、檢修和歸檔以及通信路徑圖的制圖、校核、審核和歸檔等處理流程。

3 系統的創新性

1）與現有輸變配電生產管理系統緊密集成，促進了公司電力設備一體化管理的信息化建設。

電力通信作為電力生產、調度和安全的重要保障之一，其管理體系必須融入電力一體化管理的體系構架內。為了實現與公司現有輸變配電生產管理系統無縫融合，系統在同一平臺上進行了二次開發，沿用IEC-61970的電網模型構建電力通信管理的信息模型，從而保證了系統的設計遵循國際電工組織和國家電力行業的相關標準和規范，而且在人機界面和功能應用上與輸變配電生產管理系統也構成了一體化的集成，完善了公司電力設備一體化管理的信息化建設。

2）整合輸配電設備圖形資料信息，便捷構建通信網絡資源管理體系。

目前濟南電力光纜敷設主要依附于輸配電線路，同路由架設。因而從投資保護和減少維護人員的維護量角度充分考慮，利用公司完善的輸變配電設備基礎資料，直接引用約4 000基桿塔、電纜管道的地理位置信息和相關設備信息，輕松完整的構建了通信網絡資源管理體系。

系統引入600余幅輸配電線路一次接線圖，獲取電力線路上掛有光纜的支撐桿信息和相關區域的圖形，在此基礎上連接178個通信站所，掛接通信光纜1 583.271 km，最終形成241幅通信線路路徑圖，如圖3所示。各路經圖之間通過通信站所形成完整的光纜拓撲網絡圖，擺脫了傳統意義上簡單的通信網絡圖形管理模式。

3）首創光纜接續的智能化管理，實現光纖路徑的動態分析。

在通信線路圖紙資料中，光纜管纖資料一直使用傳統二維表格描述，每條光纜資料相對獨立，既不便于檢索，又容易出錯。現在系統為通信網中241條通信線路從路徑圖自動構建了一張光纜接續圖，如圖4所示，分組描述了光纜接頭盒中纖芯的接續方式。同時為全公司178個通信站點建立了光配圖和站內光纜出線示意圖，實現了光配箱端口和跳纖的動態管理。系統通過通信線路的路徑圖、光纜接續圖和通信站所光配圖，完整描述了濟南電力通信網絡的拓撲連接關系。

圖3 通信線路路徑圖

圖4 通信線路光纜接續圖

系統提供網絡中任意兩個站點之間的最佳路由分析功能，包括最短路徑分析和空閑光纖路徑分析等功能。在通信網絡的故障應急處理時，定位故障光纖，系統可以動態生成故障光纖鏈路示意圖，顯示出光纖經過的所有站點、光配端口、分接盒及每段光纜的詳細信息，提高事故處理的效率，縮短故障時間，如圖5所示。

圖5 光配端口對應關系

4）快速構建全網的通信系統圖，增強通信管理輔助決策能力。

系統自動分析通信線路路徑圖的設備連接關系，結合地理沿布圖中的設備位置信息生成濟南電力光纜網絡總圖、配電光纜網絡圖、35 kV及以上光纜網絡圖，如圖6所示，便于運行維護人員進行跨專業網的故障監控、定位與應急處理，也便于管理部門從全網的角度對資源的使用進行全盤決策規劃，優化了網絡結構、節約企業在通信網絡方面的投資。

5）利用地理信息平臺，為電力通信網的規劃、設計、施工等提供有效的參考。

地理信息系統的應用為電力通信網的運行管理提供了一個具有地理環境信息的網絡模型，使用人員可以全面瀏覽通信光電纜線路的實際地理理由和走向，察看站點、管道和交接箱等位置分布。同時圖上還關聯了光纜、接續盒、交接箱等設備信息，實現在圖形上直接查看設備臺帳和相關信息。

圖6 光纜網絡總圖

利用地理信息系統技術，可以對通信網絡的物理和邏輯資源進行科學合理的管理，實現對通信網絡的組織和優化，為決策和經營部門提供定量的分析數據，為管理人員進行規劃和設計提供了直觀的參考。

4 應用情況

目前，通信網絡拓撲資源管理信息系統已廣泛地應用于濟南供電公司通信管理的各專業部門，包括通信調度、設計規劃和運行檢修。一年多的實踐證明，系統的實施實現了通信管理的創新。

1）管理信息化。通信管理信息化使電力通信網運行過程中產生的大量業務信息得到了及時有效地處理，大大減輕了運維部門因為網絡規模的擴大、設備數量和型號增加帶來的巨大設備管理壓力，還能使決策者隨時了解網絡運行情況，及時得到計算機處理后的集約程度較高的信息，這些比經驗更為客觀，更有利于指導決策。

2）信息可視化。系統提供了一個統一的、圖形化的通信網絡資源信息管理平臺，臺帳、圖紙和資料實現了資源共享，查詢統計方便快捷，不受時間、地點和人員限制。用戶可以輕松查看全網的資源使用情況，動態地了解通信網絡資源的完整信息。

3）分析智能化。系統具有基于圖形的智能網絡拓撲分析功能，對運維部門監控、分析和處理通信網故障，起到了有效的輔助作用；系統具有快速高效的查詢統計功能，能夠完成滿足各類復雜條件要求的設備運行狀況統計和事件統計，為管理部門提供了強大的數據支撐。

4）業務規范化。系統為通信管理建立了科學規范的流程和監督機制，提高了通信網業務管理的科學性，為業務、生產和日常工作帶來了巨大變革。明晰和簡化了通信運行、維護、檢修工作流程，使管理過程更加規范；實現了各類檢修運行記錄的標準化、表格化，滿足了對通信日常工作管理信息的綜合查詢和統計分析的要求。

5 結論

通信網絡拓撲資源系統完整地構建了通信網絡資源的圖紙庫、屬性庫，為資源的調度及業務部門的使用提供了全面的支撐。同時系統的開發和應用，也為電力生產管理提供了一種全新思路和優質高效的管理手段。