電力通信網(wǎng)光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

白楊 任永峰 董菲菲

國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司物資分公司 內(nèi)蒙古呼和浩特 010000

1 規(guī)劃智能光纜監(jiān)測(cè)分配的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 光纜智能分配監(jiān)測(cè)的整體系統(tǒng)的組成

電力通信網(wǎng)光纜智能分配監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由三部分組，分別是上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)站系統(tǒng)。上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為監(jiān)測(cè)中心與客戶(hù)端。而上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)站相連，而且運(yùn)用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行，從圖1可以看出光纜智能分配監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖1 光纜智能分配監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

用于光纜分配的智能監(jiān)控系統(tǒng)的基本工作原理是：光纜線路通過(guò)監(jiān)測(cè)站被自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并且監(jiān)測(cè)光纖傳輸過(guò)程中的損耗。光功率監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)光纜線路的光功率。因?yàn)楦鞣N故障，像斷線等等，如果監(jiān)控的光功率低不能高于已經(jīng)定好的臨界值，光纜會(huì)被監(jiān)測(cè)模塊自動(dòng)更改并通過(guò)報(bào)警方式提示。獲取數(shù)據(jù)的設(shè)備一般會(huì)在光纜線路內(nèi)固定的位置，并且將基本光纖數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。

1.2 智能分配監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能模塊的結(jié)構(gòu)組成

光纜智能分配監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能模塊由各種模塊和每個(gè)模塊里的子模塊組成，其模塊主要有光纜監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析、故障處理、告警處理、GIS、資源管理、運(yùn)行維護(hù)等等。

1.3 智能光纜配電監(jiān)控系統(tǒng)的GIS功能設(shè)計(jì)

GIS智能系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)用于監(jiān)測(cè)光纜的分布，軟件GIS系統(tǒng)作用有數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理、數(shù)據(jù)編輯、視覺(jué)表達(dá)和輸出、空間查詢(xún)和分析等

1.4 光纜智能實(shí)時(shí)配電監(jiān)控流程設(shè)計(jì)

光纜監(jiān)控系統(tǒng)的核心是光纜系統(tǒng)的智能實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用光功率控制模塊監(jiān)視光源發(fā)送的光功率，當(dāng)光功率低于設(shè)定的閾值時(shí)，RTU向監(jiān)控中心發(fā)送異常信息，收到信息后，監(jiān)控中心立即中斷測(cè)試程序，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的光纜線路測(cè)試，實(shí)時(shí)監(jiān)控光纜線路系統(tǒng)。

2 用于監(jiān)控設(shè)計(jì)系統(tǒng)的智能分配軟件

2.1 軟件系統(tǒng)圖

光纜智能分配檢測(cè)軟件系統(tǒng)是Windows 2012 Server操作系統(tǒng)，研發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)可選擇SQLServer2012來(lái)實(shí)現(xiàn)，并實(shí)行無(wú)縫連接操作系統(tǒng)，在軟件開(kāi)發(fā)時(shí)使用VB，在智能監(jiān)控中心為光纜進(jìn)行相關(guān)工作時(shí)選用IBM服務(wù)器，客戶(hù)/服務(wù)器是工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器選擇的方式[1]。MapInfo Professional 12.0用作GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使用MAPX5.0開(kāi)發(fā)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。智能監(jiān)控光纜分配軟件是由四個(gè)部分組成整個(gè)系統(tǒng)，分別是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、光纜監(jiān)控軟件、資源管理軟件等。

2.2 設(shè)計(jì)光纜軟件系統(tǒng)

光纜資源管理系統(tǒng)分三個(gè)層面分別為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、界面層和邏輯處理層。對(duì)光纜資源系統(tǒng)軟件的架構(gòu)模型分別由資源管理客戶(hù)端、資源數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用服務(wù)器這三部分構(gòu)成。通常為了達(dá)到地圖功能是調(diào)取了GIS服務(wù)器地圖數(shù)據(jù)信息。而且為了存儲(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)據(jù)與資源管理系統(tǒng)中的不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，這時(shí)，就會(huì)用到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)目的。界面層的功能是針對(duì)不同的系統(tǒng)客戶(hù)供給不同功能界面。由邏輯處理層來(lái)處理邏輯服務(wù)，如統(tǒng)計(jì)資源的分配和網(wǎng)絡(luò)資源的分析，光纜資源軟件系統(tǒng)具備很多優(yōu)點(diǎn)，如可以重復(fù)使用、可定制性、簡(jiǎn)單的維護(hù)和管理等。

對(duì)光纜網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，所有數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的級(jí)別包含存儲(chǔ)各種資源對(duì)象的各種數(shù)據(jù)表，并且可以存儲(chǔ)光纜網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)運(yùn)行和管理所必備的些許數(shù)據(jù)信息，例如，在數(shù)據(jù)庫(kù)可以存儲(chǔ)了用戶(hù)管理信息和系統(tǒng)日志。中間位置是邏輯處理層，主要對(duì)各種服務(wù)進(jìn)行分析和處理。應(yīng)用服務(wù)器給客戶(hù)提供相應(yīng)功能的接口必需要通過(guò)特定接口，從而達(dá)到對(duì)不同資源管理作用。將所有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)竭壿嬏幚韺樱缓筮壿嬏幚韺訒?huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)，然后接收相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行梳理和分析并并在傳送至操作終端端。這可以使數(shù)據(jù)庫(kù)安全加強(qiáng)，并使復(fù)雜性降低。在界面層達(dá)到了系統(tǒng)的不同界面作用，界面的功能有很多種，主要包括不同種類(lèi)系統(tǒng)資源保護(hù)、統(tǒng)計(jì)、管理、部署、查詢(xún)和圖形顯示等。

2.3 光纜維護(hù)功能

通信調(diào)度應(yīng)用管理的功能是由故障報(bào)警管理、通信責(zé)任管理和光纜纖芯管理共同構(gòu)成的；電纜管理功能由空間資源管理、支持網(wǎng)絡(luò)資源管理、光纜線路資源管理、機(jī)房管理、光纜光纖管理和電纜線路的所有資源管理功能等。

2.4 數(shù)據(jù)加密

外部感應(yīng)監(jiān)控設(shè)備使用ASCII消息幀與內(nèi)部服務(wù)器通信，類(lèi)似于Modbus，具有設(shè)備地址24位，功能代碼8位和校驗(yàn)符8位，這種傳輸協(xié)議是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的，可以訪問(wèn)群集設(shè)備，可以使數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和丟包有效地預(yù)防，其啟用功能具有約200個(gè)，特別適合處理大數(shù)據(jù)。

3 分析光纜智能分配監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

對(duì)智能光纜分配監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)用戶(hù)進(jìn)入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶(hù)可以完成客戶(hù)端軟件預(yù)告警監(jiān)控的線纜切換，獲得對(duì)客戶(hù)端軟件的訪問(wèn)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控光纜，并通過(guò)光纜線路的智能切換提供報(bào)警和預(yù)警。通過(guò)對(duì)光纜線路的光功率進(jìn)行檢測(cè)，執(zhí)行智能切換線路，并對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行分析和處理[2]。監(jiān)控中心服務(wù)器分類(lèi)監(jiān)控站發(fā)送的信息，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中將其存儲(chǔ)，以提供客戶(hù)端服務(wù)，如登錄請(qǐng)求、更新用戶(hù)信息和查詢(xún)信息等。

4 結(jié)語(yǔ)

在本文中，研究對(duì)象是區(qū)域輸電網(wǎng)絡(luò)的電纜線，并研究其智能配電監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和實(shí)施。以智能光纜分配控制系統(tǒng)的工作原理為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別是系統(tǒng)功能模塊、智能配電系統(tǒng)軟件控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。GIS功能模塊實(shí)現(xiàn)了可以實(shí)時(shí)監(jiān)控光纜線路系統(tǒng)智能分配、智能切換、報(bào)警和預(yù)警，有助于區(qū)域電信網(wǎng)絡(luò)中光纜分配的智能控制系統(tǒng)的研究。