基于GIS技術的通信光纜故障定位與保障系統(tǒng)分析

盧云朋

【摘 ?要】在考慮光纖通信建設過程中，設備相對密集、且具有容量大、數(shù)據(jù)傳播速度快等特點，如果發(fā)生光纜故障，會直接影響整個通信系統(tǒng)安全、正常的運行，在一定程度上損害國家及廣大群眾的財產損失。有研究指出，由于通信光纜埋設在地底下，為有效避免光纜故障，可以引入GIS技術對光纜埋設狀況展開管理及定位，并提出GIS技術用于通信光纜掛賬定位與保障系統(tǒng)的方法。基于此，本文以GIS為研究視角，探析將其用于通信光纜故障定位的方法。

【關鍵詞】GIS技術;通信光纜;故障定位;保障系統(tǒng)

1GIS系統(tǒng)的簡單描述

GIS系統(tǒng)的運行特點主要集中體現(xiàn)在以下三個方面：首先，可以在空間的、動態(tài)的環(huán)境下處理地理信息;其次，由計算機系統(tǒng)完善空間數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)的分析，有效地降低了人類的工作負擔;最后，計算機系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)之間存在著很好的兼容性，為運算速度的提升和計算結果準確性的提高等都提供了十分有利的保障。另一方面，GIS系統(tǒng)受地形條件的限制較小，可以輕松靈活地描述和記錄任何地形環(huán)境下的數(shù)據(jù)信息，同時還能將紙質版的地圖轉換為地理信息處理系統(tǒng)可以識別的數(shù)字化地圖，且可以隨意調節(jié)地圖的比例尺大小，提高了光纜故障點的定位效率的提高。此外，該系統(tǒng)還可以根據(jù)所收集的內容不同，將收集的信息劃分為不同的模塊，主要包含了專題信息系統(tǒng)、區(qū)域信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)工具三大類，而計算機硬件系統(tǒng)、計算機軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)、系統(tǒng)管理操作人員則是該系統(tǒng)的四個重要組成部分。基于獨特算法設計的光時域反射技術（IFMS）是該系統(tǒng)最核心的數(shù)據(jù)處理技術。

2GIS技術在通信光纜故障定位中的重要性

2.1通信光纜維護的重要性

將光纜運用于通信領域，有效地避免了電磁漏洞給通信質量和通信效率造成的影響，同時，光纜的傳輸還包含了數(shù)字和信號的傳播，可以滿足不同類型的通信系統(tǒng)。此外，受地理環(huán)境和氣候條件的影響，常常會選擇地埋或懸空的方式架設光纜，一旦出現(xiàn)故障穩(wěn)定，將很難進行維修。所以，必須加強通信光纜維護的監(jiān)測工作。另外，由于通信光纜的覆蓋面積非常廣泛，為了確保通信的質量，通常會隔50m左右架設一個線路桿點，隨著桿點數(shù)量增多，出現(xiàn)故障的頻率也會隨著增加。所以，對線路桿點進行維護，是提高通信光纜運行質量和運行效率的核心所在。

2.2GIS運用于光纜故障監(jiān)測和保障系統(tǒng)中的可行性

GIS運用運光纜故障監(jiān)測和保障系統(tǒng)中，有效地彌補了傳統(tǒng)監(jiān)測工作中工作量大、工作效率低以及運行成本高等缺點，為監(jiān)測和保障通信光纜安全穩(wěn)定地運行奠定了堅實的基礎。此外，在互聯(lián)網(wǎng)技術不斷革新、多媒體設備日益普及以及大數(shù)據(jù)技術普遍使用的共同推動下，GIS在收集地理數(shù)據(jù)信息和處理數(shù)據(jù)信息等方面的功能也得到了很大程度的完善，有效提升了光纜運行質量和故障點定位等監(jiān)測結果及時性和準確性。

3基于GIS通信光纜故障定位系統(tǒng)設計

3.1設計基礎

在GIS技術應用的過程中，主要是借助計算機技術體系、遙感技術體系以及信息技術體系，能對差異化地理數(shù)據(jù)進行收集整理，以輔助系統(tǒng)管理人員進行綜合管控，最重要的是，在對信息進行獲取、存儲以及操作管理的基礎上，就能對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行管理，并且能維護數(shù)據(jù)空間關系的認知和控制效率，從而實現(xiàn)通信光纜故障的定位工作。也就是說，為了從根本上實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的單一化處理以及自動化管控，就要借助GIS技術和管理信息系統(tǒng)對光纜故障定位系統(tǒng)進行處理，并且利用中間服務器平臺對系統(tǒng)中不同項目業(yè)務模塊進行綜合匯總，整合管理體系中數(shù)據(jù)信息收集效果，從而維護故障定位管理的實效性。需要注意的是，在應用GIS技術的過程中，要對系統(tǒng)進行結構化設計和處理，有效發(fā)揮GIS技術的優(yōu)勢，減少傳統(tǒng)處理機制中長時間進行定位跟蹤的問題，提升定位結果的準確定和操作實效性。

3.2開發(fā)軟件及硬件環(huán)境

硬件配置主要包含下列方面的內容：（1）計算機主機，它不單是單機也能使多個計算機組建起來的網(wǎng)路;數(shù)據(jù)輸入設備：用來把系統(tǒng)所需的各類數(shù)據(jù)輸入到計算機內，并把模擬的數(shù)據(jù)轉變成數(shù)字化數(shù)據(jù)，例如：數(shù)字化儀器、遙感圖像處理設備、掃描儀等，這些設備可利用數(shù)字接口與計算機實現(xiàn)聯(lián)接。（2）數(shù)據(jù)存儲設備包含存儲數(shù)據(jù)信息的磁帶、硬盤及相關的驅動設備;數(shù)據(jù)輸出常用設備包含繪圖機、打印機、多媒體輸出裝置等，上述設備通過圖形、報表、圖像等形式展示最后的數(shù)據(jù)處理結果。（3）數(shù)據(jù)通信設備包括網(wǎng)卡及其他的網(wǎng)絡設施組合而成，具有這些通信設備，GIS可依托網(wǎng)絡與服務器或其他工作站交流或共享數(shù)據(jù)。軟件環(huán)境的設計：通常情況下，由計算機廠家提供相應的計算機系統(tǒng)軟件，為用戶開發(fā)、使用計算機提供便捷的程序系統(tǒng)，包含匯編系統(tǒng)、診斷程序、操作程序等。GIS及其他支持軟件能夠利用專門的工具研發(fā)GIS軟件包。

3.3主要開發(fā)思路

為了有效提高GIS技術在定位光纜故障工作中的準確性和及時性，應該確保所設計的系統(tǒng)具備以下三個功能：第一，準確定位故障點;第二，確定桿點附近是否預留了多余的纜線;第三，確定故障點周圍的地理環(huán)境和交通情況。因此，在設計以GIS技術為基礎的通信光纜故障定位系統(tǒng)時，應盡量做到將地圖結構簡單化、圖形操作靈活化以及對空間對象進行可視化處理等。

3.4光纜故障點定位算法的實現(xiàn)

在實際應用的過程中，IFMS設備具有固定的測量點，一旦光纜線路出現(xiàn)故障，設備就能對故障點的光纜進行檢測，同時獲取固定測量地點到故障點之間的距離。通過綜合使用GIS技術和IFMS，我們在對光纜故障進行定位就可以從系統(tǒng)默認的檢測地點開始檢測，而IFMS就可以對故障點和監(jiān)測點的距離進行測量，然后將測量的結果與光纜節(jié)點屬性信息庫中的節(jié)點距離進行對比，從而將故障位置定位在相鄰的兩個階段之間。與此同時，運用GIS技術獲取兩節(jié)點的坐標，這樣就有效地減少了對光纜故障點的定位流程，同時提高了工作質量。

4GIS技術在通信光纜故障保障系統(tǒng)中的應用

GIS在通信光纜故障保障系統(tǒng)中的應用，應以數(shù)字化地圖和數(shù)據(jù)庫為基礎，因此，在建立保障系統(tǒng)之前和數(shù)據(jù)錄入以后，應對光纜故障進行處理和校正，同時要建立一種拓撲關系，加強空間數(shù)據(jù)和屬性之間的聯(lián)系。同時，在通信光纜保障系統(tǒng)建立的過程中，應根據(jù)GIS技術的發(fā)展趨勢，使用關系數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行存儲和管理，并以無縫數(shù)據(jù)庫管理模式（SQLServer）為組織方式，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全與共享;在數(shù)據(jù)庫設計的過程中，應將空間數(shù)據(jù)庫、與屬性數(shù)據(jù)庫分開進行設計。此外，為了確保基于GIS的保障系統(tǒng)的有效性，應及時修改其內部存儲的地圖元素;實現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加、擴充和刪減等功能;為光纖故障定位、故障點查詢、故障維修提供有利的信息。按照故障保障系統(tǒng)的功能要求，系統(tǒng)由四個模塊組成，即數(shù)據(jù)管理、地圖管理、空間分析和通信光纜管理。其中，數(shù)據(jù)管理模塊主要負責數(shù)據(jù)庫的管理和用戶管理;地圖管理模塊主要負責編輯基礎圖形、地圖查詢、圖層管理、格式轉換、圖形輸出等;空間分析模塊主要負責故障空間分析，提出網(wǎng)絡分析結果，并建立一種拓撲關系，以優(yōu)選出故障維修的最佳路徑;通信光纜管理模塊負責光纜的定位、數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)查詢，并顯示和生成統(tǒng)計圖表，打印報表。通過以上四個模塊的相互作用，能夠準確完成光纜故障定位，為故障維修提供有利的依據(jù)。

5結束語

總之，為了保證光纜通信的傳輸質量，我們需要以GIS為基礎進行故障定位和建立完善的保障系統(tǒng)，以節(jié)省故障處理時間，提高通信光纜的搶修的效率。促進我國通信行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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