基于GIS技術(shù)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(shè)過程中，設(shè)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(chǎn)損失。有研究指出，由于通信光纜埋設(shè)在地底下，為有效避免光纜故障，可以引入GIS技術(shù)對光纜埋設(shè)狀況展開管理及定位，并提出GIS技術(shù)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(guān)鍵詞】GIS技術(shù);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(jié)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(zhì)版的地圖轉(zhuǎn)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(diào)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(nèi)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(shè)計的光時域反射技術(shù)（IFMS）是該系統(tǒng)最核心的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

2GIS技術(shù)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(lǐng)域，有效地避免了電磁漏洞給通信質(zhì)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(shè)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(zhì)量，通常會隔50m左右架設(shè)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(zhì)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(chǔ)。此外，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷革新、多媒體設(shè)備日益普及以及大數(shù)據(jù)技術(shù)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(zhì)量和故障點定位等監(jiān)測結(jié)果及時性和準確性。

3基于GIS通信光纜故障定位系統(tǒng)設(shè)計

3.1設(shè)計基礎(chǔ)

在GIS技術(shù)應(yīng)用的過程中，主要是借助計算機技術(shù)體系、遙感技術(shù)體系以及信息技術(shù)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(chǔ)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(guān)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(shù)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(wù)器平臺對系統(tǒng)中不同項目業(yè)務(wù)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(yīng)用GIS技術(shù)的過程中，要對系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計和處理，有效發(fā)揮GIS技術(shù)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(jié)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(nèi)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(shè)備：用來把系統(tǒng)所需的各類數(shù)據(jù)輸入到計算機內(nèi)，并把模擬的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(shè)備、掃描儀等，這些設(shè)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(shè)備包含存儲數(shù)據(jù)信息的磁帶、硬盤及相關(guān)的驅(qū)動設(shè)備;數(shù)據(jù)輸出常用設(shè)備包含繪圖機、打印機、多媒體輸出裝置等，上述設(shè)備通過圖形、報表、圖像等形式展示最后的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。（3）數(shù)據(jù)通信設(shè)備包括網(wǎng)卡及其他的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施組合而成，具有這些通信設(shè)備，GIS可依托網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器或其他工作站交流或共享數(shù)據(jù)。軟件環(huán)境的設(shè)計：通常情況下，由計算機廠家提供相應(yīng)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(shù)在定位光纜故障工作中的準確性和及時性，應(yīng)該確保所設(shè)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(yù)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(shè)計以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)的通信光纜故障定位系統(tǒng)時，應(yīng)盡量做到將地圖結(jié)構(gòu)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(yīng)用的過程中，IFMS設(shè)備具有固定的測量點，一旦光纜線路出現(xiàn)故障，設(shè)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(shù)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(jié)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(shù)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(zhì)量。

4GIS技術(shù)在通信光纜故障保障系統(tǒng)中的應(yīng)用

GIS在通信光纜故障保障系統(tǒng)中的應(yīng)用，應(yīng)以數(shù)字化地圖和數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，因此，在建立保障系統(tǒng)之前和數(shù)據(jù)錄入以后，應(yīng)對光纜故障進行處理和校正，同時要建立一種拓撲關(guān)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(yīng)根據(jù)GIS技術(shù)的發(fā)展趨勢，使用關(guān)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(shè)計的過程中，應(yīng)將空間數(shù)據(jù)庫、與屬性數(shù)據(jù)庫分開進行設(shè)計。此外，為了確保基于GIS的保障系統(tǒng)的有效性，應(yīng)及時修改其內(nèi)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(chǔ)圖形、地圖查詢、圖層管理、格式轉(zhuǎn)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(luò)分析結(jié)果，并建立一種拓撲關(guān)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(jié)束語

總之，為了保證光纜通信的傳輸質(zhì)量，我們需要以GIS為基礎(chǔ)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：

[1]雷煥宇，陶國慶.基于GIS的通信光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)及其故障點定位方法[J].電工技術(shù)，2018，20：74-75.

[2]李偉.結(jié)合小波變換與GIS地圖的電力通信光纜故障定位及管理系統(tǒng)[D].重慶大學，2015.

（作者單位：內(nèi)蒙古電力（集團）有限責任公司呼和浩特供電局信息通信處）