電力通信光纜資源管理數(shù)字化應(yīng)用分析

摘要：電力通信光纜是電網(wǎng)智能運(yùn)維的一項重要設(shè)施，擁有著廣泛的應(yīng)用需求，再加上其通信容量與傳輸帶寬較大，架設(shè)距離較長，已經(jīng)在電力通信中發(fā)揮主導(dǎo)作用。現(xiàn)階段傳統(tǒng)電力光纜資源管理手段存在著諸多問題，應(yīng)積極進(jìn)行數(shù)字化運(yùn)用，提高光纜運(yùn)維水平。基于此，文章從光纜資源管理面臨的問題出發(fā)，探討了數(shù)字化系統(tǒng)設(shè)計原則，提出了通信光纜資源系統(tǒng)設(shè)計方案，探討了光纜資源數(shù)字化管理的應(yīng)用效益，希望能為有關(guān)部門提供參考。

關(guān)鍵詞：電力通信；資源管理；光纜運(yùn)維；數(shù)字化應(yīng)用

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.04.033

中圖分類號：TM 73" " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）04-0-03

Analysis of Digital Application of Power Communication Optical Cable Resource Management

YAO Tao， WANG Congchun， MU Qiongjing

（State Grid Lu'an Power Supply Company， Lu'an 237000， China）

Abstract： The power communication optical cable is an important facility for intelligent operation and maintenance of the power grid. It has a wide range of application requirements. In addition， its communication capacity and transmission bandwidth are large， and the erection distance is long. It has played a leading role in the power communication. At this stage， there are many problems in the traditional power optical cable resource management methods， which should be actively used digitally to improve the operation and maintenance level of the optical cable， Based on this， this paper discusses the design principles of digital system， puts forward the design scheme of communication optical cable resource system， and discusses the application benefits of digital management of optical cable resources， hoping to provide reference for relevant departments.

Key words： power communication; resource management; optical cable operation and maintenance; digital application

1" 傳統(tǒng)電力通信光纜資源管理面臨的問題

傳統(tǒng)的電力通信光纜資源管理工作以人工操作為主，計算機(jī)管理為輔，在光纜資源運(yùn)用上各自為政，缺乏結(jié)合，特別是一些與地理信息有關(guān)的管線及設(shè)備維護(hù)資料，分散保存在不同的部門，不可避免地會出現(xiàn)資料模糊、記錄不詳?shù)葐栴}，而在線路設(shè)計及電路傳輸?shù)确矫嬉步橛谑止づc計算機(jī)自動管理之間，在資源分配方面存在短板，難以及時準(zhǔn)確地更新信息，也導(dǎo)致路由組織與故障定位等工作都較為被動，單靠光時域反射儀難以準(zhǔn)確定位故障。再加上電力通信光纜資源管理分屬不同的維護(hù)專業(yè)，有時還會發(fā)生光纜中斷的情況，對整體電力網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)營造成了很大的影響。同時，現(xiàn)階段各個地區(qū)通信容量不斷增加，光纜線路也在快速增加，信息化程度低、故障排查較難等問題嚴(yán)重制約光纜運(yùn)行效益。

2" 電力通信光纜資源管理數(shù)字化的設(shè)計原則

電力通信光纜資源的數(shù)字化管理模式，可有效解決各類傳統(tǒng)問題，自動完成光纜走向定位與數(shù)據(jù)采集等工作，并在電子地圖上繪制出光纜走向路徑，同時還可以將巡檢結(jié)果、光纜線路導(dǎo)航等情況在系統(tǒng)中自動進(jìn)行登記，在線路發(fā)生故障時也可以迅速定位，縮短故障處理時間，擁有極大的應(yīng)用價值。這種數(shù)字化系統(tǒng)的設(shè)計，應(yīng)遵循先進(jìn)性原則，采用當(dāng)下最新的結(jié)構(gòu)體系，第一時間進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的訪問與管理，并結(jié)合主流服務(wù)器與操作系統(tǒng)，有效減輕人員維護(hù)工作負(fù)擔(dān)；應(yīng)遵循實用性原則，合理匹配各地網(wǎng)絡(luò)，綜合各地區(qū)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，生成便于各地區(qū)實際工作使用的統(tǒng)計報告；應(yīng)遵循靈活性原則，實現(xiàn)對用戶權(quán)限的控制，分級定義工作人員操作模塊及訪問權(quán)限，確保各級部門能夠根據(jù)實際情況靈活分配使用權(quán)限，提升系統(tǒng)的易用性，同時還應(yīng)根據(jù)用戶需求擴(kuò)展系統(tǒng)功能，自動更新系統(tǒng)，提升系統(tǒng)的生命力，提高資源管理水平[1]。

3" 電力通信光纜資源管理數(shù)字化的設(shè)計方案

3.1 數(shù)字化系統(tǒng)總體設(shè)計思路

本系統(tǒng)應(yīng)能充分發(fā)揮當(dāng)前信息網(wǎng)絡(luò)資源的便捷性等優(yōu)勢，采用集中部署的方式，在系統(tǒng)服務(wù)器中進(jìn)行部署，實現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的交互，讓各類業(yè)務(wù)信息化，實現(xiàn)智能化管理，提升系統(tǒng)整體性能，強(qiáng)化系統(tǒng)的安全性。為此系統(tǒng)的管理模式應(yīng)追求精益化，建立起數(shù)據(jù)采集、光纜通信、光纖巡檢等綜合管理平臺，并結(jié)合GIS地圖信息構(gòu)建三維立體通信界面；采用基于云網(wǎng)絡(luò)的差分服務(wù)，運(yùn)用智能算法及傳感模塊進(jìn)行通信光纜實時監(jiān)控，及時查找故障問題；利用計算機(jī)及數(shù)據(jù)庫構(gòu)建多功能數(shù)字平臺，實現(xiàn)臺賬管理可視化、光纜走向明確化等目標(biāo)，提升各種信息的共存性，以達(dá)到降低硬件運(yùn)維成本的目的。此外，數(shù)字化系統(tǒng)還能根據(jù)用戶需求，生成自定義報表，滿足日常運(yùn)行管理的需要，實現(xiàn)通信基站、光纜及通信信息的集中管理。

3.2 數(shù)字化輔助技術(shù)

3.2.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)庫是一種可長期存儲于計算機(jī)內(nèi)的共享數(shù)據(jù)集合體，應(yīng)按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，使存儲于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有較高的獨(dú)立性與易擴(kuò)散性，可保證各類用戶在數(shù)據(jù)共享的同時互不干擾。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢主要在于，數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的高效處理，讓收集到的數(shù)據(jù)信息得到有效的運(yùn)用，推動管理工作的數(shù)字化，由此更好地助力電力通信光纜資源管理工作的數(shù)字化建設(shè)，更好地滿足管理工作需求。本數(shù)字化管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫應(yīng)具備通信光纜臺賬數(shù)字化管理等功能，滿足各類日常任務(wù)的需要，通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)的融合可方便用戶查看光纜走向、合理規(guī)劃光纜資源，并依照歷史信息為通信專業(yè)的日常維護(hù)、人員培訓(xùn)、資源管理等工作提供更為合理的數(shù)據(jù)指導(dǎo)[2]。

3.2.2 GPS光纜定位管理技術(shù)

GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是現(xiàn)階段隨著科技發(fā)展建立的被用于高精度、全天候測量的無線定位系統(tǒng)，可通過衛(wèi)星進(jìn)行距離測量、時間測量與角度測量，由空間部分、地面部分與用戶部分組成。其中空間部分包括運(yùn)行在各個軌道上的多個衛(wèi)星，可在任意時間、任意地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，因此，借助該技術(shù)可以實現(xiàn)光纜的精準(zhǔn)定位，同時還可以與地面部分建立起可靠的通信；地面部分則包括主控站、監(jiān)測站等，可采集各類數(shù)據(jù)，處理各類信息，再傳給空間部分，保障空間與地面的有效通信；用戶部分則是接收機(jī)，可接收空間部分發(fā)送的各類數(shù)據(jù)，而在該系統(tǒng)中運(yùn)用時，可基于GPS技術(shù)，運(yùn)用各類相關(guān)的算法，對系統(tǒng)的通信能力加以改善，確保通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2.3 GIS光纜故障確定技術(shù)

通信光纜可與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，并配合光時域反射儀定位光纜故障。將GIS系統(tǒng)線路與計算機(jī)硬件接口連接，運(yùn)維人員能夠直接利用GIS系統(tǒng)獲取并處理相關(guān)地理數(shù)據(jù)，對光纜是否存在異常和故障情況進(jìn)行檢測。GIS技術(shù)可實現(xiàn)對于地球表面與空間地理分布相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與存儲，將一定區(qū)域內(nèi)的地理信息進(jìn)行收集整理和分析。依靠GIS系統(tǒng)整體化的操作界面和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可以直接向使用者提供查詢與瀏覽等服務(wù)，基于此來對電力光纜進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配。在電力光纜出現(xiàn)故障時，應(yīng)用GIS技術(shù)可以克服由于自然環(huán)境因素、人為因素、系統(tǒng)材料老化等原因?qū)е碌墓收隙ㄎ画h(huán)境限制，進(jìn)而及時確定光纜故障的具體位置和情況。

現(xiàn)階段下GIS技術(shù)已經(jīng)較為成熟，具備較高的管理能力與分析能力，人工智能技術(shù)的發(fā)展，也為GIS技術(shù)的優(yōu)化提供了支持，因而利用GIS系統(tǒng)來支持光電故障確定和處理，擁有較大的發(fā)展空間。GIS系統(tǒng)可以提供較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理能力，滿足電力通信光纜的各類需求，當(dāng)通信光纜發(fā)生故障時，應(yīng)用GIS系統(tǒng)中繪制實時光纜圖與地理信息圖的功能，能夠準(zhǔn)確地定位故障地點(diǎn)。相關(guān)人員可以基于此實現(xiàn)光纜的數(shù)字化管理，為后續(xù)修復(fù)工作提供支持。

3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計

3.3.1 系統(tǒng)基礎(chǔ)臺賬管理

本系統(tǒng)的基本管理主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典管理、光纜巡檢管理及用戶管理等方面，其中，數(shù)據(jù)字典管理可實現(xiàn)系統(tǒng)常用的業(yè)務(wù)代碼修復(fù)與光纜維護(hù)等功能，并對光纜日常巡檢項目進(jìn)行分類，便于管理。用戶管理可對系統(tǒng)中注冊的用戶展開操作權(quán)限劃分，還可以將系統(tǒng)資源的各類屬性信息寫入數(shù)據(jù)庫，對整個設(shè)備進(jìn)行集中管理。光纜的賬務(wù)管理分為節(jié)點(diǎn)實體臺賬管理與光纜線路臺賬管理，本系統(tǒng)可對通信光纜線路進(jìn)行數(shù)字化管理，在每個節(jié)點(diǎn)上實現(xiàn)對記錄裝置的訪問，還可以提供整條通信光纜的數(shù)據(jù)信息查詢，如光纜類型、架設(shè)類型、光纜狀態(tài)、長度及信號衰減情況等，并在電子地圖上繪制出光纜線路的走向，在確保真實性的基礎(chǔ)上實現(xiàn)可視化管理，確保設(shè)備信息錄入的直觀性[3]。

3.3.2 圖形化展示

通過GIS技術(shù)的結(jié)合，可提供光纜圖形顯示功能，一般會在地圖上顯示出光纜走向與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的信息，并提供地圖的放大、縮小、快速定位與坐標(biāo)顯示等功能，實現(xiàn)光纜走向及各類信息的可視化。工作人員可在系統(tǒng)中的地圖上點(diǎn)擊光纜線路，在彈出的對話框內(nèi)輸入所要查看的光纜信息種類，便可以直觀查閱有關(guān)于光纜的纖芯利用情況、工程資料圖紙及排管顯示圖形等，讓用戶快速查看所要查看的地下光纜排管分布情況及光纜資源占用情況，同時還可以結(jié)合輸電線路、電纜隧道等，向工作人員分層顯示出線路建設(shè)與資源配比建議，工作人員則可按照智能系統(tǒng)提供的資源分配建議進(jìn)行合理分配，提高光纜資源管理水平。另外這種圖形化展示功能還可以實現(xiàn)光纜資源結(jié)構(gòu)的查詢，通過將光纜資源的屬性參數(shù)與用戶輸入的屬性值進(jìn)行配對，可讓用戶更為精準(zhǔn)地查詢所選光纜中某一資源的占用狀態(tài)。

3.3.3 移動作業(yè)數(shù)據(jù)管理

移動作業(yè)管理要求工作人員在線路巡檢工作中手持終端采集光纜線路信息，因此對于系統(tǒng)的設(shè)計，需要保證具備線路采集模塊與巡檢管理模塊。在線路采集模塊部分，要求能夠通過移動作業(yè)設(shè)備來采集光纜走向與坐標(biāo)，基于收集到的光纜臺賬信息生成采集任務(wù)包，在電子地圖上調(diào)整線路位置，然后借助網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)將本地任務(wù)表數(shù)據(jù)信息回傳到主站。

在線路巡檢管理模塊，在工作人員對線路進(jìn)行維護(hù)與檢修過程中，能夠讓工作人員借助系統(tǒng)導(dǎo)航功能快速到達(dá)現(xiàn)場，并根據(jù)采集獲得的光纜數(shù)據(jù)檢查線路中各類設(shè)備的工況。工作人員也可以基于數(shù)字化的管理系統(tǒng)來定位光纜缺陷，在查詢到光纜的具體參數(shù)信息之后，通過位置定位共享功能快速通知故障點(diǎn)范圍內(nèi)最近的工作人員到達(dá)檢修地點(diǎn)，提高故障檢修工作的及時性（如圖1）。

4" 電力通信光纜資源管理數(shù)字化的使用效益

4.1 定位導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用

在電力通信光纜資源管理的數(shù)字化系統(tǒng)中，定位導(dǎo)航技術(shù)的運(yùn)用主要針對資源圖形管理模塊，可繪制出光纜GIS圖、光纜節(jié)點(diǎn)排布與故障定位信息。工作人員可以通過光纜GIS圖，對光纜線路每一個節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行查詢，讓故障位置一目了然，方便檢修人員的維修工作。

與此同時，檢修人員還可以在自己的手機(jī)上下載相關(guān)App，更加便利地查看光纜位置，規(guī)劃從出發(fā)地到故障地點(diǎn)的最佳路線，節(jié)約維修時間。此外，為了降低GPS系統(tǒng)的定位誤差，工作者還可以對配套系統(tǒng)中的數(shù)字化光纜臺賬信息進(jìn)行查閱，及時了解光纜的走向、長度等信息。這種方式，雖然在短期內(nèi)，工作人員的工作量會有所增加，但長期而言，該系統(tǒng)可確保每個數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且通過不斷改進(jìn)，將會使維護(hù)工作數(shù)字化，從而更為精準(zhǔn)地找到光纜故障地點(diǎn)，方便人員進(jìn)行排查，降低后續(xù)工作強(qiáng)度，提升工作效率[4]。

4.2 數(shù)字化系統(tǒng)效益體現(xiàn)

數(shù)字化光纜資源管理系統(tǒng)的建立，能夠有效解決當(dāng)前面臨的各類問題，經(jīng)過測試，可大幅度降低光纜發(fā)生故障后的排查檢修時間，同時通過GIS技術(shù)中的分布式數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等功能，形成集中化的網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)庫，為光纜資源的調(diào)配工作提供便利，同時還可以通過數(shù)據(jù)庫的圖形化、可視化操作平臺，收集大量原本不可見的光纜信息，便于對光纜資源的維護(hù)與管理，實現(xiàn)光纜資源的動態(tài)化更新，可以讓工作人員隨時通過手機(jī)、電腦等查看光纜狀態(tài)，避免造成光纜資源的閑置浪費(fèi)，減少重復(fù)勞動。另外，通過數(shù)字化系統(tǒng)的運(yùn)用，還可以有效管理調(diào)度電力光纜通信資源，實現(xiàn)電網(wǎng)信息的多向交互，保障電網(wǎng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。

5" 結(jié)束語

總而言之，數(shù)字化電力光纜資源管理系統(tǒng)的建立，可深度結(jié)合各類輔助技術(shù)，搭配系統(tǒng)基礎(chǔ)臺賬管理、圖形化展示、移動作業(yè)數(shù)據(jù)管理等，從而保證全網(wǎng)通信暢通，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃，提高網(wǎng)絡(luò)資源分配水平，更為精準(zhǔn)快速地定位故障點(diǎn)位，安排檢修工作，降低電力通信光纜的管理難度，提高工作效率。■

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