電力通信光纜數(shù)字化管理探討

陳聿

（重慶廣匯供電服務(wù)有限責(zé)任公司信息通信分公司，重慶 400000）

0 引言

目前，電網(wǎng)的信息化建設(shè)程度在不斷地提升，電力通信網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行與電網(wǎng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)以及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性密切相關(guān)。當(dāng)前，電力通信網(wǎng)以光纖通信為主，而光纖通信系統(tǒng)又以光纖通信系統(tǒng)為主，因此，如何對(duì)光纖通信系統(tǒng)中光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，就顯得尤為重要。隨著電力光纜網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和復(fù)雜化，光纜網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理必須依賴于一個(gè)可靠、直觀和有效的賬務(wù)系統(tǒng)。合光纜管理如圖1 所示。當(dāng)前，對(duì)電力通信光纜線路的記錄，主要是通過(guò)手工制表和繪圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。盡管這種方法比較直觀，但很難對(duì)整個(gè)通信服務(wù)的路由優(yōu)化，光纜資源信息，故障分析和判斷等做出迅速而全面的分析。運(yùn)營(yíng)工作的智能化和數(shù)字化程度比較低，已經(jīng)逐漸不能滿足目前越來(lái)越大的電力光纜網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)需要。近年來(lái)，隨著新的變電站和線路的投入使用，導(dǎo)致了光纜的路徑和路由的不斷變化，而目前的數(shù)據(jù)更新方法效率較低，已經(jīng)無(wú)法滿足電力通信的發(fā)展需求。所以，對(duì)通信光纜資源管理進(jìn)行數(shù)字化的研究，可以將各種數(shù)據(jù)以一種直觀的專題圖形的形式展現(xiàn)在運(yùn)維人員面前，這對(duì)于提高維護(hù)人員的工作效率有很大幫助，也可以讓業(yè)務(wù)管理部門(mén)對(duì)光纜資源的空間分布以及維護(hù)情況有一個(gè)更好的了解，從而讓通信光纜的維護(hù)質(zhì)量和管理水平得到提升，從而可以有效地提高對(duì)光纜故障點(diǎn)的處理速度[1]。

圖1 復(fù)合光纜管理

1 光纜信息資源管理數(shù)字化系統(tǒng)

1.1 總體思路

電力通信動(dòng)態(tài)和靜態(tài)資源構(gòu)建的目標(biāo)，是突破光時(shí)間反射儀測(cè)距范圍的局限，構(gòu)建2D 空間的數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系。其中包括數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的輸入，數(shù)據(jù)的劃分，數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等。這一過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是將電力通信電纜的地圖數(shù)字化，使其能夠準(zhǔn)確地映射到實(shí)際的地理數(shù)據(jù)。這個(gè)過(guò)程雖然費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但只要第一次建造完畢，完全可以反復(fù)利用，以后只需要不斷的維修和改進(jìn)就可以了。光纜信息資源管理如圖2 所示。

圖2 光纜信息資源管理

1.2 總體設(shè)計(jì)

通信光纜信息資源管理數(shù)字系統(tǒng)以電力通信光纜業(yè)務(wù)的實(shí)際應(yīng)用需求為中心，遵循實(shí)用性、平臺(tái)化、完整性和可擴(kuò)展性的原則，具備靈活配置模塊、多種擴(kuò)展接口的能力，并具備支持業(yè)務(wù)功能擴(kuò)展和重構(gòu)的靈活性。針對(duì)電網(wǎng)群網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出了電網(wǎng)群網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)層次：核心、骨干、接入。其中，電力通信光纖GIS 是其主要的接口。在這個(gè)主要的界面之下，按照分區(qū)的方式，把它分成若干分區(qū)或者是環(huán)狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)站按照電壓水平采用了不同的色彩，網(wǎng)站間的環(huán)狀線路也采用了不同的色彩，并且在環(huán)狀線路上還設(shè)置了連接層。該系統(tǒng)的主要界面結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一致的。由于系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中所涉及的領(lǐng)域較多，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)類型也比較復(fù)雜。它的應(yīng)用范圍廣泛，包括通信、數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS、網(wǎng)絡(luò)等[2]。

2 電力通信動(dòng)靜態(tài)資源的構(gòu)建

電力通信動(dòng)態(tài)和靜態(tài)資源構(gòu)建的目標(biāo)，是突破光時(shí)間反射儀測(cè)距范圍的局限，構(gòu)建2D 空間的數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系。其中包括數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的輸入，數(shù)據(jù)的劃分，數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等。這一過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是將電力通信電纜的地圖數(shù)字化，使其能夠準(zhǔn)確地映射到實(shí)際的地理數(shù)據(jù)。這個(gè)過(guò)程雖然費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但只要第一次建造完畢，完全可以反復(fù)利用，以后只需要不斷的維修和改進(jìn)就可以了。首先，對(duì)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)資源而言，保證每個(gè)單元的空間信息都是精確的，這將直接影響到后續(xù)的標(biāo)定與故障定位。數(shù)據(jù)的收集，主要是通過(guò)遙感圖像數(shù)據(jù)，百度地圖，電力光纜規(guī)劃圖CAD 文檔，以及配電網(wǎng)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，來(lái)完成GIS 的來(lái)源建設(shè)。在繪制完所收集到的數(shù)據(jù)之后，還需要對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字處理，從而賦予其空間特性，具體包括坐標(biāo)系統(tǒng)的建立、空間配準(zhǔn)、地理背景要素的繪制、通信電纜要素的繪制、誤差修正。

3 電力通信光纜運(yùn)行現(xiàn)存問(wèn)題

3.1 人為因素造成的故障

由于人為因素造成的光纖電纜故障主要有兩類。①來(lái)自于雇員。究其原因，是由于在電力工程中，維修人員往往依賴于自己的主觀經(jīng)驗(yàn)，對(duì)故障原因缺乏針對(duì)性，無(wú)法采取行之有效的措施。如果采用前者，則會(huì)使問(wèn)題在某種程度上變得更大，甚至有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面效果。②在建設(shè)過(guò)程中，因人因錯(cuò)誤而造成的光纖損傷。但是，由于各種外在因素的存在，往往會(huì)引起光纜的失效，從而影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與安全。

3.2 光纜設(shè)備陳舊

在我國(guó)，隨著電力通信技術(shù)的快速發(fā)展，電磁波的輸出量和輸出量都在不斷增長(zhǎng)。但是，輸電線路的改造卻進(jìn)展緩慢。一方面，由于缺乏對(duì)光纖光纜進(jìn)行升級(jí)改造的技術(shù)，另一方面，由于缺乏對(duì)光纖光纜進(jìn)行有效的拆解、替換。在電力通信光纜的日常維修工作中，如果不能及時(shí)地對(duì)其進(jìn)行更新，則會(huì)造成對(duì)其常見(jiàn)故障的不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而使得其故障現(xiàn)象更加嚴(yán)重[3]。

3.3 環(huán)境因素造成的故障

由于外界條件的影響，如下雨天、高溫天氣等，使光纜的正常工作受到很大的影響。夏季，有些地方氣溫比較高。在電力工程中，若因其本身工作溫度所引起的外界環(huán)境溫度的積累，將使其在各種情況下極易發(fā)生不同程度的損傷。此時(shí)，由于對(duì)光纖的維護(hù)不到位，會(huì)造成光纖的異常。

4 系統(tǒng)功能

4.1 圖形化展示

首先，以GIS 為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了電纜線路圖的圖形化展示，并將電纜線路及重要節(jié)點(diǎn)的位置等信息在地圖上進(jìn)行展示。為地圖局部放大、縮小、位置移動(dòng)、快速定位、坐標(biāo)顯示、距離測(cè)量等地圖的基本操作功能，從而實(shí)現(xiàn)光纜走徑可視化和通信設(shè)備定位的精確化。其次，點(diǎn)擊圖中的電纜線，會(huì)在圖中彈出一個(gè)對(duì)話框，將電纜的空間、地理信息以及全部數(shù)據(jù)屬性信息、纖芯利用情況、工程數(shù)據(jù)圖等信息顯示出來(lái)，從而將電纜線的排列方式以圖形形式呈現(xiàn)出來(lái)。再次，在GIS 的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了排水管、井的顯示和管理，讓使用者可以更快的了解到自己想要查詢的井中管道的分布和電纜的使用率。另外，將輸電線路、電纜隧道和排水管網(wǎng)的分布進(jìn)行全面的展示，便于管理者從整體上控制資源的分配和線路的建設(shè)。最后，提供了多種查詢、檢索功能，提供了多種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電纜資源的查詢：①采用了三層操作模式的分層圖，用戶可以根據(jù)核心，骨干，接入網(wǎng)的類型來(lái)選擇查詢對(duì)象。②在對(duì)光纖電纜資源實(shí)體的重要數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)用戶對(duì)其屬性的輸入，實(shí)現(xiàn)了對(duì)光纖電纜資源實(shí)體的匹配；③用戶在電子地圖上用鼠標(biāo)隨意點(diǎn)選一條通信電纜進(jìn)行查詢[4]。智能調(diào)控如圖3 所示。

4.2 加強(qiáng)工作人員管理

人是一項(xiàng)工作的前提，因此必須強(qiáng)化對(duì)人的管理。一方面，電力通信可以通過(guò)定期對(duì)有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)、培訓(xùn)，不斷提升自己的業(yè)務(wù)水平；同時(shí)，要不斷地加強(qiáng)維修人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，保證維修人員在日常使用中能及時(shí)處理好維修中出現(xiàn)的各種常見(jiàn)故障。電力通信應(yīng)在電纜鋪設(shè)位置設(shè)立顯著的警告標(biāo)志，以防止人員流動(dòng)為重點(diǎn)。監(jiān)視照相機(jī)被安裝在幾個(gè)易被竊取的電纜附近。如有失竊，則可依據(jù)監(jiān)視器上的接口，追查有關(guān)犯罪嫌疑人。在企業(yè)中，如果有一部分工作人員是靠著自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決問(wèn)題的，那么就需要對(duì)其進(jìn)行懲罰，如果情節(jié)嚴(yán)重，則要將其停職，以防止工作人員不負(fù)責(zé)任。

4.3 統(tǒng)計(jì)分析、實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障預(yù)測(cè)

智能化的路由分析，可以對(duì)重要業(yè)務(wù)中是否存在共路由、共光纜進(jìn)行有效地分析，從而使運(yùn)行方式的下達(dá)和檢修工作的效率得到提高。與光纜防外破在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，可以對(duì)光纜出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，并用短信的方式，將故障預(yù)警信息實(shí)時(shí)地發(fā)送到運(yùn)維人員手中，從而達(dá)到對(duì)重要光纜故障的快速處理。①靜態(tài)數(shù)據(jù)的管理：對(duì)與通信光纜有關(guān)的線路由信息，桿塔溝道的地理位置信息，通信站點(diǎn)的位置信息，光纜的長(zhǎng)度，光纜的數(shù)量，光纜的數(shù)量，光纜的種類，光纜的長(zhǎng)度，光纜的數(shù)量，光纜的接頭盒等進(jìn)行了統(tǒng)一的管理。②光纜資源調(diào)度：對(duì)光纜布線架進(jìn)行管理，對(duì)光芯在用、備用、故障的情況進(jìn)行管理，對(duì)光芯上的光路模式進(jìn)行生成、跳接、卸載等方面的工作。③光纜維護(hù)管理，包括日常消缺處理，故障隱患處理，光纜日常巡檢，巡檢數(shù)據(jù)比對(duì)，ADSS 光纜防腐檢測(cè)，管線光纜路面檢測(cè)，光纜故障定位，應(yīng)急預(yù)案的制定，光纜的纖芯利用率，光纜的故障率等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。④光纜運(yùn)行監(jiān)測(cè)：采用分布式光纖振蕩探測(cè)技術(shù)，對(duì)光纜線路上的振動(dòng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)、報(bào)警、定位，進(jìn)而對(duì)各種振蕩來(lái)源進(jìn)行辨識(shí)，并基于辨識(shí)的結(jié)果對(duì)其進(jìn)行預(yù)警。并與傳送裝置報(bào)警相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和定位故障的功能[5]。

4.4 人防維度的管理系統(tǒng)建構(gòu)

要想將通信光纜線路人防管理落實(shí)到位，就是要讓本地通信服務(wù)商組建一支高效、高素質(zhì)、高責(zé)任感的運(yùn)維隊(duì)伍，不僅要保證工作人員充足，還要保證他們的專業(yè)素養(yǎng)通過(guò)，只有這樣，才能保證日常巡檢、特殊情況巡檢的合理穿插和人員組合。例如，將通信服務(wù)商下屬的運(yùn)維隊(duì)伍劃分成兩組，一組主要負(fù)責(zé)城區(qū)和附近光纜線路的日常巡查工作，而另一組則負(fù)責(zé)城郊、鄉(xiāng)村的光纜線路日常巡檢工作，這樣就可以做到“術(shù)業(yè)有專攻”，不同小組的成員可以對(duì)巡檢空間的環(huán)境、潛在風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行充分的了解。另外，在遇到特別情況（如惡劣的天氣）時(shí)，所有會(huì)員一起進(jìn)行光纜線路的巡視和檢查。除此之外，通信服務(wù)商還必須與當(dāng)?shù)卣⑵髽I(yè)、高校、村委等有關(guān)主體建立起良好的合作關(guān)系，在日常生活中做好通信光纜線路保護(hù)的宣傳工作、知識(shí)教育。

4.5 通信光纜線路日常維護(hù)計(jì)劃

由于架空電纜布線的位置不同，其維修時(shí)間也就不一樣。由于城市基礎(chǔ)設(shè)施的多樣性和復(fù)雜性，導(dǎo)致了對(duì)架空光纜線路的影響因素比較多，因此可以按照月或者季度來(lái)進(jìn)行維護(hù)。但是，在農(nóng)村地區(qū)，對(duì)這些因素的影響比較小，而且表現(xiàn)形式也比較單一，主要是沿路的樹(shù)木，因此可以在半年內(nèi)對(duì)其進(jìn)行一次系統(tǒng)的維護(hù)。在維修內(nèi)容方面，城市和農(nóng)村的架空電纜線路大同小異，要用手工觀測(cè)的方法來(lái)確定電纜有沒(méi)有下垂，有沒(méi)有表面破損，有沒(méi)有掉線，有沒(méi)有拉線，有沒(méi)有桿路，有沒(méi)有很好的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

通信光纜資源管理數(shù)字化系統(tǒng)能夠?qū)IS 與變電站地理信息結(jié)合起來(lái)，展示實(shí)際光纜走向，圖形化、立體化展示纖芯業(yè)務(wù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控光纜纖芯占用狀況，提升光纜搶修速率。通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光纜的數(shù)字特性和光纜路由的圖示管理，使其與電網(wǎng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)緊密地聯(lián)系在一起，提高了光纜運(yùn)檢的質(zhì)量和效率，為保障電力的安全運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。