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
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信光纜故障點監(jiān)測領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于GIS的通信光纜在線 監(jiān)測系統(tǒng)及其故障點定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般通信光纜都是長距離傳輸，無論是架空敷設(shè)還是地埋敷設(shè)，線路周圍的環(huán)境 比較復(fù)雜，而光纖受環(huán)境影響又比較敏感，例如光纖接頭污染、尾纖受潮，加上人為和自然 破壞，這些都會導(dǎo)致光纖斷裂，使得通信線路中斷。同時在現(xiàn)實生產(chǎn)、生活中，由于人為施 工、道路改迀或自然地震、海嘯、泥石流等自然災(zāi)害頻發(fā)，每天都有可能發(fā)生光纜故障從而 造成通信中斷，嚴(yán)重影響通信網(wǎng)的正常工作，造成巨額經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計，光纜事故須修復(fù) 歷時長達(dá)數(shù)小時，一根光纖中斷一小時將損失50-60萬元，每年因光纜中斷造成的經(jīng)濟(jì)損失 超過300億元人民幣。由此可見，由于光纖通信線路中斷造成的直接或間接經(jīng)濟(jì)損失都非常 大。
[0003] 當(dāng)前，電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)光纜建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量都已經(jīng)非常龐大，光 纜保有量大的特點在為區(qū)域內(nèi)通信環(huán)網(wǎng)提供豐富的迂回路由的同時，也對通信光纜運(yùn)行維 護(hù)提出了很高的要求。光纜傳輸性能因架設(shè)區(qū)域環(huán)境等條件影響，已與投運(yùn)時出現(xiàn)了不同 程度的變化。對區(qū)域內(nèi)光纜進(jìn)行例行檢測，全面掌握其運(yùn)行狀態(tài)是確定是否對光纜進(jìn)行計 劃檢修，提高運(yùn)行水平，保證光纜能隨時能以最佳狀態(tài)投入使用的必要手段。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)出現(xiàn)了利用GIS系統(tǒng)來對通信光纜的故障點進(jìn)行定位的系統(tǒng)，申 請?zhí)枺?01420762345.6的實用新型專利，公開了 一種變電站光纜線路故障點GIS自動定位系 統(tǒng)，包括若干個前端手持終端和后臺工作站，前端手持終端分別通過無線通訊連接后臺工 作站;前端手持終端包括中央處理單元、通訊模塊、RFIC芯片、顯示模塊和報警模塊，中央處 理單元分別與通訊模塊、RFIC芯片、顯示模塊、報警模塊相連接，該實用新型變電站光纜線 路故障點GIS自動定位系統(tǒng)可減少人員在光纜故障點人工檢測、排查時的工作時間，提高了 作業(yè)人員的工作效率。申請?zhí)枮椋?01310510491. X的發(fā)明專利，公開一種基于GIS的通信光 纜在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)，該發(fā)明包具有光開關(guān)單元，光開關(guān)單元接收到一監(jiān)控主機(jī)發(fā)來的 測試命令，控制一光時域反射單元切換到需要測試的光纜上，光時域反射單元對光纜運(yùn)行 狀況進(jìn)行測試，并將測試完的數(shù)據(jù)、指標(biāo)傳送給監(jiān)控主機(jī)，該發(fā)明基于實際通信網(wǎng)絡(luò)，表現(xiàn) 直觀，可以快速定位故障點，大大提高了處理通信光纜故障的效率?，F(xiàn)有的基于GIS的通信 光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)，沒有比較精確的確定故障點坐標(biāo)的計算方法，導(dǎo)致故障點的定位不夠 精確，給作業(yè)人員精確確定故障點造成了困難，增加了作業(yè)的難度，增加了排查光纜纖芯故 障的時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于GIS的通信光纜在 線監(jiān)測系統(tǒng)及其故障點定位方法，解決了現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)定位故障點坐標(biāo)不夠準(zhǔn)確的問題。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種基于GIS的通信光纜在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括： 監(jiān)控系統(tǒng)，包括移動終端、服務(wù)中心站和客戶端，所述移動終端包括移動手持設(shè)備和 GPS信號模塊，所述移動手持設(shè)備和GPS信號模塊均通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)交 換，所述服務(wù)中心站包括中心服務(wù)器和遠(yuǎn)程GIS服務(wù)器，所述中心服務(wù)器通過Internet網(wǎng)絡(luò) 訪問遠(yuǎn)程GIS服務(wù)器，所述客戶端通過Internet網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括總監(jiān)測中心、多個區(qū)域監(jiān)測中心、多個監(jiān)測站和多個遠(yuǎn)端光纖監(jiān)測 裝置，所述總監(jiān)測中心包括主站服務(wù)器、監(jiān)控屏幕、報警工作站和打印機(jī)，所述主站服務(wù)器、 監(jiān)控屏幕、監(jiān)測工作站和打印機(jī)之間均通過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信;所述區(qū)域監(jiān)測中 心和監(jiān)測站均包括監(jiān)控屏幕、監(jiān)測工作站和打印機(jī)，所述監(jiān)控屏幕、監(jiān)測工作站和打印機(jī)均 通過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信;所述遠(yuǎn)端光纖監(jiān)測裝置通過通信總線與所述監(jiān)測站進(jìn)行 數(shù)據(jù)通信，所述區(qū)域監(jiān)測中心和監(jiān)測站、總監(jiān)測中心和區(qū)域監(jiān)測中心之間均通過Internet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； 所述遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)通過Internet網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測到的光纜信息傳送到監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù) 據(jù)處理。
[0007] 優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)端光纖監(jiān)測裝置包括監(jiān)測單元和OTDR測試模塊，所述監(jiān)測單元包 括光功率監(jiān)測模塊和光開關(guān)模塊，所述OTDR測試模塊、光功率監(jiān)測模塊和光開關(guān)模塊均通 過通信總線與所述監(jiān)測站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0008] 優(yōu)選的，所述通信總線為RS485總線。
[0009]優(yōu)選的，所述中心服務(wù)器的系統(tǒng)內(nèi)安裝有光纜資源管理模塊，所述光纜資源管理 模塊包括用戶管理模塊，所述用戶管理模塊可以調(diào)用點資源管理模塊、路由管理模塊和纜 芯管理模塊，所述點資源管理模塊、路由管理模塊和纜芯管理模塊的數(shù)據(jù)均可被在報表管 理模塊進(jìn)行讀取和調(diào)用。
[0010]優(yōu)選的，所述光纜資源管理模塊還包括故障定位模塊，所述故障定位模塊可被纜 纖管理模塊進(jìn)行調(diào)用。
[0011] -種基于GIS的通信光纜的故障點定位方法，包括以下步驟： 步驟1):利用OTDR測試模塊獲得站ID、箱ID、槽位號、通道號、故障點距離測試點長度和 測試路由長度，進(jìn)入步驟2); 步驟2):通過路由表、路由光纜關(guān)系查找路由連接的光纜段、方向和光纜段長度，并且 按順序取出光纜段長度，進(jìn)入步驟3); 步驟3):將所述光纜段長度與故障點長度進(jìn)行比較，如果故障點長度小于光纜段長度 則進(jìn)入步驟4)，否則進(jìn)入步驟6); 步驟4):按照順序取出光纜段點資源經(jīng)煒度和類型，并且將已計算長度賦值為0,進(jìn)入 步驟5); 步驟5):檢查光纜段點資源是否預(yù)留，如果有預(yù)留則進(jìn)入步驟7)，沒有預(yù)留則進(jìn)入步驟 8)； 步驟6):將故障點長度減去該纜段長度，并且將故障點長度減去該纜段長度的值賦予 故障點長度，然后返回到步驟3); 步驟7):將預(yù)留長度與已計算長度進(jìn)行求和，并且將求和結(jié)果賦予已計算長度，進(jìn)入步 驟8); 步驟8):將故障點距離測試點的長度與已計算長度進(jìn)行比較，如果故障點距離測試點 的長度不小于已計算長度，則進(jìn)入步驟8)，否則進(jìn)入步驟9); 步驟9):按順序計算相鄰兩點資源的距離，并且將點資源間距離與已計算長度的值進(jìn) 行求和，求和結(jié)果賦予已計算長度，進(jìn)入步驟11); 步驟10):故障點在預(yù)留內(nèi)，故障點為預(yù)留內(nèi)同方向的故障距測試點長度，進(jìn)入步驟 13)； 步驟11):將故障點距離測試點長度與已計算長度進(jìn)行比較，如果故障點距離測試點長 度小于已計算長度，則進(jìn)入步驟12)，否則返回步驟5); 步驟12):故障點位于相鄰點資源之間，利用地理坐標(biāo)計算公式計算故障點地理坐標(biāo)， 并轉(zhuǎn)化為Mars坐標(biāo)顯示，進(jìn)入步驟13); 步驟13):通信光纜的故障點定位完成。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟12)中地理坐標(biāo)計算公式為：
式子中：（lati，lngi)為A點坐標(biāo)，（]^2，1叫2)為13點坐標(biāo)兒()為故障點長度兒為已計算 光纜長度，L1S相鄰點資源間距離。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是： 1、 本發(fā)明可遠(yuǎn)程、在線地監(jiān)測整個光纜線路，實時監(jiān)測光纖特性的變化及變化趨勢，發(fā) 現(xiàn)故障及時告警，有效地減少和預(yù)防光纜故障，并且通過本發(fā)明中故障點定位方法可以較 為準(zhǔn)確的確定光纜發(fā)生故障的故障點坐標(biāo)，縮短故障查詢與排除時間，減輕維護(hù)人員的工 作負(fù)擔(dān)，提高工作效率； 2、 本發(fā)明中遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)采用層級式和開放式結(jié)構(gòu)，包括總檢測中心、區(qū)域監(jiān)測中心 和監(jiān)測站四個層級的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控結(jié)構(gòu)，各個層級上可以根據(jù)需要增加監(jiān)測設(shè)備，增加的設(shè)備 通過網(wǎng)絡(luò)通信總線可以方便的與現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成； 3、 本發(fā)明中的服務(wù)中心站包括中心服務(wù)器和遠(yuǎn)程GIS服務(wù)器，中心服務(wù)器的系統(tǒng)中安 裝有光纜資源管理模塊，光纜資源管理模塊包括用戶管理模塊，用戶管理模塊通過調(diào)用點 資源管理模塊、路由管理模塊和纜芯管理模塊可以讀取各個模塊中存儲的光纜位置和運(yùn)行 參數(shù)，通過與GIS服務(wù)器進(jìn)行通信可以將光纜故障點的位置信息進(jìn)行顯示。
[0014] 4、本發(fā)明中故障點定位的方法，根據(jù)不同的實際情況提供了多種選擇的計算算 法，將不同的情況分為不同的計算方法，可以在最大程度上減少外部環(huán)境對系統(tǒng)的影響，更 加精確的對故障點進(jìn)行定位。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明實施例1的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為光纜資源管理模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為故障點定位方法的流程圖； 圖4為本發(fā)明實施例2的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明實施例3的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實施例4的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中：1_服務(wù)中心站、2-移動終端、3-客戶端、4-總監(jiān)測中心、5-區(qū)域監(jiān)測中心、6-監(jiān)測 站、7-0TDR測試模塊、8-監(jiān)測單元、81-光功率監(jiān)測模塊、82-光開關(guān)模塊、83-AIU光路采集單 元、84-0SU光路切換單元、9-報警單元、10-數(shù)據(jù)顯示單元。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0017] 實施例1: 如圖1所示，本發(fā)明包括監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)包括移動終端2、服務(wù)中心 站1和客戶端3,移動終端2包括移動手持設(shè)備和GPS信號模塊，移動手持設(shè)備采用智能手機(jī)， 移動手持設(shè)備和GPS信號模塊均通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)中心站1進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;服務(wù)中心站1 包括中心服務(wù)器和遠(yuǎn)程GIS服務(wù)器，中心服務(wù)器通過Internet網(wǎng)絡(luò)訪問遠(yuǎn)程GIS服務(wù)器，可 以訪問GIS服務(wù)器中的電子地圖信息，客戶端3通過Internet網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)中心站1建立連接， 可以訪問中心服務(wù)器中存儲的光纜運(yùn)行信息和故障信息。
[0018] 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括總監(jiān)測中心4、多個區(qū)域監(jiān)測中心5、多個監(jiān)測站6和多個遠(yuǎn)端 光纖監(jiān)測裝置，總監(jiān)測中心4包括主站服務(wù)器、監(jiān)控屏幕、報警工作站和打印機(jī)，主站服務(wù) 器、監(jiān)控屏幕、監(jiān)測工作站和打印機(jī)之間均通過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，主站服務(wù)器通 過Internet網(wǎng)絡(luò)與中心服務(wù)器進(jìn)行通信；區(qū)域監(jiān)測中心5和監(jiān)測站6均包括監(jiān)控屏幕、監(jiān)測 工作站和打印機(jī)，監(jiān)控屏幕、監(jiān)測工作站和打印機(jī)均通過Intern