GIS技術(shù)在電力通信光纜運(yùn)維中的應(yīng)用研究

楊金明 武強(qiáng)生

江蘇祥泰電力實(shí)業(yè)有限公司 江蘇 泰州 225400

引言

隨著科學(xué)技術(shù)手段的飛速進(jìn)步，GIS技術(shù)也日趨成熟，在各個(gè)領(lǐng)域與各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。為更好的發(fā)展電力事業(yè)，必須落實(shí)好科學(xué)可行的相關(guān)政策，高度重視電力通信光纜運(yùn)維管理系統(tǒng)，將GIS技術(shù)應(yīng)用在電力通信光纜運(yùn)維中，使二者之間有效地結(jié)合起來(lái)，以此來(lái)對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理，從而為電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

1 概述

GIS技術(shù)是一種在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上對(duì)現(xiàn)實(shí)世界各類空間數(shù)據(jù)以及其屬性進(jìn)行全方位綜合性的采集、分析、顯示、存儲(chǔ)和描述等多種操作的技術(shù)。傳統(tǒng)的通信光纜維護(hù)管理存在著排障時(shí)間長(zhǎng)、工作量大、定位不準(zhǔn)等問題，一旦產(chǎn)生故障，必然對(duì)通信系統(tǒng)造成極大的負(fù)面影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致整體通信網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，帶來(lái)難以彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)損失。

現(xiàn)階段，GIS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)資源管理、光纜運(yùn)維管理以及運(yùn)行監(jiān)視管理，基于GIS技術(shù)的通信基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)可采集通信光纜的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，綜合性分析光纜在建設(shè)過(guò)程中存在的各類安全隱患問題，并以此為基礎(chǔ)使相關(guān)數(shù)據(jù)信息資源能夠從平面形式轉(zhuǎn)化為三維立體形式的情境圖，利用線性或非線性形式進(jìn)行逼真的立體式空間展現(xiàn)，使工作人員能夠較以往更加方便直觀地觀察到通信光纜所處的周邊環(huán)境。

2 傳統(tǒng)電力通信資源管理模式的弊端

2.1 管理制度不完善

傳統(tǒng)的電力通信資源管理模式下，相關(guān)部門對(duì)電力通信資源管理制度的重視度以及認(rèn)知不足，且大多是以手工為主，缺乏先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段應(yīng)用，使其管理模式具有一定的形式化特點(diǎn)，具有較大的隨意性，無(wú)法使電力通信資源管理工作得到深入發(fā)展，缺乏健全完善的電力通信資源管理制度，具體實(shí)施方案也不清楚，使電力通信資源管理工作失去其本質(zhì)意義，極容易使GIS技術(shù)在電力通信光纜運(yùn)維中的應(yīng)用出現(xiàn)一定的風(fēng)險(xiǎn)漏洞，同時(shí)也容易造成企業(yè)人力物力以及財(cái)力資源的浪費(fèi)，不利于電力通信資源管理工作的進(jìn)一步發(fā)展[1]。

2.2 管理內(nèi)容有待完善

在傳統(tǒng)模式下的電力通信資源管理過(guò)程中，大多存在著工作內(nèi)容不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}，導(dǎo)致工作人員難以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的故障定位；也存在著因一時(shí)疏忽在工作中出現(xiàn)不必要的基礎(chǔ)性信息失誤，使相關(guān)人員故障排查的工作量增加，從而延長(zhǎng)具體鼓掌位置的定位時(shí)間，排查難度也相應(yīng)增加。

2.3 管理工作中出現(xiàn)信息交流不暢通的問題

在電力通信資源管理期間，信息溝通不流暢，管理的信息更新不及時(shí)，信息化程度不高，以及網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)更新的不及時(shí)直接導(dǎo)致了國(guó)家出臺(tái)的有關(guān)政策無(wú)法在第一時(shí)間得到落實(shí)，不僅政策實(shí)行進(jìn)度落后，信息的流通也存在著滯后性，且資料的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析工作量巨大，電力通信資源管理工作對(duì)與之相對(duì)應(yīng)的要求也無(wú)法明確，導(dǎo)致通信與輸電線路兩專業(yè)之間的信息沒有實(shí)現(xiàn)共享[2]。

3 GIS技術(shù)在電力通信光纜運(yùn)維管理中的應(yīng)用

3.1 在故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1.1 表示層。表示層是連接系統(tǒng)與用戶的窗口，其作用是檢查用戶輸入的數(shù)據(jù)并顯示系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)，包括應(yīng)用層之間信息傳輸與用戶圖形界面的邏輯部件，若表示層需要進(jìn)行修改，相關(guān)工作人員只需要變動(dòng)顯示控制與數(shù)據(jù)校驗(yàn)的相關(guān)程序。

3.1.2 應(yīng)用層。應(yīng)用層需保證框架可靈活適配具有業(yè)務(wù)特性與共性的組件，為此，應(yīng)用層的設(shè)計(jì)需盡可能保證其簡(jiǎn)單化、快捷化，避免在工作期間出現(xiàn)無(wú)意義且重復(fù)多次的數(shù)據(jù)信息交流，以此來(lái)有效管理多個(gè)數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層邏輯部件之間的工作流[3]。若邏輯方法不清晰，系統(tǒng)處理的大量數(shù)據(jù)信息都集中在應(yīng)用層，必然會(huì)導(dǎo)致層級(jí)區(qū)分毫無(wú)規(guī)律可言，為故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)帶來(lái)極大的負(fù)面影響，更難以切實(shí)保障居民的供電質(zhì)量與供電效果。

3.1.3 數(shù)據(jù)層。GIS技術(shù)應(yīng)用在電力通信光纜故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層其本質(zhì)是負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)庫(kù)信息，通過(guò)大量數(shù)據(jù)檢索與更新的統(tǒng)一操作來(lái)增加系統(tǒng)的兼容性與擴(kuò)展性，包括數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用層借口、邏輯算法以及數(shù)據(jù)儲(chǔ)備等。就目前而言，較為常見的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，包括相互聯(lián)系的邏輯組織以及存取數(shù)據(jù)信息資源的一整套程序。在一些大規(guī)模的管理信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用程序組件通常情況下都被分布于不同服務(wù)器上運(yùn)行。

3.1.4 距離測(cè)量。GIS技術(shù)與OTDR技術(shù)相結(jié)合能夠在最短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確判斷電力通信光纜故障問題的位置所在，對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行距離測(cè)量，從而為故障的搶修工作爭(zhēng)取到更多的時(shí)間。

3.1.5 確定故障點(diǎn)。GIS技術(shù)在故障定位的過(guò)程中可對(duì)其產(chǎn)生的實(shí)際距離進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，綜合分析電力通信光纜周圍的環(huán)境因素，進(jìn)一步確保故障定位的精準(zhǔn)性，從而使工作人員能夠在最短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)故障地點(diǎn)并對(duì)其開展檢修工作。

3.2 在空間分析中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)手段的飛速進(jìn)步，GIS技術(shù)逐漸被人們所認(rèn)識(shí)且受到社會(huì)各界的高度關(guān)注。作為一種新興的技術(shù)手段，與傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)相比，GIS技術(shù)具有相對(duì)完善的數(shù)據(jù)庫(kù)以及更大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[4]。若電力通信光纜在建設(shè)期間出現(xiàn)地點(diǎn)隨機(jī)的故障問題，GIS技術(shù)可通過(guò)分析通信光纜所處的空間與地理環(huán)境之間的關(guān)系來(lái)對(duì)其具體位置進(jìn)行準(zhǔn)確判定，以此為基礎(chǔ)來(lái)對(duì)通信光纜故障的位置加以明確，同時(shí)也可將相關(guān)的地理信息數(shù)據(jù)快速存儲(chǔ)，為后續(xù)通信光纜鋪設(shè)與檢修工作的順利進(jìn)行奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。

無(wú)論何種工程都需要根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)制定科學(xué)合理的施工方案，電力通信光纜工程也是如此。在通信光纜的勘察、建設(shè)、檢修與維護(hù)等方面需要工作人員依照相關(guān)數(shù)據(jù)信息資源來(lái)制定最優(yōu)解的施工方案，全方位、多角度的綜合考慮電力通信光纜工程在建設(shè)過(guò)程中容易遇到的多種干擾因素，如環(huán)境因素、人為因素、建設(shè)成本、埋設(shè)距離等，采集充足的空間地理信息來(lái)從多個(gè)方面綜合處理干擾因素，并從中選出最優(yōu)解。

3.3 在組織配置中的應(yīng)用

GIS技術(shù)可應(yīng)用于電力通信光纜工程中的組織配置，對(duì)通信光纜工程的空間地理數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的采集、整理、統(tǒng)計(jì)與儲(chǔ)存、整理等工作，通過(guò)以上數(shù)據(jù)信息的收集來(lái)讓相關(guān)人員取得有效的配置與利用。同時(shí)，GIS技術(shù)其功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)可使工作人員通過(guò)設(shè)置檢索條件來(lái)檢索所需的空間地理數(shù)據(jù)。

工作人員可利用系統(tǒng)分析各類空間數(shù)據(jù)的使用情況，若數(shù)據(jù)使用頻率較高，說(shuō)明其在工程中的應(yīng)用越頻繁。為此，在電力通信光纜建設(shè)與維護(hù)期間，需重視GIS技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)單位也要打造一支專業(yè)能力與綜合素質(zhì)水平都能夠達(dá)標(biāo)的高質(zhì)量的專業(yè)化團(tuán)隊(duì)。

電力通信光纜建設(shè)與維護(hù)工作人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)水平以及業(yè)務(wù)能力與最終呈現(xiàn)出的GIS技術(shù)的應(yīng)用效果有著最直觀的聯(lián)系，且部分企業(yè)在電力通信管理過(guò)程中存在著一定程度上的錯(cuò)誤觀念，過(guò)于追求經(jīng)濟(jì)利益收入，在專業(yè)人員的選擇方面相對(duì)而言較為敷衍，導(dǎo)致專業(yè)能力與綜合素養(yǎng)水平不過(guò)關(guān)的管理人員混入工作隊(duì)伍中，給電力通信光纜運(yùn)維工作本身帶來(lái)漏洞。通信光纜管理的工作人員個(gè)人能力水平不過(guò)關(guān)，也就無(wú)法在GIS技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患問題以及相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素，極容易導(dǎo)致電力通信光纜出現(xiàn)建設(shè)成本過(guò)高、架設(shè)或埋設(shè)距離過(guò)長(zhǎng)等現(xiàn)象，造成企業(yè)單位經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的損失，相應(yīng)地阻礙了我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

與此同時(shí)，因部分企業(yè)單位給工作人員的薪酬較為薄弱，直接導(dǎo)致高素質(zhì)的電力通信管理工作的人才流失率較高，而留下來(lái)的工作人員則大多都缺少一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與豐富的光纜專業(yè)知識(shí)以及相對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)能力要求，綜合素質(zhì)水平較低，難以保障GIS技術(shù)在電力通信光纜運(yùn)維中的應(yīng)用質(zhì)量與應(yīng)用效果，在一定程度上也影響了企業(yè)單位的進(jìn)一步可持續(xù)性發(fā)展。

3.4 在通信光纜自動(dòng)檢測(cè)管理中的應(yīng)用

3.4.1 自動(dòng)檢測(cè)管理的原理。就目前而言，GIS系統(tǒng)的是否能夠高效運(yùn)行直觀影響著電力通信光纜網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。在智能電網(wǎng)中，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段與GIS技術(shù)的拓?fù)潢P(guān)系二者之間的有效結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)電力通信光纜的故障問題，其重要性不言而喻。

3.4.2 OTDR光纖在線檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的電力通信光纜運(yùn)維管理必須要依靠人工來(lái)實(shí)現(xiàn)，缺乏先進(jìn)且現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)手段作為支撐，其本質(zhì)是利用OTDR人工對(duì)電力通信光纜進(jìn)行掃描來(lái)獲取其結(jié)果。工作人員開展檢修維護(hù)工作時(shí)，也要停止部分業(yè)務(wù)，極大程度上阻礙了工作進(jìn)度的開展，難以實(shí)現(xiàn)最高效的工作效率與工作質(zhì)量[5]。現(xiàn)階段，采用外置的OTDR無(wú)須工作人員在檢修維護(hù)工作時(shí)停止相應(yīng)業(yè)務(wù)，更無(wú)須人工進(jìn)站，較以往極大程度上節(jié)省了相關(guān)的人力物力資源，在節(jié)省企業(yè)單位成本支出的同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通信光纜的在線分析與檢測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息來(lái)決定是否需要采取相關(guān)措施，通過(guò)獲得的數(shù)據(jù)來(lái)全方位評(píng)估電力通信光纜的工作狀態(tài)，分析其故障點(diǎn)的安全隱患問題，從而有效提高電力通信光纜運(yùn)維的管理質(zhì)量與管理水平。按照應(yīng)用場(chǎng)景的不同，具體方案如下：

第一種為業(yè)務(wù)光纖測(cè)試。通常情況下，工作人員需借助相關(guān)的設(shè)備儀器，選擇不同波長(zhǎng)的信號(hào)來(lái)對(duì)電力通信光纜進(jìn)行測(cè)試，并將業(yè)務(wù)與測(cè)試信號(hào)復(fù)用到同一根光纖不同的波長(zhǎng)上，將脈沖傳輸?shù)狡渌军c(diǎn)，再進(jìn)入到接入站。

第二種為備用線芯測(cè)試。對(duì)電力通信光纜來(lái)說(shuō)，光纜內(nèi)部的纖芯在受到不同外界環(huán)境因素的影響時(shí)，所產(chǎn)生的物理變化基本相同，基于此，對(duì)某條備用纖芯進(jìn)行測(cè)試便可獲取到電力通信光纜纖芯物理性能的變化，較其他方法相比更具方便快捷性，只需要在備用通信光纜光線端點(diǎn)的局點(diǎn)安裝外置的OSU與OTDR，接入端口后便可開展測(cè)試。

同時(shí)，電力通信光纜運(yùn)維過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)的告警也是自動(dòng)檢測(cè)管理的關(guān)鍵組成部分，在GIS技術(shù)的應(yīng)用期間，一旦電力通信光纜出現(xiàn)運(yùn)行期間的故障問題，或是在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生異常消耗衰減現(xiàn)象，GIS系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)定的程序判斷光纜的多種故障類型，如接頭彎曲、的落等問題，在第一時(shí)間發(fā)出告警，并在那之后激活相應(yīng)的通信光纖線芯開展測(cè)試，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力通信光纜故障的準(zhǔn)確定位。

3.5 在工作決策中的應(yīng)用

GIS技術(shù)在電力通信光纜運(yùn)維中的應(yīng)用可為光纜建設(shè)與維護(hù)提供準(zhǔn)確有效的空間地理數(shù)據(jù)支持，使相關(guān)工作人員通過(guò)分析數(shù)據(jù)信息資源來(lái)做出科學(xué)決策。GIS系統(tǒng)也會(huì)在電力通信光纜運(yùn)維的應(yīng)用過(guò)程中判斷通信光纜的故障類型，不斷累積經(jīng)驗(yàn)，幫助工作人員排查故障原因與故障方案，將檢修方法、故障原因等經(jīng)驗(yàn)按照具體的類別一定的量化處理。若電力通信光纜再次出現(xiàn)故障，工作人員可在第一時(shí)間從GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取相關(guān)資源信息來(lái)針對(duì)問題進(jìn)行解決，極大程度上提高了工作質(zhì)量與工作效率，也相應(yīng)地減少了工作人員的工作量。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷推動(dòng)，GIS技術(shù)是以計(jì)算機(jī)軟硬件為支持的一種新興的信息化技術(shù)手段，能夠?qū)Χ喾N地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的采集、存儲(chǔ)、處理與統(tǒng)計(jì)。就目前而言，將GIS技術(shù)應(yīng)用到電力通信光纜運(yùn)維中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通信光纜運(yùn)行的故障定位與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還能夠?yàn)橥ㄐ殴饫|的維護(hù)工作提供科學(xué)指導(dǎo)，有效縮短通信光纜的建設(shè)周期，使得電子通信光纜的運(yùn)維工作得到了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，充分保障了居民的日常生活水平與生活質(zhì)量。