GIS技術在電力通信光纜運維中的應用研究

楊金明 武強生

江蘇祥泰電力實業有限公司 江蘇 泰州 225400

引言

隨著科學技術手段的飛速進步，GIS技術也日趨成熟，在各個領域與各個行業中發揮著越來越重要的作用。為更好的發展電力事業，必須落實好科學可行的相關政策，高度重視電力通信光纜運維管理系統，將GIS技術應用在電力通信光纜運維中，使二者之間有效地結合起來，以此來對各類數據進行高效處理，從而為電力事業的可持續發展奠定扎實基礎。

1 概述

GIS技術是一種在計算機平臺上對現實世界各類空間數據以及其屬性進行全方位綜合性的采集、分析、顯示、存儲和描述等多種操作的技術。傳統的通信光纜維護管理存在著排障時間長、工作量大、定位不準等問題，一旦產生故障，必然對通信系統造成極大的負面影響，嚴重時甚至會導致整體通信網絡的癱瘓，帶來難以彌補的經濟損失。

現階段，GIS技術可實現靜態資源管理、光纜運維管理以及運行監視管理，基于GIS技術的通信基礎設施管理系統可采集通信光纜的運行狀態數據，綜合性分析光纜在建設過程中存在的各類安全隱患問題，并以此為基礎使相關數據信息資源能夠從平面形式轉化為三維立體形式的情境圖，利用線性或非線性形式進行逼真的立體式空間展現，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境。

2 傳統電力通信資源管理模式的弊端

2.1 管理制度不完善

傳統的電力通信資源管理模式下，相關部門對電力通信資源管理制度的重視度以及認知不足，且大多是以手工為主，缺乏先進的科學技術手段應用，使其管理模式具有一定的形式化特點，具有較大的隨意性，無法使電力通信資源管理工作得到深入發展，缺乏健全完善的電力通信資源管理制度，具體實施方案也不清楚，使電力通信資源管理工作失去其本質意義，極容易使GIS技術在電力通信光纜運維中的應用出現一定的風險漏洞，同時也容易造成企業人力物力以及財力資源的浪費，不利于電力通信資源管理工作的進一步發展[1]。

2.2 管理內容有待完善

在傳統模式下的電力通信資源管理過程中，大多存在著工作內容不夠嚴謹的問題，導致工作人員難以實現快速準確的故障定位；也存在著因一時疏忽在工作中出現不必要的基礎性信息失誤，使相關人員故障排查的工作量增加，從而延長具體鼓掌位置的定位時間，排查難度也相應增加。

2.3 管理工作中出現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，信息化程度不高，以及網絡資源動態更新的不及時直接導致了國家出臺的有關政策無法在第一時間得到落實，不僅政策實行進度落后，信息的流通也存在著滯后性，且資料的查詢、統計、分析工作量巨大，電力通信資源管理工作對與之相對應的要求也無法明確，導致通信與輸電線路兩專業之間的信息沒有實現共享[2]。

3 GIS技術在電力通信光纜運維管理中的應用

3.1 在故障監測系統設計中的應用

3.1.1 表示層。表示層是連接系統與用戶的窗口，其作用是檢查用戶輸入的數據并顯示系統輸出數據，包括應用層之間信息傳輸與用戶圖形界面的邏輯部件，若表示層需要進行修改，相關工作人員只需要變動顯示控制與數據校驗的相關程序。

3.1.2 應用層。應用層需保證框架可靈活適配具有業務特性與共性的組件，為此，應用層的設計需盡可能保證其簡單化、快捷化，避免在工作期間出現無意義且重復多次的數據信息交流，以此來有效管理多個數據層與應用層邏輯部件之間的工作流[3]。若邏輯方法不清晰，系統處理的大量數據信息都集中在應用層，必然會導致層級區分毫無規律可言，為故障監測系統帶來極大的負面影響，更難以切實保障居民的供電質量與供電效果。

3.1.3 數據層。GIS技術應用在電力通信光纜故障在線監測系統的數據層其本質是負責管理數據庫信息，通過大量數據檢索與更新的統一操作來增加系統的兼容性與擴展性，包括數據管理的應用層借口、邏輯算法以及數據儲備等。就目前而言，較為常見的是關系型數據庫管理系統，包括相互聯系的邏輯組織以及存取數據信息資源的一整套程序。在一些大規模的管理信息系統中，數據庫與應用程序組件通常情況下都被分布于不同服務器上運行。

3.1.4 距離測量。GIS技術與OTDR技術相結合能夠在最短的時間內準確判斷電力通信光纜故障問題的位置所在，對出現的故障進行距離測量，從而為故障的搶修工作爭取到更多的時間。

3.1.5 確定故障點。GIS技術在故障定位的過程中可對其產生的實際距離進行準確計算，綜合分析電力通信光纜周圍的環境因素，進一步確保故障定位的精準性，從而使工作人員能夠在最短的時間內到達故障地點并對其開展檢修工作。

3.2 在空間分析中的應用

隨著科學技術手段的飛速進步，GIS技術逐漸被人們所認識且受到社會各界的高度關注。作為一種新興的技術手段，與傳統的信息管理系統相比，GIS技術具有相對完善的數據庫以及更大的應用優勢[4]。若電力通信光纜在建設期間出現地點隨機的故障問題，GIS技術可通過分析通信光纜所處的空間與地理環境之間的關系來對其具體位置進行準確判定，以此為基礎來對通信光纜故障的位置加以明確，同時也可將相關的地理信息數據快速存儲，為后續通信光纜鋪設與檢修工作的順利進行奠定扎實基礎。

無論何種工程都需要根據工程的實際情況來制定科學合理的施工方案，電力通信光纜工程也是如此。在通信光纜的勘察、建設、檢修與維護等方面需要工作人員依照相關數據信息資源來制定最優解的施工方案，全方位、多角度的綜合考慮電力通信光纜工程在建設過程中容易遇到的多種干擾因素，如環境因素、人為因素、建設成本、埋設距離等，采集充足的空間地理信息來從多個方面綜合處理干擾因素，并從中選出最優解。

3.3 在組織配置中的應用

GIS技術可應用于電力通信光纜工程中的組織配置，對通信光纜工程的空間地理數據進行詳細的采集、整理、統計與儲存、整理等工作，通過以上數據信息的收集來讓相關人員取得有效的配置與利用。同時，GIS技術其功能強大的數據庫可使工作人員通過設置檢索條件來檢索所需的空間地理數據。

工作人員可利用系統分析各類空間數據的使用情況，若數據使用頻率較高，說明其在工程中的應用越頻繁。為此，在電力通信光纜建設與維護期間，需重視GIS技術的應用，企業單位也要打造一支專業能力與綜合素質水平都能夠達標的高質量的專業化團隊。

電力通信光纜建設與維護工作人員的專業能力與綜合素質水平以及業務能力與最終呈現出的GIS技術的應用效果有著最直觀的聯系，且部分企業在電力通信管理過程中存在著一定程度上的錯誤觀念，過于追求經濟利益收入，在專業人員的選擇方面相對而言較為敷衍，導致專業能力與綜合素養水平不過關的管理人員混入工作隊伍中，給電力通信光纜運維工作本身帶來漏洞。通信光纜管理的工作人員個人能力水平不過關，也就無法在GIS技術的應用過程中及時發現安全隱患問題以及相關風險因素，極容易導致電力通信光纜出現建設成本過高、架設或埋設距離過長等現象，造成企業單位經濟效益與社會效益的損失，相應地阻礙了我國現代化經濟建設的進一步發展。

與此同時，因部分企業單位給工作人員的薪酬較為薄弱，直接導致高素質的電力通信管理工作的人才流失率較高，而留下來的工作人員則大多都缺少一定的計算機基礎與豐富的光纜專業知識以及相對應的業務能力要求，綜合素質水平較低，難以保障GIS技術在電力通信光纜運維中的應用質量與應用效果，在一定程度上也影響了企業單位的進一步可持續性發展。

3.4 在通信光纜自動檢測管理中的應用

3.4.1 自動檢測管理的原理。就目前而言，GIS系統的是否能夠高效運行直觀影響著電力通信光纜網絡的運行效率。在智能電網中，先進的科學技術手段與GIS技術的拓撲關系二者之間的有效結合，可實現快速檢測電力通信光纜的故障問題，其重要性不言而喻。

3.4.2 OTDR光纖在線檢測的實現。傳統的電力通信光纜運維管理必須要依靠人工來實現，缺乏先進且現代化的科學技術手段作為支撐，其本質是利用OTDR人工對電力通信光纜進行掃描來獲取其結果。工作人員開展檢修維護工作時，也要停止部分業務，極大程度上阻礙了工作進度的開展，難以實現最高效的工作效率與工作質量[5]。現階段，采用外置的OTDR無須工作人員在檢修維護工作時停止相應業務，更無須人工進站，較以往極大程度上節省了相關的人力物力資源，在節省企業單位成本支出的同時也能夠實現對通信光纜的在線分析與檢測，并根據監測的數據信息來決定是否需要采取相關措施，通過獲得的數據來全方位評估電力通信光纜的工作狀態，分析其故障點的安全隱患問題，從而有效提高電力通信光纜運維的管理質量與管理水平。按照應用場景的不同，具體方案如下：

第一種為業務光纖測試。通常情況下，工作人員需借助相關的設備儀器，選擇不同波長的信號來對電力通信光纜進行測試，并將業務與測試信號復用到同一根光纖不同的波長上，將脈沖傳輸到其他站點，再進入到接入站。

第二種為備用線芯測試。對電力通信光纜來說，光纜內部的纖芯在受到不同外界環境因素的影響時，所產生的物理變化基本相同，基于此，對某條備用纖芯進行測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的局點安裝外置的OSU與OTDR，接入端口后便可開展測試。

同時，電力通信光纜運維過程中發生故障時的告警也是自動檢測管理的關鍵組成部分，在GIS技術的應用期間，一旦電力通信光纜出現運行期間的故障問題，或是在運行過程中產生異常消耗衰減現象，GIS系統能夠根據設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，在第一時間發出告警，并在那之后激活相應的通信光纖線芯開展測試，以此來實現對電力通信光纜故障的準確定位。

3.5 在工作決策中的應用

GIS技術在電力通信光纜運維中的應用可為光纜建設與維護提供準確有效的空間地理數據支持，使相關工作人員通過分析數據信息資源來做出科學決策。GIS系統也會在電力通信光纜運維的應用過程中判斷通信光纜的故障類型，不斷累積經驗，幫助工作人員排查故障原因與故障方案，將檢修方法、故障原因等經驗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故障，工作人員可在第一時間從GIS系統的數據庫中調取相關資源信息來針對問題進行解決，極大程度上提高了工作質量與工作效率，也相應地減少了工作人員的工作量。

4 結束語

總而言之，隨著現代化經濟建設的不斷推動，GIS技術是以計算機軟硬件為支持的一種新興的信息化技術手段，能夠對多種地理空間數據進行綜合的采集、存儲、處理與統計。就目前而言，將GIS技術應用到電力通信光纜運維中，不僅能夠實現對通信光纜運行的故障定位與實時監測，還能夠為通信光纜的維護工作提供科學指導，有效縮短通信光纜的建設周期，使得電子通信光纜的運維工作得到了強有力的技術支撐，充分保障了居民的日常生活水平與生活質量。