光纜線路設(shè)計數(shù)字化平臺應(yīng)用研究

黃勁松，張曜暉（中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司鄭州分公司，河南鄭州 450007）

0 前言

目前通信工程中光纜線路的設(shè)計成果缺乏電子化手段進(jìn)行規(guī)范管理。雖然投入了巨大的財力、人力，引進(jìn)了眾多商業(yè)化軟件，然而這些資源、軟件、系統(tǒng)大多呈現(xiàn)出分散無序的狀態(tài)，各自管理一部分?jǐn)?shù)據(jù)或信息。伴隨著光纜建設(shè)的不斷增長，設(shè)計單位及建設(shè)單位對設(shè)計質(zhì)量、工作效率的要求不斷提高，信息化建設(shè)和應(yīng)用的不足之處逐步顯現(xiàn)出來。在如今“云計算”“大數(shù)據(jù)”快速發(fā)展的背景下，建設(shè)面向通信信息化應(yīng)用的協(xié)同設(shè)計研發(fā)平臺，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)中虛擬化、并行計算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等技術(shù)，規(guī)范設(shè)計項目流程，使設(shè)計數(shù)據(jù)與項目管理互動，為光纜線路設(shè)計人員提供一體化的數(shù)字化設(shè)計平臺成為信息化建設(shè)的迫切需求。

1 概述

1.1 傳統(tǒng)光纜線路建設(shè)的現(xiàn)狀

光纜在我國已有20 多年的使用歷史，這段歷史也是光纜技術(shù)以及光纜建設(shè)的發(fā)展史。目前，光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入有線通信的各個領(lǐng)域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等。光纜是多數(shù)通信系統(tǒng)的傳輸基礎(chǔ)，尤其是長途骨干光纜，更關(guān)系到國家的通信安全。因此光纜網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性、安全性尤為重要，在光纜的設(shè)計、施工、維護(hù)、管理的過程中，只有高效合理地選擇光纜路由，才能保證線路施工質(zhì)量，為建設(shè)單位提供可靠的設(shè)計數(shù)據(jù)。合理的管理手段是保證通信暢通的先決條件，它決定了光纜線路工程建設(shè)的可靠性和可持續(xù)性發(fā)展能力，并最終影響到用戶所獲得服務(wù)的安全可靠性和客戶的未來需求。

目前，國內(nèi)傳統(tǒng)光纜線路工程設(shè)計分為以下2 個階段。

a）規(guī)劃立項及可研階段：此階段主要利用紙質(zhì)地圖或電子地圖進(jìn)行作業(yè)，制定工程總體方案。

b）設(shè)計階段：此階段通過現(xiàn)場詳細(xì)勘察繪制每一個中繼段的路由草圖，對整體路由的長度、機(jī)房選址及主要障礙點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)測量及準(zhǔn)確記錄。

根據(jù)在詳勘過程中繪制的草圖及相應(yīng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用AUTOCAD 等繪圖軟件進(jìn)行施工圖設(shè)計，同時用概預(yù)算軟件進(jìn)行預(yù)算編制，最終完成出版設(shè)計文件。傳統(tǒng)的設(shè)計方法工作量較大，對設(shè)計人員的熟練程度要求較高。

1.2 開發(fā)數(shù)字化設(shè)計平臺的意義與目的

目前國內(nèi)外還沒有專門的光纜線路全數(shù)字化設(shè)計平臺，現(xiàn)階段主要采用通用的CAD 軟件、概預(yù)算軟件等方式進(jìn)行設(shè)計工作，但由于各個設(shè)計軟件數(shù)據(jù)格式為非通用格式，無法在不同信息化系統(tǒng)中進(jìn)行讀取和處理，一方面造成設(shè)計效率低下，另一方面相同的數(shù)據(jù)難以在工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)之間共享，客觀上也造成了數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)。

針對傳統(tǒng)傳輸設(shè)計軟件缺少通用的數(shù)據(jù)模型，無法在多個系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的問題，筆者提出了一種新的數(shù)字化建模方法，通過提取傳輸設(shè)計各個實(shí)體的數(shù)字化特征，對其進(jìn)行數(shù)字化建模，并基于各個實(shí)體間的邏輯關(guān)系進(jìn)行逐級映射，形成一套完善的全數(shù)字化模型體系，該體系的建立為全數(shù)字化設(shè)計平臺奠定了良好的基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計生產(chǎn)工作全過程標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化，提升工作效率和質(zhì)量，目前以云數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)為主線，依托全數(shù)字化設(shè)計平臺實(shí)現(xiàn)設(shè)計數(shù)據(jù)的共享，擴(kuò)大光纜線路工程設(shè)計對建設(shè)單位的技術(shù)支撐范圍。

1.3 光纜線路設(shè)計數(shù)字化平臺的組成及開發(fā)完成情況

利用移動終端準(zhǔn)確記錄查勘現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實(shí)時回傳云中心集中處理，生產(chǎn)中心批量化快速生成設(shè)計文件，設(shè)計數(shù)據(jù)通過云中心統(tǒng)一存儲、引用與更新，其架構(gòu)如圖1所示。

目前光纜線路設(shè)計數(shù)字化平臺基本完成，已在中國聯(lián)通一干、二干、本地網(wǎng)光纜設(shè)計中進(jìn)行試用，通過設(shè)計人員試用反饋，逐步優(yōu)化完善各項功能，滿足一線設(shè)計人員實(shí)際需求。

圖1 云平臺架構(gòu)圖

2 光纜線路設(shè)計數(shù)字化平臺應(yīng)用

數(shù)字化平臺在光纜線路設(shè)計中的應(yīng)用主要分為數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出3個部分，如圖2所示。

圖2 云平臺數(shù)據(jù)處理模塊圖

2.1 GIS采集系統(tǒng)應(yīng)用

在起始位置，打開手持式智能終端及設(shè)計勘察APP，并開啟航跡記錄功能，在勘察過程中使智能終端一直處于開機(jī)狀態(tài)，在光纜線路設(shè)計過程中進(jìn)行定位點(diǎn)和相關(guān)工作量信息記錄，并拍照留存。在設(shè)計勘察APP 中記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并可根據(jù)需要隨時查看光纜線路信息點(diǎn)的經(jīng)緯度、距離、路由轉(zhuǎn)角角度等。

完成現(xiàn)場勘察后即可生成全部圖紙。在此系統(tǒng)中，可以方便地測量記錄各個點(diǎn)之間的距離、路由的總體距離及每個點(diǎn)的經(jīng)緯度，可供管理人員更直觀地查看光纜路由走向及信息點(diǎn)內(nèi)容（見圖3）。

2.2 Web平臺數(shù)據(jù)處理分析

通過智能終端設(shè)計勘察APP 現(xiàn)場勘察采集數(shù)據(jù)后，在Web 端數(shù)字化平臺即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的后期處理并輸出最終光纜總體路由圖、施工圖紙、估算及概預(yù)算等成果。

圖3 云平臺—GIS采集圖

a）光纜總體路由圖紙：通過APP上傳至Web平臺的勘察數(shù)據(jù)，統(tǒng)計光纜各中繼段的實(shí)際測量長度，計算出全部光纜設(shè)計長度，并自動生成光纜總體路由圖。

b）查看詳細(xì)信息及處理數(shù)據(jù)：通過后臺查看測量路由及信息點(diǎn)的詳細(xì)照片，修改存在問題定額及工作量。

c）工程量統(tǒng)計及施工圖紙生成：自動統(tǒng)計及修改各個光纜勘察段落的工程量，并可自動生成施工圖紙。

d）估算或概預(yù)算自動生成：通過Web端數(shù)字化平臺統(tǒng)計的工作量及定額單價即可自動輸出估算及概預(yù)算相關(guān)表格。

3 數(shù)字化設(shè)計平臺的展望

數(shù)字化設(shè)計平臺是以打造基于智能終端技術(shù)的現(xiàn)場綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺為建設(shè)目標(biāo)，針對工程設(shè)計過程管理的痛點(diǎn)、難點(diǎn)問題，采用智能化手段采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，完整記錄了從光纜線路工程設(shè)計全流程的宏觀+微觀數(shù)據(jù)。作為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)向互聯(lián)網(wǎng)化轉(zhuǎn)型的主要工具，滿足了設(shè)計、管理人員對于工程進(jìn)度、質(zhì)量和效果的管理需求。平臺整體功能正在逐漸完善、迭代開發(fā)，針對現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路進(jìn)行設(shè)計管理流程標(biāo)準(zhǔn)化。平臺應(yīng)用將貫穿工程設(shè)計全流程，支撐設(shè)計環(huán)節(jié)準(zhǔn)確、實(shí)時、全面的資源跟蹤數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與工程建設(shè)其他階段的無縫銜接，最終形成光纜線路設(shè)計數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系。