淺析智能輔助決策系統(tǒng)在電力通信光纜維護(hù)中的應(yīng)用

林慶達(dá) 羅鵬遠(yuǎn) 秦昊

摘 要 通過GIS進(jìn)行電力通信光纜路徑的記錄和管理是光纜維護(hù)的一種應(yīng)用廣泛的方法，本文提出了一個(gè)基于GIS的光纜維護(hù)輔助決策系統(tǒng)，系統(tǒng)采用了B/S架構(gòu)，除了有針對光纜位置信息進(jìn)行增刪改查和圖形呈現(xiàn)的功能，還開發(fā)了針對光纜外破風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的自動(dòng)搜索、巡視路徑的自動(dòng)規(guī)劃，光纜事件位置的精確定位的功能，進(jìn)行光纜維護(hù)的輔助決策。同時(shí)，還研究了光纜出現(xiàn)故障后的定位方法。

關(guān)鍵詞 智能輔助決策;電力通信;光纜;維護(hù)

光纜維護(hù)智能輔助工具主要通過先進(jìn)的信息技術(shù)，采用移動(dòng)終端設(shè)備從多維度管理光纜各層面信息，多角度呈現(xiàn)線路站點(diǎn)信息，對通信設(shè)施的精確定位，解決通信網(wǎng)絡(luò)中的部分設(shè)備的分布性以及隱蔽性而導(dǎo)致當(dāng)故障發(fā)生時(shí)無法快速的定位相關(guān)設(shè)備設(shè)施所處的精確位置的問題。

1采用智能系統(tǒng)維護(hù)電力通信光纜的必要性分析

近年來，在智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的推動(dòng)下，電力通信光纜的安全穩(wěn)定運(yùn)行在電網(wǎng)生產(chǎn)管理過程中變得尤為重要，由于光纜材質(zhì)、鋪設(shè)環(huán)境等因素的影響，造成了光纜外力破壞與光纜隱患風(fēng)險(xiǎn)的急劇增加。此外，運(yùn)維單位對光纜的管理還是依靠線下傳統(tǒng)方式進(jìn)行，導(dǎo)致光纜維護(hù)信息無法及時(shí)共享，光纜維護(hù)過程投入成本高，整體工作效率低下[1]。綜合以上各種因素分析，電力通信光纜管理單位迫切需要一套與業(yè)務(wù)實(shí)際相結(jié)合的智能化輔助決策系統(tǒng)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）由于缺少信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)模塊功能，光纜設(shè)備基礎(chǔ)信息資料僅靠電子文檔保存記錄，不方便維護(hù)更新，容易造成管理部門與實(shí)時(shí)部門的信息共享滯后、溝通不順暢等問題。

（2）缺少可接入高精度定位終端采集數(shù)據(jù)硬件的智能系統(tǒng)，導(dǎo)致光纜的接續(xù)盒、故障頻發(fā)等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致在巡視過程中無法快速精準(zhǔn)定位查找，出現(xiàn)異常情況也無法快速排查。

（3）缺少系統(tǒng)化的施工點(diǎn)數(shù)據(jù)采集工具，管理部門無法獲取比較完整的道路或市政施工點(diǎn)數(shù)據(jù)，僅靠巡視人員在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)后再上報(bào)，施工點(diǎn)信息不全面且滯后，容易造成無法預(yù)見的風(fēng)險(xiǎn)隱患

（4）大量的日常巡視計(jì)劃工作缺少智能系統(tǒng)或應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃安排和制定各種合理的巡視路線，導(dǎo)致無法合理調(diào)配運(yùn)維人員人力資源和巡視裝備。

2智能輔助決策系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能

①綜合展示：對光纜線路軌跡、變電站站點(diǎn)、事件記錄、施工點(diǎn)及影響范圍信息結(jié)合地理圖形進(jìn)行綜合展示，對每類數(shù)據(jù)可按不同的條件進(jìn)行查詢，快速控制各項(xiàng)數(shù)據(jù)是否疊加顯示。②設(shè)備維護(hù)：新增光纜線路、變電站設(shè)備的經(jīng)緯度坐標(biāo)采集任務(wù)，運(yùn)維人員下載任務(wù)信息按要求執(zhí)行采集工作，采集完成后上傳經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)到對應(yīng)的任務(wù)記錄中。③巡視管理：針對光纜設(shè)備或施工點(diǎn)制定日常的巡視任務(wù)，運(yùn)維人員下載任務(wù)信息按要求執(zhí)行巡視工作，巡視完成后上傳收集現(xiàn)場的圖文信息到對應(yīng)的任務(wù)記錄中。④施工點(diǎn)管理：在地理圖形中新增維護(hù)施工點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)施工點(diǎn)的影響半徑分析影響的光纜線路，可對選中的施工點(diǎn)快速發(fā)起巡視任務(wù)。⑤事件記錄：對光纜運(yùn)維管理過程中存在光纜外破隱患、光纜外破中斷、光纜移改三種類型的事件進(jìn)行記錄。⑥數(shù)據(jù)維護(hù)：系統(tǒng)自動(dòng)記錄所有從電腦主機(jī)與手機(jī)端上傳或下載數(shù)據(jù)的日志記錄，包括操作人、操作時(shí)間、對應(yīng)的數(shù)據(jù)表。⑦ODF資料管理：光纜運(yùn)維人員對ODF資料進(jìn)行導(dǎo)入，方便在本系統(tǒng)模塊查閱。⑧圖文標(biāo)注：獲取光纜巡視、施工點(diǎn)巡視、異常事件種的圖片和文本信息進(jìn)行匯展示[2]。

3系統(tǒng)架構(gòu)及機(jī)理

智能輔助決策系統(tǒng)采用J2EE技術(shù)來簡化企業(yè)解決方案的開發(fā)、部署和管理相關(guān)復(fù)雜問題的體系結(jié)構(gòu)。同時(shí)可搭建具有良好的伸縮性、靈活性、可復(fù)用性和易維護(hù)性的系統(tǒng)提供了良好的機(jī)制，對開發(fā)基于web的多層應(yīng)用提供功能支持，從而提高系統(tǒng)的靈活性、安全性、可移植性和維護(hù)性。此外，系統(tǒng)主要使用的前端框架是MinUI和Bootstrap，采用以上前端框架大大豐富了系統(tǒng)界面的展現(xiàn)形式，使系統(tǒng)的界面更加美觀大方，從而解決用戶新增、修改、刪除數(shù)據(jù)無須刷新界面的問題。

4智能輔助決策系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

4.1 智能輔助決策系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）光纜路徑精準(zhǔn)定位：利于RTK測量技術(shù)，把光纜的每個(gè)點(diǎn)精確到亞米級別甚至厘米級別的定位展示，實(shí)現(xiàn)對光纜資產(chǎn)進(jìn)行精細(xì)化管理。

（2）風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)自動(dòng)分析：根據(jù)施工點(diǎn)影響半徑范圍與光纜路徑進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對一些可能存在破壞風(fēng)險(xiǎn)的光纜進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，有效防止一些因建設(shè)、維修、施工等因素對光纜的破壞，可有效降低經(jīng)濟(jì)損失。

（3）巡視路徑自動(dòng)分析：通過智能規(guī)劃光纜巡視路線，大大減少光纜巡視人員的工作量，快速定位光纜故障點(diǎn)，提高故障搶修速度，同時(shí)可節(jié)約大量費(fèi)用[3]。

（4）施工點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集：利用智能的數(shù)據(jù)采集程序，獲取某區(qū)范圍內(nèi)每日最新的施工點(diǎn)數(shù)據(jù)，對施工點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)隱患全面把控。

4.2 智能輔助決策系統(tǒng)技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

（1）數(shù)據(jù)同步與更新

技術(shù)難點(diǎn)：由于應(yīng)用是離線使用，數(shù)據(jù)同步問題是一個(gè)比較棘手的問題，一個(gè)是移動(dòng)端業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器數(shù)據(jù)服務(wù)器的同步;二是離線地圖的更新，因地圖數(shù)據(jù)會不斷更新，而本項(xiàng)目的地圖是離線的應(yīng)用，因此地圖的更新也是比較麻煩。

解決方案：①移動(dòng)端采集光纜位置信息，回到內(nèi)網(wǎng)后與內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)同步;②移動(dòng)端作業(yè)的時(shí)候是完全離線，并且在非作業(yè)狀態(tài)的時(shí)候連接地圖服務(wù)器進(jìn)行地圖更新。

（2）施工點(diǎn)分析

技術(shù)難點(diǎn)：施工點(diǎn)位置的確定是一個(gè)比較麻煩的工作，涉及施工點(diǎn)的位置采集，施工對附近光纜的影響。

解決方案：通過對施工點(diǎn)的影響半徑范圍對光纜進(jìn)行檢索，找出離施工點(diǎn)比較近或與半徑交叉的光纜線路，并進(jìn)行相應(yīng)的提醒，方便工作人員對相關(guān)光纜的監(jiān)控。

（3）通信設(shè)施的精確定位

技術(shù)難點(diǎn)：通信設(shè)施的精確定位，由于通信網(wǎng)絡(luò)中的部分設(shè)備的分布性以及隱蔽性，直接導(dǎo)致了當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，無法快速的定位設(shè)備所處的精確位置。

解決方案：采購高精度定位設(shè)備以及第三方厘米級定位導(dǎo)航服務(wù)，在出現(xiàn)故障時(shí)，利用定位設(shè)備和服務(wù)快速定位故障點(diǎn)的具體位置。

（4）數(shù)據(jù)的安全性及保密性

技術(shù)難點(diǎn)：移動(dòng)辦公環(huán)境下數(shù)據(jù)的保密性，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備屬于高度的機(jī)密數(shù)據(jù)。

解決方案：相關(guān)設(shè)備所附帶的經(jīng)緯度信息必須經(jīng)過加密方能夠進(jìn)入移動(dòng)終端進(jìn)行離線應(yīng)用[4]。

5基于智能輔助決策系統(tǒng)的光纜維護(hù)管理建議

5.1 結(jié)合GIS技術(shù)進(jìn)行光纜管理

GIS系統(tǒng)是將地球的表面及空間地理分布相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、管理、分析及描述等，在計(jì)算機(jī)環(huán)境的支持下可進(jìn)行數(shù)據(jù)的各項(xiàng)處理，將GIS技術(shù)應(yīng)用到電力通信光纜運(yùn)維中，能提升通信光纜的運(yùn)維管理水平，具體包括下述幾種功能：

（1）靜態(tài)資源管理。GIS技術(shù)在電力通信光纜中應(yīng)用后能實(shí)現(xiàn)對地理資源、通信站、纖芯、接頭盒等多種類型靜態(tài)資源的位置和屬性信息的管理;

（2）光纜運(yùn)維管理。GIS技術(shù)在電力通信光纜中應(yīng)用后能實(shí)現(xiàn)對光纜的巡視、測試數(shù)據(jù)、定位、隱患、應(yīng)急預(yù)案等方面的管理，并能對各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;

（3）運(yùn)行監(jiān)視管理。GIS技術(shù)在電力通信光纜中應(yīng)用后能實(shí)現(xiàn)對光纜的實(shí)時(shí)監(jiān)測、告警及故障點(diǎn)的定位等。

5.2 故障校檢方法

（1）故障信息的確定

利用 eclipse+SDK 的程序信息進(jìn)行協(xié)議設(shè)計(jì)，并結(jié)合相應(yīng)數(shù)據(jù)庫模式進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)控和網(wǎng)端測試。該技術(shù)能夠在 GIS 系統(tǒng)模式下實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽技術(shù)開發(fā)，結(jié)合相應(yīng)開發(fā)協(xié)議體制將所有網(wǎng)端信息傳至“云網(wǎng)端”中，并通過云網(wǎng)端數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽數(shù)據(jù)優(yōu)化與設(shè)計(jì)。在此過程中，工作人員需借助移動(dòng)APP端口進(jìn)行載件數(shù)據(jù)分析，通過控制線路功能、地圖資源，發(fā)揮整體調(diào)控的目標(biāo)價(jià)值。同時(shí)，工作人員可結(jié)合實(shí)景地圖測試出較為可靠的故障信息，從而提升電子協(xié)議的使用效率。

（2）故障定位方法

通道檢測技術(shù)主要應(yīng)用于多子站功能的故障分析和故障協(xié)調(diào)，能夠提升通道的工作性能。因此，需采用故障測試辦法對通道功能進(jìn)行校檢，確保子站組件中具備預(yù)留功效。在此過程中，控制端程能夠?qū)⒏髯诱拘畔⑦M(jìn)行交互，因此，電網(wǎng)企業(yè)需結(jié)合相應(yīng)測試技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)功率及熱能測試。在模擬設(shè)計(jì)中，若交換組件有 N 支光纖通至主體設(shè)備，那么就需將光源統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)與（N-1）根光纖功能進(jìn)行整合設(shè)計(jì)，若工作過程中某一光纖出現(xiàn)故障問題，子站也能結(jié)合使用控制機(jī)制和控制模型轉(zhuǎn)化功能。

5.3 維修處理辦法

（1）確立維修框架

電網(wǎng)企業(yè)確立維修框架的過程中，需構(gòu)建不同形式的空間節(jié)點(diǎn)內(nèi)容及節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，采用數(shù)據(jù)交匯的方法整合各層面數(shù)據(jù)，確保相應(yīng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)化。在此過程中，企業(yè)需要檢測交換設(shè)備，行使安全防護(hù)設(shè)備功能，借助相應(yīng)協(xié)議分析機(jī)制予以提示，引導(dǎo)工作人員進(jìn)行針對性校檢。

（2）線路測試

線路測試過程中需保證各光纜功能的合理性，采用相應(yīng)線芯功能進(jìn)行項(xiàng)目協(xié)調(diào)和項(xiàng)目巡檢，通過額定網(wǎng)端進(jìn)行項(xiàng)目分析，以確保后期線路維修的可行性。

6結(jié)束語

光纜維護(hù)智能輔助決策系統(tǒng)的開發(fā)，提出了一種新的光纜維護(hù)方法，將光纜位置資料管理、外破風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、巡視路徑自動(dòng)規(guī)劃、光纜中斷以后故障點(diǎn)定位，事件點(diǎn)精確定位記錄整個(gè)光纜維護(hù)流程串聯(lián)起來，提高了光纜運(yùn)維的效率，降低了光纜外力破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建東.內(nèi)蒙古廣電網(wǎng)絡(luò)依托GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 光纜線路的智能化維護(hù)管理[J].數(shù)字傳媒研究，2019，36（7）：41-44.

[2] 鞠成文.高速公路智能光纜監(jiān)測及維護(hù)技術(shù)探析[J].中國交通信息化，2018（12）：119-120，124.

[3] 呂佩哲，梁立松，孫國善.光纜智能管理系統(tǒng)在光纜網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2017（7）：208-209.

[4] 李建軍.電力通信光纜運(yùn)行維護(hù)及外力破壞防治對策研究[J].科技與創(chuàng)新，2016（17）：108.