高速公路光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)施與應(yīng)用

余彥剛

（江西方興科技有限公司，江西 南昌 330000）

近年來，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和光纖技術(shù)的發(fā)展中，其監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷地提高。在電力通信領(lǐng)域中，光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越重要，其監(jiān)測(cè)技術(shù)由于其優(yōu)勢(shì)也在其他領(lǐng)域得到推廣。在基礎(chǔ)設(shè)施中，高速公路由于涉及的區(qū)域較大，在監(jiān)測(cè)的難度較大，通過光纜在線檢測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)維和評(píng)估一體化，可以提高高速公路的監(jiān)測(cè)水平，針對(duì)高速公路運(yùn)維中的問題進(jìn)行解決，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需求對(duì)其進(jìn)行提升和創(chuàng)新，從而保障高速公路的安全使用。

1 光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)概述

隨著我國(guó)電力通信技術(shù)的發(fā)展，光纜監(jiān)測(cè)技術(shù)作為其中的重要技術(shù)之一，在監(jiān)測(cè)的過程中能夠提高其監(jiān)測(cè)效率和水平，其光纜監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了3個(gè)階段：（1）20世紀(jì)80年代，光纖正在大規(guī)模普及，由于各種因素的影響，其光纜故障和安全隱患時(shí)有發(fā)生，但是都是人為破壞導(dǎo)致，出現(xiàn)了光纜監(jiān)測(cè)的概念，主要是采用手提光時(shí)域反射儀或者采用光時(shí)域反射儀（Optical Time Domain Reflectometer，OTDR）巡檢技術(shù)進(jìn)行光纜監(jiān)測(cè)。（2）隨著世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其光纖技術(shù)也在快速的提升，到了20世紀(jì)90年代，世界對(duì)光纖的使用也越來越多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光纜監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷的優(yōu)化，用光功率計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)成為其中的重點(diǎn)。（3）21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)和全光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)展，光纜監(jiān)測(cè)技術(shù)也隨之提升，光纜監(jiān)測(cè)技術(shù)也發(fā)生了新的變化，采用波分復(fù)用和密集波分復(fù)用等技術(shù)與OTDR技術(shù)結(jié)合的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，技術(shù)越來越成熟，采用光纜監(jiān)測(cè)技術(shù)可以能夠快速對(duì)故障所在的位置進(jìn)行確定，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)水平的提升[1]。

一方面，光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠借助互聯(lián)網(wǎng)對(duì)監(jiān)測(cè)內(nèi)容進(jìn)行全方位掌控，尤其是在監(jiān)測(cè)的過程中利用管理信息系統(tǒng)對(duì)管理信息進(jìn)行共享，可以提高信息的管理水平和質(zhì)量；另一方面，在光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的監(jiān)測(cè)過程較為靈活，可以進(jìn)行定時(shí)的監(jiān)測(cè)，也可以采用點(diǎn)名監(jiān)測(cè)方式和光信號(hào)自動(dòng)告警監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)技術(shù)在使用的過程中對(duì)監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)水平要求較高，但是監(jiān)測(cè)的過程較為簡(jiǎn)單、便捷，從而提高其檢測(cè)水平。在進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的過程中，采用智能化和數(shù)字化的管理方式對(duì)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行全面管理，如果設(shè)備出現(xiàn)問題可以及時(shí)預(yù)警，保障對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的全面管理，避免由于設(shè)備運(yùn)行故障而影響監(jiān)測(cè)。因此，在進(jìn)行光纜在線監(jiān)測(cè)的過程中，可以采用開放式的組網(wǎng)方式，簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、靈活的擴(kuò)展方式使得光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[2]。

2 高速公路光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)施和應(yīng)用

2.1 實(shí)施

在光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)中，通過其故障定位、預(yù)警工作以及測(cè)試種類等，可以對(duì)高速公路進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)，從而保障高速公路的正常使用。

在進(jìn)行光纜在線監(jiān)測(cè)中，要熟悉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是由監(jiān)測(cè)中心、監(jiān)測(cè)站以及通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成，主要分為兩個(gè)部分：監(jiān)測(cè)中心、遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)站。一個(gè)監(jiān)測(cè)中心可以控制多個(gè)監(jiān)測(cè)站，從而實(shí)現(xiàn)分散測(cè)量、集中管理的效果，相互間通過局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)的方式進(jìn)行通信。此外，遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)站有一定的獨(dú)立性，如果通信中斷，監(jiān)測(cè)站可以根據(jù)配置的數(shù)據(jù)獨(dú)立完成測(cè)試任務(wù)。監(jiān)測(cè)站是光纜線路檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試核心，主要負(fù)責(zé)處理光功率監(jiān)測(cè)模塊采集的光功率信息，發(fā)現(xiàn)光功率預(yù)警時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)測(cè)試并對(duì)監(jiān)測(cè)中心反饋[3]，監(jiān)測(cè)站可以在監(jiān)測(cè)中心的指示下，啟動(dòng)OTDR卡進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將測(cè)試的結(jié)果發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心。如果需要對(duì)不同的路由進(jìn)行測(cè)試，監(jiān)測(cè)站還負(fù)責(zé)控制光開關(guān)模塊將測(cè)試光切換到相應(yīng)的測(cè)試路由上。監(jiān)測(cè)站主要由光功率監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析模塊、光開關(guān)切換模塊、OTDR測(cè)試模塊、主控模塊等組成，主要是借助大量采集數(shù)據(jù)的光器件等將反映光纖性能所需要的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測(cè)站以及各級(jí)監(jiān)測(cè)中心，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，及時(shí)、準(zhǔn)確地反映被監(jiān)測(cè)光纜線路運(yùn)行的情況，在光纜線路即將或者已經(jīng)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)或者迅速定位故障，及時(shí)反饋給運(yùn)維人員，讓運(yùn)維人員能夠盡快地對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行確定和修復(fù)，并對(duì)電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)線路和設(shè)備進(jìn)行全面管理和維護(hù)?？梢钥闯?，在光纜在線監(jiān)測(cè)中，借助智能化的技術(shù)對(duì)高速公路情況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握具有重要作用，一旦出現(xiàn)故障可以及時(shí)解決，保障高速公路的質(zhì)量[4]。

2.2 應(yīng)用

在我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的進(jìn)程中，加強(qiáng)對(duì)不發(fā)達(dá)區(qū)域的高速公路建設(shè)是重要內(nèi)容，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)可以促進(jìn)不同區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)交流，推動(dòng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展和人們生活水平的提高。

以江西寧定高速公路為例，對(duì)光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用進(jìn)行分析。江西處于我國(guó)的中部地區(qū)，地形復(fù)雜，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，尤其是高速公路的建設(shè)，對(duì)技術(shù)的要求較高。隨著我國(guó)對(duì)中西部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入增加，江西的高速公路里程已經(jīng)達(dá)到6 149 km，形成了聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，并對(duì)其高速公路進(jìn)行光纜在線監(jiān)測(cè)[5]，其中，江西寧定高速公路在監(jiān)測(cè)過程中已經(jīng)采用了光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，該高速公路項(xiàng)目位于寧都至定南（贛粵界）高速公路寧都至安遠(yuǎn)段路線起于泉南高速寧都南互通處，終于定南鵝公鎮(zhèn)（贛粵界），定期的OTDR檢測(cè)法，主要是借助光時(shí)域反射儀對(duì)需要檢測(cè)的光纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)的過程中，如果出現(xiàn)隱患，可以及時(shí)定位，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)告警觸發(fā)相關(guān)處理流程，或提供短信通知相關(guān)人員處理、故障統(tǒng)計(jì)分析、歷史記錄，并有報(bào)表生成功能，有效地縮短光纜線路故障帶來的業(yè)務(wù)中斷時(shí)間，但是對(duì)監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)要求較高[6]。

江西寧定高速公路在檢測(cè)系統(tǒng)中采用先進(jìn)的光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光纜的微觀過程監(jiān)測(cè)和運(yùn)行維護(hù)目標(biāo)，兩條業(yè)務(wù)主線均應(yīng)基于不同的維度實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理，從而提高監(jiān)測(cè)技術(shù)水平。在對(duì)江西寧定的高速公路電纜在線監(jiān)測(cè)中，利用信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)對(duì)高速公路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌握，并對(duì)高速公路中出現(xiàn)的突發(fā)事故進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，對(duì)其故障因素進(jìn)行分析和處理，從而提高監(jiān)測(cè)效率。在監(jiān)測(cè)的過程中，可以實(shí)現(xiàn)光纜資源運(yùn)維流程化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化管理，解決以往高速公路監(jiān)測(cè)中的問題，并對(duì)運(yùn)維中出現(xiàn)的事故處理結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)光纜資源和運(yùn)維人員的綜合評(píng)估，借助其激勵(lì)機(jī)制可以改善運(yùn)維系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。因此，江西寧定高速公路在監(jiān)測(cè)中采用光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以加強(qiáng)對(duì)高速公路運(yùn)行的全面管理，并在一定程度上減少運(yùn)維中的多余環(huán)節(jié)，降低高速公路的運(yùn)維成本，對(duì)于促進(jìn)貴州聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)和互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)具有重要的作用[7]。

3 結(jié)語

在現(xiàn)今的社會(huì)中，隨著科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷提升，而光纖網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用對(duì)于提高監(jiān)測(cè)技術(shù)也越來越重要，因此，在一些領(lǐng)域中會(huì)運(yùn)用光纜監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以提高監(jiān)測(cè)水平。在高速公路的管理中，借助光纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)各個(gè)方面進(jìn)行管控，一旦高速公路在運(yùn)行中出現(xiàn)質(zhì)量問題可以及時(shí)預(yù)警，并對(duì)其解決，可以保障高速公路通信系統(tǒng)的運(yùn)行安全。只有通信系統(tǒng)安全、穩(wěn)定，才能給人民的安全出行提供保障。