基于GIS技术的通信光缆故障定位与保障系统分析
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【摘 要】在考虑光纤通信建设过程中，设备相对密集、且具有容量大、数据传播速度快等特点，如果发生光缆故障，会直接影响整个通信系统安全、正常的运行，在一定程度上损害国家及广大群众的财产损失。有研究指出，由于通信光缆埋设在地底下，为有效避免光缆故障，可以引入GIS技术对光缆埋设状况展开管理及定位，并提出GIS技术用于通信光缆挂账定位与保障系统的方法。基于此，本文以GIS为研究视角，探析将其用于通信光缆故障定位的方法。
【关键词】GIS技术;通信光缆;故障定位;保障系统
1GIS系统的简单描述
GIS系统的运行特点主要集中体现在以下三个方面：首先，可以在空间的、动态的环境下处理地理信息;其次，由计算机系统完善空间数据和地理信息数据的分析，有效地降低了人类的工作负担;最后，计算机系统与地理信息系统之间存在着很好的兼容性，为运算速度的提升和计算结果准确性的提高等都提供了十分有利的保障。另一方面，GIS系统受地形条件的限制较小，可以轻松灵活地描述和记录任何地形环境下的数据信息，同时还能将纸质版的地图转换为地理信息处理系统可以识别的数字化地图，且可以随意调节地图的比例尺大小，提高了光缆故障点的定位效率的提高。此外，该系统还可以根据所收集的内容不同，将收集的信息划分为不同的模块，主要包含了专题信息系统、区域信息系统、地理信息系统工具三大类，而计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据、系统管理操作人员则是该系统的四个重要组成部分。基于独特算法设计的光时域反射技术（IFMS）是该系统最核心的数据处理技术。
2GIS技术在通信光缆故障定位中的重要性
2.1通信光缆维护的重要性
将光缆运用于通信领域，有效地避免了电磁漏洞给通信质量和通信效率造成的影响，同时，光缆的传输还包含了数字和信号的传播，可以满足不同类型的通信系统。此外，受地理环境和气候条件的影响，常常会选择地埋或悬空的方式架设光缆，一旦出现故障稳定，将很难进行维修。所以，必须加强通信光缆维护的监测工作。另外，由于通信光缆的覆盖面积非常广泛，为了确保通信的质量，通常会隔50m左右架设一个线路杆点，随着杆点数量增多，出现故障的频率也会随着增加。所以，对线路杆点进行维护，是提高通信光缆运行质量和运行效率的核心所在。
2.2GIS运用于光缆故障监测和保障系统中的可行性
GIS运用运光缆故障监测和保障系统中，有效地弥补了传统监测工作中工作量大、工作效率低以及运行成本高等缺点，为监测和保障通信光缆安全稳定地运行奠定了坚实的基础。此外，在互联网技术不断革新、多媒体设备日益普及以及大数据技术普遍使用的共同推动下，GIS在收集地理数据信息和处理数据信息等方面的功能也得到了很大程度的完善，有效提升了光缆运行质量和故障点定位等监测结果及时性和准确性。
3基于GIS通信光缆故障定位系统设计
3.1设计基础
在GIS技术应用的过程中，主要是借助计算机技术体系、遥感技术体系以及信息技术体系，能对差异化地理数据进行收集整理，以辅助系统管理人员进行综合管控，最重要的是，在对信息进行获取、存储以及操作管理的基础上，就能对系统数据进行管理，并且能维护数据空间关系的认知和控制效率，从而实现通信光缆故障的定位工作。也就是说，为了从根本上实现系统数据的单一化处理以及自动化管控，就要借助GIS技术和管理信息系统对光缆故障定位系统进行处理，并且利用中间服务器平台对系统中不同项目业务模块进行综合汇总，整合管理体系中数据信息收集效果，从而维护故障定位管理的实效性。需要注意的是，在应用GIS技术的过程中，要对系统进行结构化设计和处理，有效发挥GIS技术的优势，减少传统处理机制中长时间进行定位跟踪的问题，提升定位结果的准确定和操作实效性。
3.2开发软件及硬件环境
硬件配置主要包含下列方面的内容：（1）计算机主机，它不单是单机也能使多个计算机组建起来的网路;数据输入设备：用来把系统所需的各类数据输入到计算机内，并把模拟的数据转变成数字化数据，例如：数字化仪器、遥感图像处理设备、扫描仪等，这些设备可利用数字接口与计算机实现联接。（2）数据存储设备包含存储数据信息的磁带、硬盘及相关的驱动设备;数据输出常用设备包含绘图机、打印机、多媒体输出装置等，上述设备通过图形、报表、图像等形式展示最后的数据处理结果。（3）数据通信设备包括网卡及其他的网络设施组合而成，具有这些通信设备，GIS可依托网络与服务器或其他工作站交流或共享数据。软件环境的设计：通常情况下，由计算机厂家提供相应的计算机系统软件，为用户开发、使用计算机提供便捷的程序系统，包含汇编系统、诊断程序、操作程序等。GIS及其他支持软件能够利用专门的工具研发GIS软件包。
3.3主要开发思路
为了有效提高GIS技术在定位光缆故障工作中的准确性和及时性，应该确保所设计的系统具备以下三个功能：第一，准确定位故障点;第二，确定杆点附近是否预留了多余的缆线;第三，确定故障点周围的地理环境和交通情况。因此，在设计以GIS技术为基础的通信光缆故障定位系统时，应尽量做到将地图结构简单化、图形操作灵活化以及对空间对象进行可视化处理等。
3.4光缆故障点定位算法的实现
在实际应用的过程中，IFMS设备具有固定的测量点，一旦光缆线路出现故障，设备就能对故障点的光缆进行检测，同时获取固定测量地点到故障点之间的距离。通过综合使用GIS技术和IFMS，我们在对光缆故障进行定位就可以从系统默认的检测地点开始检测，而IFMS就可以对故障点和监测点的距离进行测量，然后将测量的结果与光缆节点属性信息库中的节点距离进行对比，从而将故障位置定位在相邻的两个阶段之间。与此同时，运用GIS技术获取两节点的坐标，这样就有效地减少了对光缆故障点的定位流程，同时提高了工作质量。
4GIS技术在通信光缆故障保障系统中的应用
GIS在通信光缆故障保障系统中的应用，应以数字化地图和数据库为基础，因此，在建立保障系统之前和数据录入以后，应对光缆故障进行处理和校正，同时要建立一种拓扑关系，加强空间数据和属性之间的联系。同时，在通信光缆保障系统建立的过程中，应根据GIS技术的发展趋势，使用关系数据库对数据进行存储和管理，并以无缝数据库管理模式（SQLServer）为组织方式，以实现数据安全与共享;在数据库设计的过程中，应将空间数据库、与属性数据库分开进行设计。此外，为了确保基于GIS的保障系统的有效性，应及时修改其内部存储的地图元素;实现数据的添加、扩充和删减等功能;为光纤故障定位、故障点查询、故障维修提供有利的信息。按照故障保障系统的功能要求，系统由四个模块组成，即数据管理、地图管理、空间分析和通信光缆管理。其中，数据管理模块主要负责数据库的管理和用户管理;地图管理模块主要负责编辑基础图形、地图查询、图层管理、格式转换、图形输出等;空间分析模块主要负责故障空间分析，提出网络分析结果，并建立一种拓扑关系，以优选出故障维修的最佳路径;通信光缆管理模块负责光缆的定位、数据管理以及数据查询，并显示和生成统计图表，打印报表。通过以上四个模块的相互作用，能够准确完成光缆故障定位，为故障维修提供有利的依据。
5结束语
总之，为了保证光缆通信的传输质量，我们需要以GIS为基础进行故障定位和建立完善的保障系统，以節省故障处理时间，提高通信光缆的抢修的效率。促进我国通信行业的持续发展。
参考文献：
[1]雷焕宇，陶国庆.基于GIS的通信光缆在线监测系统及其故障点定位方法[J].电工技术，2018，20：74-75.
[2]李伟.结合小波变换与GIS地图的电力通信光缆故障定位及管理系统[D].重庆大学，2015.
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