一种光缆故障定位方法
【专利摘要】本发明公开一种光缆故障定位方法，包括步骤：通信GIS系统与在线监测系统预先对通信设备和通信链路进行认证；在线监测系统监测是否产生链路故障信息，当监测到链路故障信息时，调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口获取可能出现故障的光缆和故障光缆段集合；预先建立距离偏差知识库；根据所述故障光缆段集合确定出现故障的光缆，使用OTDR测量所述出现故障的光缆的故障点距离；获取所述距离偏差知识库中与所述通过OTDR测量得到的故障点距离最近的历史故障点及故障点参照物，根据所述历史故障点及故障点参照物确定故障光缆的故障点具体位置并生成光缆故障图。本发明大大提高光缆故障点定位准确度。
【专利说明】一种光缆故障定位方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信领域，特别是涉及一种光缆故障定位方法。
【背景技术】
[0002]电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施。
[0003]电力通信光缆在实际运行中常常因人为破坏、施工质量不高和自然环境影响等因素而造成中断。传统的光缆故障处理方法存在故障原因分析不明、故障点定位不准以及光缆在线监测系统故障定位误差过大等问题，并且每次故障排查后的经验无法通过知识库的方式进行积累，无法用于指导和提高以后故障排查工作。
[0004]传统的光缆故障定位方法主要是利用OTDR测得故障点物理光缆路径距离，参照对比光缆物理长度得出光缆故障点的距离，选择相应的光缆接续点作为参照点来估算划定故障区域，最后逐步排查确定光缆故障位置。
[0005]在实际应用中，这种采用光缆物理长度作为中介，将光缆接续点作为物理参照点的传统光缆故障定位方法，即使是熟悉该条光缆的工作人员也只能将故障点定位在2个相邻光缆熔接点之间的区域内，而不能直接定位到具体的杆、塔、井、站等点上，这就使得在查找光缆故障点时要耗费大量的时间。
[0006]因此，有必要结合现有的监测信息、通信GIS、OTDR及知识库，研究一种故障准确定位的方法，并基于通信GIS，提供快速的故障图自动生成技术，以便能够更快地找到故障点，提高故障抢修速度，保障电网的可靠运行。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是:提供一种光缆故障定位方法，提高故障定位的准确度和定位时间效率。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0009]一种光缆故障定位方法，包括步骤:
[0010]通信GIS系统与在线监测系统预先对通信设备和通信链路进行认证，使通信GIS系统与在线监测系统中共有的通信设备一一对应；
[0011]在线监测系统监测是否产生链路告警信息，当监测到链路告警信息时，调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口，通信GIS系统链路告警故障分析接口获取每条链路的光缆段集合，判断所述各光缆段是否同时属于两路以上光缆链路，若是则将所述同时属于两路以上光缆链路的光缆段加入至可能故障光缆段集合中，并返回给在线监测系统所述的可能出现故障的光缆段集合；
[0012]预先建立距离偏差知识库，所述距离偏差知识库记录有历史故障点位置以及故障点位置的参照物；
[0013]根据所述故障光缆段集合确定出现故障的光缆，使用OTDR测量所述出现故障的光缆的故障点距离；
[0014]获取所述距离偏差知识库中与所述通过OTDR测量得到的故障点距离最近的历史故障点及故障点参照物，根据所述历史故障点及故障点参照物确定故障光缆的故障点具体位置并生成光缆故障图。
[0015]本发明的有益效果在于:区别于现有技术中仅通过OTDR测量来定位光缆故障点，光缆故障点定位不准确，本发明通信GIS系统与在线监测系统分别对通信设备和通信链路进行认证，通过在线监测系统监测光缆的实时链路信息，并通过GIS系统快速展示链路状态，当监测到光缆链路故障信息时，调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口获取可能出现故障的光缆和故障光缆段，通过OTDR测量故障光缆的故障点距离，并通过距离偏差知识库精确定位出所述故障点距离的具体位置和参照物，并在通信GIS系统中生成光缆故障图，从而实现快速准确定位光缆故障位置，大大提高了故障点定位的准确度和定位时间效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明光缆故障定位方法一实施方式中的流程图；
[0017]图2为本发明光缆故障定位方法一实施方式中设备认证流程图；
[0018]图3为本发明光缆故障定位方法一实施方式中链路故障分析流程图；
[0019]图4为本发明光缆故障定位方法一实施方式中告警链路故障分析实现流程图；
[0020]图5为本发明光缆故障定位方法一实施方式中故障点定位分析流程图；
[0021]图6为本发明光缆故障定位方法一实施方式中通过距离偏差知识库定位故障点位置的示意图。
【具体实施方式】
[0022]为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0023]本发明最关键的构思在于:通信GIS系统与在线监测系统分别对通信设备进行认证，使两系统中共有的设备在各自系统中一一对应，通过在线监测系统监测告警光缆链路信息，通信GIS系统获取所述光缆链路信息并分析可能出现故障的光缆与光缆段，使用OTDR测量故障光缆的故障点距离，再通过距离偏差知识库确定故障点的具体位置。
[0024]请参照图1，本发明一实施方式，一种光缆故障定位方法，包括步骤:
[0025]S1、通信GIS系统与在线监测系统预先对通信设备和通信链路进行认证，使通信GIS系统与在线监测系统中共有的通信设备一一对应；
[0026]S2、在线监测系统监测是否产生链路告警信息，当监测到链路告警信息时，调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口，通信GIS链路告警故障分析接口获取所述可能出现故障的光缆的每条链路的光缆段集合，判断所述各光缆段是否同时属于两路以上光缆链路，若是则将所述同时属于两路以上光缆链路的光缆段加入至故障光缆段集合中，并返回给在线监测系统所述的可能出现故障的光缆段集合；
[0027]S3、预先建立距离偏差知识库，所述距离偏差知识库记录有历史故障点位置以及故障点位置的参照物；
[0028]S4、根据所述故障光缆段集合确定出现故障的光缆，使用OTDR测量所述出现故障的光缆的故障点距离；
[0029]S5、获取所述距离偏差知识库中与所述通过OTDR测量得到的故障点距离最近的历史故障点及故障点参照物，根据所述历史故障点及故障点参照物确定故障光缆的故障点具体位置并生成光缆故障图。
[0030]从上述描述可知，本发明的有益效果在于:本发明技术方案中通信GIS系统与在线监测系统分别对通信设备和通信链路进行认证，使通信GIS系统与在线监测系统中共有的通信设备一一对应；通过在线监测系统监测光缆的实时链路信息，并通过GIS系统快速展示链路状态，当监测到光缆链路故障信息时，调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口获取可能出现故障的光缆和故障光缆段，通过OTDR测量故障光缆的故障点距离，并通过距离偏差知识库精确定位出所述故障点距离的具体位置和参照物，并在通信GIS系统中生成光缆故障图，从而实现快速准确定位光缆故障位置，大大提高了故障点定位的准确度和定位时间效率。
[0031]通过OTDR虽然可以测量出光缆故障点的大概位置，但因光缆大都埋设于地下，所以很难通过测量光缆的长度来精确定位故障的具体。
[0032]造成故障点定位不准的原因还包括:
[0033]OTDR测试仪表本身所在的、因抽样间隔产生的固有偏差，仪表使用的正确性以及仪表操作不当所产生的误差，这些都会影响到OTDR所测得的故障点距离的准确性；
[0034]电力长途通信光缆存在大量因接续点产生的信号衰耗点，这些衰耗点会影响到OTDR的测试结果；
[0035]光缆在长时间运行后，经过迁改、抢修等处理后，造成一条线路内存在不同型号、不同厂家光缆、各厂家、型号的光缆参数不同、会造成线路OTDR测试距离的误差；
[0036]光缆长时间运行后，原有光缆长度参数发生改变、后期测距仪测得的光缆长度存在因光缆弯曲度、光缆弧垂以及余缆等造成的光缆长度数据误差，进而影响到光缆故障长度的判断；
[0037]传统光缆故障定位方法采用光缆长度作为参考对比的中介，不能直接将OTDR测试的距离对应到地理位置上，造成多项误差累计，形成更大的误差；
[0038]传统光缆故障定位方法使用的地理参照点有限，仅能使用有光缆接续点或者具有接头盒的杆、塔、井等地理位置作为地理参照点，这就使得所能判断的故障区域过大，影响故障点定位的准确性。
[0039]本发明通过所述通信设备认证包括:
[0040]通信GIS系统提供通信设备认证接口，在线监测系统调用所述通信设备认证接口并传入需要认证的通信设备ID及通信设备IP ；
[0041]通信GIS系统根据所述通信设备ID及通信设备IP对通信设备进行认证，并返回认证状态；
[0042]在线监测系统保存所述认证状态；
[0043]通信GIS系统调用在线监测系统监测到的通信设备的实时状态，并展示所述通信设备的实时状态及认证状态信息。
[0044]所述“调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口获取可能出现故障的光缆”包括:
[0045]在线监控系统将产生链路故障信息的链路信息生成报文，并调用通信GIS系统的链路告警故障分析接口，传入所述报文；
[0046]通信GIS系统的链路告警故障分析接口接受并解析所述报文，并根据告警链路信息查询链路下设设备信息进行故障分析；
[0047]通信GIS系统链路故障分析接口返回可能出现故障的光缆段信息；
[0048]在线监测系统接收并存储可能出现故障的光缆段信息；
[0049]通信GIS系统要查看可能发生故障光缆段信息时在从在线监测系统获取，并在地图中定位标识出来。
[0050]进一步的，通过建立距离偏差知识库，所述距离偏差知识库记录有历史真实故障点位置以及故障点位置的参照物，因此，可以通过知识库中所记录的故障点位置和该位置点的参照物来来确定本次故障点的具体位置。例如，使用OTDR测量出本次故障点的位置为A号光缆距B站房100米处，查询知识库发现历史A号光缆故障记录中的有故障位置为距B站房150米，参照物为C号接头盒；因此，通过上述历史故障记录可以确定出本次故障的具体位置为距所述知识库中记录的100米处故障点位置顺延A号光缆方向计算出前方50米处，因此，可以快速准确的定位出故障点的具体位置。
[0051]进一步的，所述“故障点定位实现原理流程”描述如下:
[0052]将始发故障点通信设备、故障相关光缆段和通过OTDR测量出来的故障点距离录入至距离偏差知识库中；
[0053]查询距离偏差知识库中当前故障光缆链路的故障信息历史记录，获取历史记录中故障点距离小于当前OTDR故障测试距离的最大记录值以及大于当前OTDR故障测试距离的最小记录值；
[0054]根据所述最大记录值所标识的故障点位置沿所标识的光缆段计算出当前OTDR所测试的故障点的位置；
[0055]判断所述当前OTDR所测试的故障点的位置是否超出所述最小记录值的标识位置，若是则取所述最大值与最小值之间的位置为当前故障点位置并在地GIS地图中标识出当前故障点位置，若否则直接在GIS地图上标识出当前故障点地图。如当前故障距离知识库中记录某条电缆上100米处和150米处两处故障，当所述当前OTDR所测试的故障点的位置为130米处时，则通信GIS系统本次计算出来的故障点位置需大于历史故障点100米处位置，而且需小于150米处故障点位置。以最大程度保证故障点定位的准确度。
[0056]进一步的，当成功处理一次光缆故障时，将所述故障的故障源信息更新到故障知识库中，所述故障源信息包括故障光缆段、故障源离站房距离。
[0057]本发明具体实现技术方案如下:
[0058]1.1设备认证
[0059]GIS系统提供设备认证接口，在线监测系统根据IP进行正向认证，并将设备认证状态记录到在线监测系统中。
[0060]GIS系统提供设备状态实时监控功能，通过反向调用在线监测系统实时状态，在站内图展示设备实时状态及认证状态信息。其中，设定绿勾为在线、灰勾为离线、问号为未认证、叹号为告警。
[0061]请参照图2为设备认证流程图；
[0062]设备认证接口设计包括:
[0063]接口入参:监测系统设备ID、监测系统设备IP地址；
[0064]接口出参:认证状态，通信GIS系统设备ID，通信GIS系统设备所属站点ID，监测系统设备ID。
[0065]设备认证实现说明:
[0066]设备认证接口接收到设备认证报文后，对报文进行解析得到将要进行设备认证的监测系统设备ID及设备IP地址；
[0067]通过在线监测系统中设备IP地址，到通信GIS系统站内设备表、自动化设备表中查询相对应设备信息，并且将在线监测系统的设备ID更新至通信GIS系统所查询出来的相应设备中；
[0068]获取所述通过设备IP地址在通信GIS系统中所查询到的设备信息，并根据要求拼装成接口出参报文，返回给接口调用方。
[0069]1.2链路认证
[0070]在线集成提供链路认证供，更新所有链路状态信息。链路认证过程与设备认证实现方式基本类似。
[0071 ] 链路认证接口设计包括:
[0072]接口入参:链路唯一标识(监测系统链路标识)，通信GIS系统设备A唯一标识，端口 a，通信GIS系统设备B唯一标识，端口 b ;
[0073]接口出参:监测系统链路ID，归属于该链路的所有设备信息。
[0074]1.3基于实时信息的链路故障辅助分析
[0075]在线监测系统监测到发生故障的链路信息，调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口，通信GIS系统分析故障链路交集设备信息，获取可能的故障光缆，并实时提醒及双击定位功能。
[0076]1.3.1链路故障分析接口设计
[0077]接口入参:链路唯一标识(在线监测系统链路标识)，A设备唯一标识，端口 a，B设备唯一标识，端口 b ；
[0078]注:该接口参数支持一条或多条链路信息；
[0079]接口出参:可能发生故障的光缆段信息集合。
[0080]请参阅图3和图4，图3为链路故障分析流程图，图4为告警链路故障分析实现流程图。
[0081]2故障图自动生成
[0082]使用OTDR进行测量，根据现有地理信息数据，利用所测量值进行故障定位。但由于电力通信网中诸多因素会造成实际物理长度与模型中轨迹长度的偏差，例如光缆悬垂、接头盒等因素。
[0083]在应用中通过建立距离偏差知识库，收集偏差数据，通过矩阵等式不断纠正完善偏差因子，为故障定位的精确度奠定科学理论依据。
[0084]结合OTDR故障测量值、知识库和GIS定位快速分析准确定位故障源，并且能够以离故障源最近的参照物(如光包、杆塔或工井)，生成光缆故障专题图，配备文字说明，形成多种形式的故障源信息，辅助现场抢修人员快速定位。
[0085]2.1故障点分析详细设计
[0086]输入:始发故障点通信设备(故障点出站站房等相关设备，该信息可从通信链路告警信息中获取)，与所选始发故障点相关光缆(可从链路故障分析结果中获取)，故障点距离(0TDR测量数据)；
[0087]输出:故障点所在电缆段及故障点坐标信息。
[0088]光缆故障点分析原理
[0089]请参阅图6，为通过距离偏差知识库定位故障点位置的示意图；
[0090]结合知识库故障点分析要点:
[0091]故障知识库创建时一个长期数据局维护和积累的过程；
[0092]当成功处理一次故障源时，需将当期所处理的故障源信息(故障光缆段、故障源离站房距离等)维护到故障知识库中；
[0093]当某链路再次发生故障时，可根据在线监测系统告警信息辅助分析出可能发生故障的光缆段信息；
[0094]通过OTDR测试可能发生故障点距离信息；
[0095]故障点定位分析，根据OTDR测试数据，根据故障知识库以往发生故障的数据信息的基础上计算出本次故障源位置信息；
[0096]知识库数据量越多，所计算出的故障点位置越精准。
[0097]请参阅图5，为故障点定位分析流程图。
[0098]综上所述，本发明提供的光缆故障定位方法建立通信GIS系统与通信在线监测系统双向认证，并基于在线监测系统的实时链路信息进行链路故障辅助分析，实现通信物理资源及实时状态的数字化管理，并通过0TDR、距离偏差知识库和通信GIS系统结合的通信网自动故障定位及故障图自动生成技术，实现快速分析准确定位故障源及离故障源最近的参照物。
[0099]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种光缆故障定位方法，其特征在于，包括步骤: 通信GIS系统与在线监测系统预先对通信设备和通信链路进行认证，使通信GIS系统与在线监测系统中共有的通信设备一一对应； 在线监测系统监测是否产生链路告警信息，当监测到链路告警信息时，调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口，通信GIS系统链路告警故障分析接口获取每条链路的光缆段集合，判断所述各光缆段是否同时属于两路以上光缆链路，若是则将所述同时属于两路以上光缆链路的光缆段加入至可能故障光缆段集合中，并返回给在线监测系统所述的可能出现故障的光缆段集合； 预先建立距离偏差知识库，所述距离偏差知识库记录有历史故障点位置以及故障点位置的参照物； 根据所述故障光缆段集合确定出现故障的光缆，使用OTDR测量所述出现故障的光缆的故障点距离； 获取所述距离偏差知识库中与所述通过OTDR测量得到的故障点距离最近的历史故障点及故障点参照物，根据所述历史故障点及故障点参照物确定故障光缆的故障点具体位置并生成光缆故障图。
2.根据权利要求1所述的光缆故障定位方法，其特征在于，所述“获取所述距离偏差知识库中与所述通过OTDR测量得到的故障点距离最近的历史故障点及故障点参照物，根据所述历史故障点及故障点参照物确定故障光缆的故障点具体位置并生成光缆故障图”包括: 将始发故障点通信设备、故障相关光缆段和通过OTDR测量出来的故障点距离录入至距离偏差知识库中； 查询距离偏差知识库中当前故障光缆链路的故障信息历史记录，获取历史记录中故障点距离小于当前OTDR故障测试距离的最大记录值以及大于当前OTDR故障测试距离的最小记录值； 根据所述最大记录值所标识的故障点位置沿所标识的光缆段测量计算出当前OTDR所测试的故障点的位置； 判断所述当前OTDR所测试的故障点的位置是否超出所述最小记录值的标识位置，若是则取所述最大值与最小值之间的位置为当前故障点位置并在地GIS地图中标识出当前故障点位置，若否则直接在GIS地图上标识出当前故障点地图。
3.根据权利要求2所述的光缆故障定位方法，其特征在于，所述通信GIS系统与在线监测系统预先对通信设备进行认证包括: 通信GIS系统提供通信设备认证接口，在线监测系统调用所述通信设备认证接口并传入需要认证的通信设备ID及通信设备IP ； 通信GIS系统根据所述通信设备ID及通信设备IP对通信设备进行认证，并返回认证状态； 在线监测系统保存所述认证状态； 通信GIS系统调用在线监测系统监测到的通信设备的实时状态，并展示所述通信设备的实时状态及认证状态信息。
4.根据权利要求2所述的光缆故障定位方法，其特征在于，当成功处理一次光缆故障时，将所述故障的故障源信息更新到故障知识库中，所述故障源信息包括故障光缆段、故障源离站房距离。
5.根据权利要求3或4所述的光缆故障定位方法，其特征在于，所述“调用通信GIS系统提供的链路告警故障分析接口，通信GIS系统链路告警故障分析接口获取每条链路的光缆段集合”包括: 在线监控系统将产生链路故障信息的链路信息生成报文，并调用通信GIS系统的链路告警故障分析接口，传入所述报文； 通信GIS系统的链路告警故障分析接口接受并解析所述报文，并根据告警链路信息查询链路下设设备信息进行故障分析； 通信GIS系统链路故障分析接口返回可能出现故障的光缆段信息； 在线监测系统接收并存储可能出现故障的光缆段信息； 通信GIS系统要查看可能发生故障光缆段信息时在从在线监测系统获取，并在地图中定位标识出来。
【文档编号】H04B10/075GK104202086SQ201410502194
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】刘文亮, 庄友红, 林树, 杨成月, 王林芳, 叶文海, 罗谋勇, 杨艺鹏, 杨凌逸, 黄潺凯 申请人:国家电网公司, 厦门亿力吉奥信息科技有限公司, 国网福建省电力有限公司厦门供电公司