CN108696313A - 一种光缆故障精确定位方法 - Google Patents

Abstract

一种光缆故障精确定位的方法，涉及电力光纤通信检测技术领域，解决现有方法只能得到测量点距离故障点的光纤长度，不能得到故障点的实际地理位置，并导致延长维修等问题，当监测到光缆出现故障时，获取OTDR距离故障点的光纤长度信息；计算多次OTDR测量的距离的平均值并作为故障点距离测量点的实际距离，将光缆接头盒的信息存储到GIS数据库中；建立具体光缆线路的线性参考系统；将相关的标志点放置在建立好的线性参考系统中；将光缆故障点距离测量点的光纤距离换算成实际光缆的距离并转换为线性参考系统中的点事件，并显示在GIS地图上。该方法能快速精确地找到光缆故障点的具体地理位置，缩短故障维护时间，提高故障处理效率，减少通信故障所带来的损失。

Description

一种光缆故障精确定位方法

技术领域

本发明涉及电力光纤通信检测技术领域，具体涉及一种光缆故障精确定位的方法。

背景技术

随着光纤通信技术的不断发展，光纤在电力系统通信中的应用越来越广泛。光纤传输网络运行的可靠性是电力系统安全生产、高效运行的重要保障。光纤传输网络运行的可靠性是电力系统安全生产、高效运行的重要保障。随着数据通信量的急剧增长，作为信息高速公路的主要传输媒介，光纤通信的作用越来越重要，由于其传输信息量大，光纤线路一旦发生故障，中断较长时间将会严重影响电力系统的安全生产。

当前主流的故障检测方法为：光端机发出无光告警，工作人员使用手持的OTDR在端点处测试，获取故障点的距离，沿着线路查找，最终找到故障点位置，并且进行检修，排除故障。

但是该方法只能得到测量点距离故障点的光纤长度，并不能得到故障点的实际地理位置，要找到故障点的实际位置，需要花大量人力和时间。针对上述方法的弊端，提出一种光缆故障精确定位方法，该方法能精确定位故障点的地理位置，方便维修人员快速到达故障点位置，进行维修，极大地减少了定位故障用时时间。

发明内容

本发明为解决现有方法只能得到测量点距离故障点的光纤长度，并不能得到故障点的实际地理位置，并导致延长维修等问题，提供一种光缆故障精确定位方法，通过该方法，精确定位故障点的具体位置，极大地减少了光缆故障定位时间，大大降低光缆实时抢修的难度。

一种光缆故障精确定位方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在被监测光缆线路起始端安装功率计1，在另一端安装光功率计2，在所述被监测光缆线路的终端安装OTDR；

步骤二、当被监测光缆线路发生故障时，光功率计1监测到的光功率正常，光功率计2监测到的光功率低于设定的阈值时，启动OTDR检测故障点与测量点的距离，将每次启动OTDR测量时的距离数据记录为s，并将多次测量的距离数据保存在数组{s}中；

步骤三、将光缆接头盒的信息存储到GIS数据库中；

步骤四、建立光缆线路的线性参考系统；具体过程为：

步骤四一、扫描纸质版光缆分布区域地图，并结合电力系统光纤分布CAD图将光缆线路走势描绘在扫描的分布区域地图上，对扫描后的分面区域地图采用标准坐标系进行配准操作；

然后实地测量光缆线路中的标志点的具体经纬度坐标，将实际测量的光缆标志点标注在光缆线路上，并根据实际测量的标志点的经纬度坐标对光缆线路进行配准，生成光缆线路数据；

步骤四二、将步骤四一生成的光缆线路数据输入到ARCGIS当中，通过ARCGIS中的线性参考工具将输入的光缆线性数据转换为路径；

步骤四三、对步骤四二生成的路径进行刻标，具体操作为：

一、使用ARCGIS中的线性参考工具将路径中所有点初始化，光缆线路中的每个点在该线性参考系统中都有对应初始点的参考距离；

二、将步骤四一中电力系统光纤分布CAD图中的标志点数据刻标到所述光缆线性参考系统中；

三、将光缆接头盒位置点标注在光缆线路中，为后续故障精确定位作参考；

步骤五、将步骤二多次测量距离数据求其平均值，将该平均值记为将作为光缆故障点与测量点的光纤距离，根据公式将光缆故障点与测量点的光纤距离换算成实际光缆的距离，记为S_T；将所述实际光缆距离S_T转换为步骤四中所述的线性参考系统中的点事件，并显示在该GIS地图上，实现故障点的精确定位。

本发明的有益效果：本发明所述的定位方法，能精确定位故障点的地理位置，方便维修人员快速到达故障点位置，进行维修，极大地减少了维修时间。

通过本发明所述的定位方法，精确定位故障点的具体位置，极大地减少了光缆故障定位时间，大大降低光缆实时抢修的难度。

附图说明

图1为本发明所述的一种光缆故障精确定位方法的流程图；

图2为本发明所述的一种光缆故障精确定位方法中OTDR及光功率计的相关安装位置关系示意图；

图3为本发明所述的一种光缆故障精确定位方法中设备报警过程的流程图；

图4为本发明所述的一种光缆故障精确定位方法中故障点到测量点的光纤距离转为光缆距离的流程图；

图5为本发明所述的一种光缆故障精确定位方法中线性参考系统的建立过程原理图；

图6为本发明所述的一种光缆故障精确定位方法中故障定位报警的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式在于多次使用OTDR测量并求平均值，一次来提升测量精度。同时结合GIS精确定位光缆故障点，并精确的将光缆故障点显示在GIS地图上，方便检修人员前往故障点进行维修。

具体包括以下步骤：

S1：在被监测线路的起始端和另一端安装光功率计，分别记被监测线路的起始端的光功率记为光功率计1，另一端的光功率计记为光功率计2(光功率计2安装位置靠近终端的OTDR)，在线路终端安装一个OTDR，光功率计的作用是用来监测光缆的光功率，OTDR的作用是用来检测故障点距离测量点的光纤距离。

S2：当光缆发生故障时，光功率计监测到的光功率变低，当低于预先设定的阈值时，启动OTDR检测故障点距离测量点的距离。多次启动OTDR对光缆进行检测，并将每次启动OTDR测量时得到的距离记录下来，并记为s。其具体为：

当光功率计1监测到的光功率正常，光功率计2监测到的光功率低于事先设定好的阈值时启动OTDR，并连续测量五次，将测量的结果保存在数组{s}中，其中{s}中的元素为s1,s2,s3,s4,s5(s1-s5分别为OTDR进行的五次测量的测量点距离故障点的光纤长度)，当光功率计1监测到光功率计低于阈值时则无论光功率计2是否监测到光缆断纤都不启动OTDR。

S3：将光缆接头盒的相关信息(接头盒距离测量机房的距离，光缆类型，接头盒处余缆长度，架设光缆弯曲度等)存储到GIS数据库中。存储的格式为：属性。其中属性包括：光缆类型，光缆接头盒距离光缆起始点的距离，接头盒处余缆长度，架设光缆弯曲度，附近道路，维修记录等。

S4：建立光缆线路的线性参考系统。具体过程为：

上述步骤S4具体实施方式为：

S41：扫描纸质版光缆线路经过地区地图，并结合电力系统光纤分布CAD图将光缆线路走势描绘在扫描的地图上，对扫描后的地图采用标准坐标系进行配准操作；接着实地测量光缆线路中的标志点(建筑，站点等)的具体经纬度坐标，将实际测量的光缆标志点标注在光缆线路上，并结合实际测量的标志点的经纬度坐标对光缆线路进行配准。

S42：将步骤S41生成的光缆线路数据转换为路径。

S43：对S42步骤生成的路径进行刻标，具体操作为：

一、使用ARCGIS软件中的线性参考工具将路径中所有点初始化，这样光缆线路中的每个点在该线性参考系统中都有其对应初始点的参考距离；

二、将电力系统光纤分布CAD图中的标志点数据刻标到该光缆线性参考系统中。

三、将光缆接头盒位置点标注在光缆线路中，为后续故障精确定位作参考。

S5：将步骤S2多次测量得到的故障点与测量点的距离取出来，并求其平均值，将该平均值记为将作为光缆故障点与测量点的光纤距离，根据公式换算，将光缆故障点距离测试点的光纤距离换算成实际光缆的距离，记为S_T；将该距离S_T转换为线性参考系统中的点事件，并显示在该GIS地图上。

具体过程为：将步骤S2中多次测量的故障点与测量点的距离取出，根据公式求这五次测量的平均值，其中s₁～s₅为五次测量得到的测量点到故障点的光纤距离。将该光纤距离记为S。但是需要将该光纤距离转为光缆距离。转换公式为：其中S为光纤距离，P_r为光缆胶缩率，C_R为光缆的弯曲程度，S_T为光缆距离。求得OTDR测量点距离故障点的光缆长度后，还需判断故障点与OTDR测量点之间有多少个光缆接头盒，并从GIS数据库中提取这些光缆接头盒预留的光缆的长度。从GIS数据库中找到故障点与OTDR测量点之间的接头盒的信息，提取光缆预留长度信息，每个预留长度信息记为L_n，则总余缆长度为：则光缆故障点到OTDR测量点的实际距离为：

其中D为光缆故障点到OTDR测量点的实际距离，S_T为光缆距离，为总余缆长度。将最终得到的光缆故障点到OTDR测量点的实际距离D对应到步骤S4中建立好的光缆线性参考系统中，将距离对应到光缆线路中，并将故障点显示到GIS地图中。

结合图2和图3说明本实施方式，在光缆的起始端和光缆的另一端分别安装一个光功率计，在终端安装一个OTDR。光功率计1的作用是防止由于光源故障所导致的系统误判的情况。

设备报警过程的流程图如图3所示：

首先分别启动光功率1和光功率计2，当光功率计1监测到光功率低于事先设定的阈值时，则判断为光源故障，不启动OTDR检测；若光功率计1监测到的光功率正常，光功率计2监测到光功率也正常，也不进行任何操作；若光功率计1监测到光功率正常，光功率计2监测到的光功率低于事先设定的阈值，则启动OTDR检测光缆线路。

本实施方式中的故障点到测量点的光纤距离转为光缆距离的流程图如图4所示：

将多次测量的故障点与测量点的距离取出，根据公式求这五次测量的平均值，其中s₁～s₅为五次测量得到的测量点到故障点的光纤距离。将该光纤距离记为S。但是需要将该光纤距离转为光缆距离。转换公式为：其中S为光纤距离，P_r为光缆胶缩率，C_R为光缆的弯曲程度。最后将该距离对应到光缆线性参考系统中。

所述线性参考系统的建立过程如图5所示：

S41：将光缆线路数据转为路径，该过程可以利用ARCGIS软件中的路径生成工具进行，原来的光缆线路元素转换为路径。

S42：将步骤S42生成的路径进行刻标处理。

S43：最终在地图上显示具有线性参考的一条曲线。

结合图6说明本实施方式，本实施方式为采用本实施方式所述的定位方法进行故障定位及报警的过程：

对光缆进行实时监测，当发生报警时发出警报，此时启动OTDR设备，对OTDR返回的曲线数据进行分析，得到故障点与测量点的光纤距离，之后将该光纤距离转换为实际的光缆距离，将该光缆距离映射到光缆线性参考系统中，最终的地图上显示故障点的具体位置。操作完成后告警结束。该方法能快速、精确地找到光缆故障点的具体地理位置，缩短了故障维护时间，提高了故障处理效率，减少了通信故障所带来的损失。

Claims (4)

1.一种光缆故障精确定位方法，其特征是；该方法由以下步骤实现：

步骤一、在被监测光缆线路起始端安装功率计1，在另一端安装光功率计2，在所述被监测光缆线路的终端安装OTDR；

步骤二、当被监测光缆线路发生故障时，光功率计1监测到的光功率正常，光功率计2监测到的光功率低于设定的阈值时，启动OTDR检测故障点与测量点的距离，将每次启动OTDR测量时的距离数据记录为s，并将多次测量的距离数据保存在数组{s}中；

步骤三、将光缆接头盒的信息存储到GIS数据库中；

步骤四、建立光缆线路的线性参考系统；具体过程为：

步骤四一、扫描纸质版光缆分布区域地图，并结合电力系统光纤分布CAD图将光缆线路走势描绘在扫描的分布区域地图上，对扫描后的分面区域地图采用标准坐标系进行配准操作；

然后实地测量光缆线路中的标志点的具体经纬度坐标，将实际测量的光缆标志点标注在光缆线路上，并根据实际测量的标志点的经纬度坐标对光缆线路进行配准，生成光缆线路数据；

步骤四二、将步骤四一生成的光缆线路数据输入到ARCGIS当中，通过ARCGIS中的线性参考工具将输入的光缆线性数据转换为路径；

步骤四三、对步骤四二生成的路径进行刻标，具体操作为：

一、使用ARCGIS中的线性参考工具将路径中所有点初始化，光缆线路中的每个点在该线性参考系统中都有对应初始点的参考距离；

二、将步骤四一中电力系统光纤分布CAD图中的标志点数据刻标到所述光缆线性参考系统中；

三、将光缆接头盒位置点标注在光缆线路中，为后续故障精确定位作参考；

步骤五、将步骤二多次测量距离数据求其平均值，将该平均值记为将作为光缆故障点与测量点的光纤距离，根据公式将光缆故障点与测量点的光纤距离换算成实际光缆的距离，记为S_T；将所述实际光缆距离S_T转换为步骤四中所述的线性参考系统中的点事件，并显示在该GIS地图上，实现故障点的精确定位。

2.根据权利要求1所述的一种光缆故障精确定位方法，其特征在于；步骤三所述的光缆接头盒的信息包括接头盒距离测试机房的距离、光缆类型、接头盒处余缆长度和光缆架设的弯曲程度。

3.根据权利要求1所述的一种光缆故障精确定位方法，其特征在于；步骤五的具体操作步骤为：

将步骤二中多次测量的故障点与测量点的距离取出，根据公式求取多次测量的平均值，利用转换公式为：P_r为光缆胶缩率，C_R为光缆的弯曲程度，S_T为光缆距离；求得OTDR测量点距离故障点的光缆长度后，判断故障点与OTDR测量点之间的光缆接头盒数量，并从GIS数据库中提取光缆接头盒的光缆预留长度信息，每个预留长度信息记为L_n，则总余缆长度为：则光缆故障点到OTDR测量点的实际距离为：

其中D为光缆故障点到OTDR测量点的实际距离，将最终得到的光缆故障点到OTDR测量点的实际距离D对应到步骤四中建立的光缆线性参考系统中，将OTDR测量点与光缆故障点的实际距离D对应到光缆线路中，并将故障点显示到GIS地图中。

4.根据权利要求1所述的一种光缆故障精确定位方法，其特征在于；当光功率计1监测到光功率低于事先设定的阈值时，则判断为光源故障，不启动OTDR检测。