CN115388959B - 海底电缆运维方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海底电缆监测领域，公开了一种海底电缆运维方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：利用监测设备向传感光纤发射监测光信号；获取传感光纤基于监测光信号返回的监测信号；解析监测信号得到对应于传感光纤的观测值；基于预设的常态信号对观测值进行分析，得到对应于观测值的事件信息；通过监测系统中展示观测值和事件信息。本申请的技术方案通过获取沿布于海底电缆的传感光纤的监测信号，分析判断监测信号对应的观测值和事件信息，并展示于监测系统。通过本方法能够实现对海底电缆的工作状况和周边环境的定时定量长期远距离高灵敏的监测方法，进一步地确保了海底电缆在使用时安全性，提升对海底电缆故障的预判准确度。

Description

海底电缆运维方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及海底电缆监测领域，尤其涉及一种海底电缆运维方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

海底电缆广泛应用于海上石油和石化项目、大陆与岛屿、岛屿与岛屿之间以及穿越江河湖底的电力传输。近几年蓬勃发展的海上风力发电场更是需要很多海底电缆。随着信息化、自动化及我国海洋事业和智能电网的快速发展，未来的数十年内，无论是海上风力发电，还是海上石油平台等海上作业系统都需要海底电缆进行电力传输，海底电缆深埋海底，检修比较困难，运行过程中故障频率也偏高，特别是外部原因（潮汐、洋流及船舶抛锚的作用）引起的故障频率更高。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有的海底电缆运维方法中，无法快速预防、确定海底电缆运维事件的类型、发生位置的技术问题。

本发明第一方面提供了一种海底电缆运维方法，所述海底电缆运维方法应用于海底电缆运维系统，所述海底电缆运维系统包括用于连接传感光纤的监测设备，以及与所述监测设备通信连接的监测系统；所述传感光纤为设置在海底电缆中的光纤，所述海底电缆运维方法包括：利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息。

可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述监测设备包括用于连接所述传感光纤的电光转换器，用于汇聚和接收所述电光转换器上传监测信号的交换机，以及用于调制所述监测系统下发监测指令的信号调制器；所述利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号，包括：通过所述交换机发送所述监测系统监测海底电缆的监测指令至所述信号调制器；通过所述信号调制器基于所述监测指令控制所述电光转换器；将所述电光转换器与所述传感光纤相连接，通过所述电光转换器发送基于所述监测指令生成的监测光信号至所述传感光纤。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，包括：将所述监测信号转换成所述监测系统可读的波形数据；基于所述波形数据代入若干不同的解析模型，得到所述传感光纤监测的观测值。

可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述监测信号包括电缆参数，所述观测值还包括海底电缆温度和海底电缆载流量；所述解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，还包括：解析并提取所述监测信号中的所述电缆参数；基于所述电缆参数通过有限元分析算法计算得到环境边界参数；基于所述环境边界参数和所述电缆参数计算得到海底电缆温度和海底电缆载流量。

可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，包括：调用预设的常态信号；基于所述常态信号和所述观测值进行调制，确定所述观测值的差异量；基于所述差异量匹配预设数据库中的事件特征，得到对应于所述差异量的事件信息。

可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述监测系统包括gis模型；所述通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息，包括：关联所述观测值和所述事件信息；基于布里渊散射技术确定所述观测值的发生位置；将所述观测值的发生位置标记于所述监测系统中的gis模型；当所述gis模型中存在需响应的发生位置，基于所述发生位置展示对应于所述发生位置的所述观测值和所述事件信息。

可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述监测设备还包括AIS设备；在所述通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息之后，还包括：判断所述事件信息的干预方式；若所述干预方式为预处理干预，则基于所述事件信息选取对应的告警信号；通过所述AIS设备广播所述告警信号至位于所述发生位置的船舶；若所述干预方式为后处理干预，则基于所述事件信息和所述发生位置进行故障处理。

本发明第二方面提供了一种海底电缆运维装置，所述海底电缆运维系统包括用于连接传感光纤的监测设备，以及与所述监测设备通信连接的监测系统；所述传感光纤为设置在海底电缆中的光纤，所述海底电缆运维装置包括：监测信号发射模块，用于利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；监测信号接收模块，用于获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；观测值解析模块，用于解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；事件信息分析模块，用于基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；信息展示模块，用于通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息。

可选的，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述监测信号发射模块具体用于：通过所述交换机发送所述监测系统监测海底电缆的监测指令至所述信号调制器；通过所述信号调制器基于所述监测指令控制所述电光转换器；将所述电光转换器与所述传感光纤相连接，通过所述电光转换器发送基于所述监测指令生成的监测光信号至所述传感光纤。

可选的，在本发明第二方面的第二种实现方式中，所述观测值解析模块具体用于：将所述监测信号转换成所述监测系统可读的波形数据；基于所述波形数据代入若干不同的解析模型，得到所述传感光纤监测的观测值。

可选的，在本发明第二方面的第三种实现方式中，所述观测值解析模块具体还用于：解析并提取所述监测信号中的所述电缆参数；基于所述电缆参数通过有限元分析算法计算得到环境边界参数；基于所述环境边界参数和所述电缆参数计算得到海底电缆温度和海底电缆载流量。

可选的，在本发明第二方面的第四种实现方式中，所述事件信息分析模块具体用于：调用预设的常态信号；基于所述常态信号和所述观测值进行调制，确定所述观测值的差异量；基于所述差异量匹配预设数据库中的事件特征，得到对应于所述差异量的事件信息。

可选的，在本发明第二方面的第五种实现方式中，所述信息展示模块具体用于：关联所述观测值和所述事件信息；基于布里渊散射技术确定所述观测值的发生位置；将所述观测值的发生位置标记于所述监测系统中的gis模型；当所述gis模型中存在需响应的发生位置，基于所述发生位置展示对应于所述发生位置的所述观测值和所述事件信息。

可选的，在本发明第二方面的第六种实现方式中，所述海底电缆运维装置还包括事件信息干预模块，所述事件信息干预模块具体用于：判断所述事件信息的干预方式；若所述干预方式为预处理干预，则基于所述事件信息选取对应的告警信号；通过所述AIS设备广播所述告警信号至位于所述发生位置的船舶；若所述干预方式为后处理干预，则基于所述事件信息和所述发生位置进行故障处理。

本发明第三方面提供了一种海底电缆运维设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有请求，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述请求，以使得所述海底电缆运维设备执行上述的海底电缆运维方法的步骤。

本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有请求，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的海底电缆运维方法的步骤。

本发明的技术方案中，通过利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息。本申请的技术方案通过获取沿布于海底电缆的传感光纤的监测信号，进行分析判断监测信号对应的观测值和事件信息，并展示于监测系统。通过本方法能够实现对海底电缆的工作状况和周边环境的定时定量长期远距离高灵敏的监测方法，进一步地确保了海底电缆在使用时安全性，提升对海底电缆故障的预判准确度。

附图说明

图1为本发明实施例中海底电缆运维方法的第一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中海底电缆运维方法的第二个实施例示意图；

图3为本发明实施例中海底电缆运维方法的第三个实施例示意图；

图4为本发明实施例中海底电缆运维装置的一个实施例示意图；

图5为本发明实施例中海底电缆运维装置的另一个实施例示意图；

图6为本发明实施例中海底电缆运维设备的一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明的技术方案中，通过利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息。本申请的技术方案通过获取沿布于海底电缆的传感光纤的监测信号，进行分析判断监测信号对应的观测值和事件信息，并展示于监测系统。通过本方法能够实现对海底电缆的工作状况和周边环境的定时定量长期远距离高灵敏的监测方法，进一步地确保了海底电缆在使用时安全性，提升对海底电缆故障的预判准确度。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的构件，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中海底电缆运维方法的第一个实施例包括：

101、利用监测设备向传感光纤发射监测光信号；

在本实施例中，监测设备至少包含信号调制器、电光转换器、传感光纤，以及可能存在用于光路分流的耦合器、用于中继的服务器、用于定向监测分析特定数据的服务器，例如，海底电缆温度监测服务器、扰动监测服务器、应力监测服务器、AIS监测服务器及服务器对应的特定监测设备和信号发送设备，例如AIS设备等。监测光信号是指基于预设参数下调制出来用于发射至传感光纤的激光信号，当监测光信号以预设参数下的预设频率发射至传感光纤，基于Φ-OTDR等相关技术获取对应的监测信号，对监测信号进行分析从而获得相关的观测值。

具体的，通过采用时域反射型扰动技术的监测设备，它以相位敏感光时域反射仪（简称Φ-OTDR）为代表，Φ-OTDR是一种将干涉效应和 OTDR 结合起来的新技术，以超窄脉冲激光器作为光源，利用了脉冲宽度内的后向瑞利散射光之间的干涉效应，即当光纤上某一处发生扰动，将引起该处的光纤折射率和光程发生变化，也就是说该处的光相位受到了调制。后向散射光传回探测器端，可以观察到干涉波纹的变化。对前后两次的后向散射光功率曲线相减即可实现扰动定位和扰动强度的探测。

102、获取传感光纤基于监测光信号返回的监测信号；

在本实施例中，传感光纤应当附着或被包括于海底电缆中，与海底电缆同路径敷设，通过监测设备基于预设的参数向传感光纤发射监测光信号，监测光信号沿着传感光纤进行传播，并基于传感光纤的物理特性和受到的扰动信号，通过传感光纤返回对应的监测信号至监测设备。

103、解析监测信号得到对应于传感光纤的观测值；

在本实施例中，获取的监测信号是基于反射原理的光信号，因此不仅需要将监测信号转换成可读的电信号，还需要进一步的将电信号通过布里渊散射技术、φ-OTDR技术、分布式光纤温度和振动传感技术等技术解读电信号的含义，得到对应于传感光纤的所能监测到观测值。

104、基于预设的常态信号对观测值进行分析，得到对应于观测值的事件信息；

在本实施例中，通过预先采集到在常态下，传感光纤回传的监测信号，作为常态信号，常态信号用作与观察量比对、做相关运算，便于快速定位观察值的差异值，差异值至少包括观测值和常态信号之间的变化位置和变化量，通过提取差异值的位置和特征，确定观测值对应的事件信息。

具体的，事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警。因为海底电缆的相关物理特性，诸如温度、磁场变化、受力程度同样反应于传感光纤，基于光传感原理，改变于传感光纤内部的监测光信号，得到对应的监测信号。通过解析检测信号得到海底电缆的相关物理特性，同时基于物理特性判断海底电缆的温度、载流量、应力、扰动等情况，从而实现对海底电缆的监测。

105、通过监测系统中展示观测值和事件信息。

在本实施例中，通过监测系统中集中展示基于监测设备获取监测信号对应的观测值和事件信息，可以根据监测信号的发生事件对贯彻自和事件信息进行排序，同时，也可以展示于监测系统中的gis模型中对应的位置，当在任一位置存在观测值和事件信息时，通过点亮对应于发生位置的gis模型坐标，进一步起到提示用户检查处理的作用。

在本实施例中，通过利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息。本申请的技术方案通过获取沿布于海底电缆的传感光纤的监测信号，进行分析判断监测信号对应的观测值和事件信息，并展示于监测系统。通过本方法能够实现对海底电缆的工作状况和周边环境的定时定量长期远距离高灵敏的监测方法，进一步地确保了海底电缆在使用时安全性，提升对海底电缆故障的预判准确度。

请参阅图2，本发明实施例中海底电缆运维方法的第二个实施例包括：

201、通过交换机发送监测系统监测海底电缆的监测指令至信号调制器；

在本实施例中，监测系统与监测设备相连接，监测设备至少包含信号调制器、电光转换器、传感光纤，以及可能存在用于光路分流的耦合器、用于中继的服务器、用于定向监测分析特定数据的服务器，例如，海底电缆温度监测服务器、扰动监测服务器、应力监测服务器、AIS监测服务器及服务器对应的特定监测设备和信号发送设备，例如AIS设备等。

202、通过信号调制器基于监测指令控制电光转换器；

在本实施例中，监测系统或者具备存储监测指令的信号调制器控制、发生监测指令至信号调制器，信号调制器基于监测指令通过电光转换器将监测指令转换成监测光信号至与电光转换器相连的传感光纤。

203、将电光转换器与传感光纤相连接，通过电光转换器发送基于监测指令生成的监测光信号至传感光纤；

204、将监测信号转换成监测系统可读的波形数据；

205、基于波形数据代入若干不同的解析模型，得到传感光纤监测的观测值；

在本实施例中，得到的波形数据通过不同的解析模型进行解析，针对不同的监测方向和不同的解析技术，得到对应于不同监测方向的观测值。

具体的，针对海底电缆温度的监测,随着检测点温度的变化,施加脉冲激光后在传感光纤中反方向散射出的Raman散射光的强度也发生变化,随后这些散射回的光在滤波后进行光电转换,此过程是将光信号转变成了电信号,同时将电信号进行放大,再经过系统转化,通过信号处理器输出数据。Raman散射光波的散射速度是一定的,通过计算散射波传回的时间来换算出监测点的位置。当在传感光纤中施加一定脉冲激光后,激光光子具有能量,其与分子相互作用后分子会被激发并释放出一定能量,之间的能量差造成释放的光子的频率发生改变,通过感应这种能量的变化显示信号的变化,进而计算出监测点温度的变化情况；针对海底电缆应力的监测，利用Brillouin散射光对温度和应变敏感的特性，能探测出沿着传感光纤不同位置的温度和应变变化。当传感光纤沿线的温度发生变化或者存在轴向应变时，传感光纤中的反向布里渊散射光的频率将发生漂移。频率的漂移量与传感光纤应变和温度的变化呈良好的线性关系，因此通过测量传感光纤中的方向自然布里渊散射光的频率漂移量就可以得到传感光纤沿线温度和应变的分布信息。

206、解析监测信号得到对应于传感光纤的观测值；

207、调用预设的常态信号；

在本实施例中，在确认海底电缆及传感光纤正常工作时，采集并保存对应的监测信号作为标准值，用于后续监测传感光纤时作常态信号与监测信号或对应于监测信号的观测值进行比对。

208、基于常态信号和观测值进行调制，确定观测值的差异量；

在本实施例中，统一常态信号和观测值之间的倍率，通过计算观测值和常态信号之差，在排除误差后确认观测值中存在差异部分的坐标和差异程度，作为差异量。

具体的，在监测海底电缆扰动情况时，利用了脉冲宽度内的后向瑞利散射光之间的干涉效应，即当光纤上某一处发生扰动，将引起该处的光纤折射率和光程发生变化，也就是说该处的光相位受到了扰动调制。后向散射光传回探测器端，可以观察到干涉波纹的变化。对前后两次的后向散射光功率曲线相减即可实现扰动定位和扰动强度的探测。

209、基于差异量匹配预设数据库中的事件特征，得到对应于差异量的事件信息；

在本实施例中，通过确定差异量的表现形式和大小，在坐标轴中的位置，通过预设的数据库中匹配合适的事件特征，确定差异量对应的事件信息。

在另一方面，还可以基于差异量在坐标轴中的坐标、初步确定监测信号对应的发生位置。

210、通过监测系统中展示观测值和事件信息。

本实施例在前实施例的基础上，详细描述了调用预设的常态信号；基于所述常态信号和所述观测值进行调制，确定所述观测值的差异量；基于所述差异量匹配预设数据库中的事件特征，得到对应于所述差异量的事件信息的过程。通过本实施例相较于传统方法，明确了在监测海底电缆扰动情况时，利用了脉冲宽度内的后向瑞利散射光之间的干涉效应，即当光纤上某一处发生扰动，将引起该处的光纤折射率和光程发生变化，也就是说该处的光相位受到了扰动调制。后向散射光传回探测器端，可以观察到干涉波纹的变化。对前后两次的后向散射光功率曲线相减即可实现扰动定位和扰动强度的探测的方式，极大加快了事件的诊断和发生位置定位。

请参阅图3，本发明实施例中海底电缆运维方法的第三个实施例包括：

301、利用监测设备向传感光纤发射监测光信号；

302、获取传感光纤基于监测光信号返回的监测信号；

303、解析并提取监测信号中的电缆参数；

在本实施例中，通过海底电缆温度监测系统解析获取的监测信号，得到至少包含海底电缆的实时电流和对应于海底电缆的传感光纤温度，其中因传感光纤沿布、敷设于海底电缆上，则，传感光纤温度近似等同于海底电缆的温度。

在另一方面，海底电缆的电缆参数还可以从电气设备处获取，再通过本方法中基于传感光纤获取的监测信号对得到的电缆参数采用有限元分析算法进行计算得到环境边界参数，以及进一步代入基于电缆材质和电缆形状等已知的参数进行稳态载流量分析、动态载流量分析和实时导体温度分析。

304、基于电缆参数通过有限元分析算法计算得到环境边界参数；

在本实施例中，将得到的电缆参数通过有限元分析算法、IEC-60287和IEC-60853计算得到环境边界参数，在进一步代入基于电缆材质和电缆形状等已知的参数进行稳态载流量分析、动态载流量分析和实时导体温度分析。

305、基于环境边界参数和电缆参数计算得到海底电缆温度和海底电缆载流量；

306、基于预设的常态信号对观测值进行分析，得到对应于观测值的事件信息；

307、关联观测值和事件信息；

在本实施例中，通过建立观测值和事件信息的映射表，便于步骤310中点选gis模型的观测值时，展示对应观测值的事件信息。

308、基于布里渊散射技术确定观测值的发生位置；

在本实施例中，光在光纤中传播时，在反方向产生散射光。通过散射光光谱可以区分出三类散射光，包括了瑞利（Rayleigh）散射、布里渊（Brillouin）散射和拉曼（Raman）散射。布里渊散射是指入射到介质的光波与介质内的弹性声波发生相互作用而产生的光散射现象。由于介质内部存在一定形式的振动，引起介质折射率随时间和空间周期性起伏，从而产生自发声波场。光定向入射到光纤介质时受到该声波场的作用则产生布里渊散射。光纤中布里渊散射通过相对于入射抽运波频率下移的斯托克斯波的产生来表现。

309、将观测值的发生位置标记于监测系统中的gis模型；

在本实施例中，gis模型是基于监测系统对gis的定向性改造得到，在gis模型中以海底电缆及周边环境的卫星图为基础，同时加入海底电缆的示意图以及对应于发生位置的观测值和事件信息的仿真地图，通过点选gis模型中任意一点存在观测值的坐标点，gis模型将响应该点选操作，展示针对点选位置的观测值和事件信息。

在另一方面，gis模型还可以当获取达到预设的告警标准的观测值时，亮显达到告警标准的观测值的对应gis模型上的坐标点，以及同步进行相应的定制化的告警动作，例如发送短信、弹窗等。

310、当gis模型中存在需响应的发生位置，基于发生位置展示对应于发生位置的观测值和事件信息；

311、判断事件信息的干预方式；

在本实施例中，事件信息的干预方式至少存在三种，即预处理干预、后处理干预和不干预。通过观测值得到的事件信息对干预方式进行初步判断，确定事件信息的干预方式。

312、若干预方式为预处理干预，则基于事件信息选取对应的告警信号；

在本实施例中，若干预方式为预处理干预，即监测系统基于观测值判断需要对事件信息对应的事件进行预处理，防止事态进一步升级。例如，在海缆铺设路由的附近可以划分警戒区（通常警戒区的范围为海缆左右500m-2km），当船舶进入警戒区，且出现以下3种情况之一：1.船速过低，2.滞留或停航，3.“下锚”并震动到了海缆，触发报警。

313、通过AIS设备广播告警信号至位于发生位置的船舶；

在本实施例中，将通过AIS设备定向发出告警信号至事件信息对应发生位置，位于发生位置的船舶在接收到告警信号后，将根据告警信号的引导驶离发生位置。

314、若干预方式为后处理干预，则基于事件信息和发生位置进行故障处理。

在本实施例中，若干预方式为后处理干预，即海底电缆已经不可避免地发生了事故，从而导致沿布于海底电缆路径的传感光纤回传的监测信号存在变化，此时，将基于变化后的监测信号分析事故的发生位置，快速定位并排除事故带来的故障。

本实施例在前实施例的基础上，详细描述了关联所述观测值和所述事件信息；基于布里渊散射技术确定所述观测值的发生位置；将所述观测值的发生位置标记于所述监测系统中的gis模型；当所述gis模型中存在需响应的发生位置，基于所述发生位置展示对应于所述发生位置的所述观测值和所述事件信息的过程。通过本实施例相较于传统方法，细化了gis模型的应用过程，gis模型是基于监测系统对gis的定向性改造得到，在gis模型中以海底电缆及周边环境的卫星图为基础，同时加入海底电缆的示意图以及对应于发生位置的观测值和事件信息的仿真地图，通过点选gis模型中任意一点存在观测值的坐标点，gis模型将响应该点选操作，展示针对点选位置的观测值和事件信息。

上面对本发明实施例中海底电缆运维方法进行了描述，下面对本发明实施例中海底电缆运维装置进行描述，请参阅图4，本发明实施例中海底电缆运维装置一个实施例包括：

监测信号发射模块401，用于利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；

监测信号接收模块402，用于获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；

观测值解析模块403，用于解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；

事件信息分析模块404，用于基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；

信息展示模块405，用于通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息。

本发明实施例中，海底电缆运维装置运行上述海底电缆运维方法，包括，通过利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息。本申请的技术方案通过获取沿布于海底电缆的传感光纤的监测信号，进行分析判断监测信号对应的观测值和事件信息，并展示于监测系统。通过本方法能够实现对海底电缆的工作状况和周边环境的定时定量长期远距离高灵敏的监测方法，进一步的确保了海底电缆在使用时安全性，提升对海底电缆故障的预判准确度。

请参阅图5，本发明实施例中海底电缆运维装置的第二个实施例包括：

监测信号发射模块401，用于利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；

监测信号接收模块402，用于获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；

观测值解析模块403，用于解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；

事件信息分析模块404，用于基于预设的常态信号对所述观测值进行分析，得到对应于所述观测值的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；

信息展示模块405，用于通过所述监测系统中展示所述观测值和所述事件信息。

在本实施例中，所述监测信号发射模块401具体用于：

将所述监测信号转换成所述监测系统可读的波形数据；基于所述波形数据代入若干不同的解析模型，得到所述传感光纤监测的观测值。

在本实施例中，所述观测值解析模块403具体用于：

将所述监测信号转换成所述监测系统可读的波形数据；基于所述波形数据代入若干不同的解析模型，得到所述传感光纤监测的观测值。

在本实施例中，所述观测值解析模块403具体还用于：

解析并提取所述监测信号中的所述电缆参数；基于所述电缆参数通过有限元分析算法计算得到环境边界参数；基于所述环境边界参数和所述电缆参数计算得到海底电缆温度和海底电缆载流量。

在本实施例中，所述事件信息分析模块404具体用于：

调用预设的常态信号；基于所述常态信号和所述观测值进行调制，确定所述观测值的差异量；基于所述差异量匹配预设数据库中的事件特征，得到对应于所述差异量的事件信息。

在本实施例中，所述信息展示模块405具体用于：

关联所述观测值和所述事件信息；基于布里渊散射技术确定所述观测值的发生位置；将所述观测值的发生位置标记于所述监测系统中的gis模型；当所述gis模型中存在需响应的发生位置，基于所述发生位置展示对应于所述发生位置的所述观测值和所述事件信息。

在本实施例中，所述海底电缆运维装置还包括事件信息干预模块406，所述事件信息干预模块406具体用于：

判断所述事件信息的干预方式；若所述干预方式为预处理干预，则基于所述事件信息选取对应的告警信号；通过所述AIS设备广播所述告警信号至位于所述发生位置的船舶；若所述干预方式为后处理干预，则基于所述事件信息和所述发生位置进行故障处理。

本实施例在上一实施例的基础上，详细描述了各个模块的具体功能以及部分模块的单元构成，通过上述模块并细化了原有模块的具体作用，完善了海底电缆运维装置的运行，提高了其运行时的可靠性以及明确了各个步骤间的实际逻辑，提高了装置的实用性。

上面图4和图5从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的海底电缆运维装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中海底电缆运维设备进行详细描述。

图6是本发明实施例提供的一种海底电缆运维设备的结构示意图，该海底电缆运维设备600可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器（central processing units，CPU）610（例如，一个或一个以上处理器）和存储器620，一个或一个以上存储应用程序633或数据632的存储介质630（例如一个或一个以上海量存储设备）。其中，存储器620和存储介质630可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质630的程序可以包括一个或一个以上模块（图示没标出），每个模块可以包括对海底电缆运维设备600中的一系列请求操作。更进一步地，处理器610可以设置为与存储介质630通信，在海底电缆运维设备600上执行存储介质630中的一系列请求操作，以实现上述海底电缆运维方法的步骤。

海底电缆运维设备600还可以包括一个或一个以上电源640，一个或一个以上有线或无线网络接口650，一个或一个以上输入输出接口660，和/或，一个或一个以上操作系统631，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图6示出的海底电缆运维设备结构并不构成对本申请提供的海底电缆运维设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有请求，当所述请求在计算机上运行时，使得计算机执行所述的海底电缆运维方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统或装置、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干请求用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（read-only memory，ROM）、随机存取存储器（random access memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种海底电缆运维方法，其特征在于，所述海底电缆运维方法应用于海底电缆运维系统，所述海底电缆运维系统包括用于连接传感光纤的监测设备，以及与所述监测设备通信连接的监测系统；所述传感光纤为设置在海底电缆中的光纤，所述海底电缆运维方法包括：

利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；

获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；

解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；

获取所述海底电缆的电缆参数；

基于所述监测信号对电缆参数采用有限元分析算法进行计算，得到环境边界参数；

进一步代入基于电缆材质和电缆形状的已知参数进行稳态载流量分析、动态载流量分析和实时导体温度分析；

基于所述电缆参数和环境边界参数计算得到海底电缆温度和海底电缆载流量；

调用预设的常态信号；

统一所述常态信号和所述观测值之间的倍率，通过计算所述观测值和所述常态信号之差，在排除误差后确认所述观测值中存在差异部分的坐标和差异程度，作为差异量；其中，对前后两次的后向散射光功率曲线相减，实现扰动定位和扰动强度的探测；

基于所述差异量匹配预设数据库中的事件特征，得到对应于所述差异量的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；

通过所述监测系统展示所述观测值和所述事件信息。

2.根据权利要求1所述的海底电缆运维方法，其特征在于，所述监测设备包括用于连接所述传感光纤的电光转换器，用于汇聚和接收所述电光转换器上传监测信号的交换机，以及用于调制所述监测系统下发监测指令的信号调制器；

所述利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号，包括：

通过所述交换机发送所述监测系统监测海底电缆的监测指令至所述信号调制器；

通过所述信号调制器基于所述监测指令控制所述电光转换器；

将所述电光转换器与所述传感光纤相连接，通过所述电光转换器发送基于所述监测指令生成的监测光信号至所述传感光纤。

3.根据权利要求1所述的海底电缆运维方法，其特征在于，所述解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，包括：

将所述监测信号转换成所述监测系统可读的波形数据；

基于所述波形数据代入若干不同的解析模型，得到所述传感光纤监测的观测值。

4.根据权利要求1所述的海底电缆运维方法，其特征在于，所述监测系统包括gis模型；

所述通过所述监测系统展示所述观测值和所述事件信息，包括：

关联所述观测值和所述事件信息；

基于布里渊散射技术确定所述观测值的发生位置；

将所述观测值的发生位置标记于所述监测系统中的gis模型；

当所述gis模型中存在需响应的发生位置，基于所述发生位置展示对应于所述发生位置的所述观测值和所述事件信息。

5.根据权利要求4所述的海底电缆运维方法，其特征在于，所述监测设备还包括AIS设备；

在所述通过所述监测系统展示所述观测值和所述事件信息之后，还包括：

判断所述事件信息的干预方式；

若所述干预方式为预处理干预，则基于所述事件信息选取对应的告警信号；

通过所述AIS设备广播所述告警信号至位于所述发生位置的船舶；

若所述干预方式为后处理干预，则基于所述事件信息和所述发生位置进行故障处理。

6.一种海底电缆运维装置，其特征在于，所述海底电缆运维装置应用于海底电缆运维系统，所述海底电缆运维系统包括用于连接传感光纤的监测设备，以及与所述监测设备通信连接的监测系统；所述传感光纤为设置在海底电缆中的光纤，所述海底电缆运维装置包括：

监测信号发射模块，用于利用所述监测设备向所述传感光纤发射监测光信号；

监测信号接收模块，用于获取所述传感光纤基于所述监测光信号返回的监测信号；

观测值解析模块，用于解析所述监测信号得到对应于所述传感光纤的观测值，其中，所述观测值包括温度变化、应力变化、扰动类型；获取所述海底电缆的电缆参数；基于所述监测信号对电缆参数采用有限元分析算法进行计算，得到环境边界参数；进一步代入基于电缆材质和电缆形状的已知参数进行稳态载流量分析、动态载流量分析和实时导体温度分析；基于所述电缆参数和环境边界参数计算得到海底电缆温度和海底电缆载流量；

事件信息分析模块，用于调用预设的常态信号；统一所述常态信号和所述观测值之间的倍率，通过计算所述观测值和所述常态信号之差，在排除误差后确认所述观测值中存在差异部分的坐标和差异程度，作为差异量；其中，对前后两次的后向散射光功率曲线相减，实现扰动定位和扰动强度的探测；基于所述差异量匹配预设数据库中的事件特征，得到对应于所述差异量的事件信息，其中，所述事件信息包括但不限于海底电缆温度告警、海底电缆应力告警、海底电缆扰动告警、海底电缆运维系统故障告警和AIS船只告警；

信息展示模块，用于通过所述监测系统展示所述观测值和所述事件信息。

7.根据权利要求6所述的海底电缆运维装置，其特征在于，所述观测值解析模块具体用于：

将所述监测信号转换成所述监测系统可读的波形数据；基于所述波形数据代入若干不同的解析模型，得到所述传感光纤监测的观测值。

8.一种海底电缆运维设备，其特征在于，所述海底电缆运维设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有请求，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；

所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述请求，以使得所述海底电缆运维设备执行如权利要求1-5中任一项所述的海底电缆运维方法的各个步骤。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的海底电缆运维方法的各个步骤。

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