CN117270069A - 一种埋地光缆的探测定位系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种埋地光缆的探测定位系统和方法，包括：光缆探测系统主机和手持终端，光缆探测系统主机与已埋地光缆中的一芯备用纤芯相连，光缆探测系统主机和手持终端通信连接。本发明无需将光缆挖出，仅仅需要对地面进行敲击，并根据光反射信号得到的振幅波形图即可确定光缆位置，降低了开挖成本，同时敲击地面不会对光缆造成损坏，避免了挖出光缆金属加强芯，对光缆造成的损坏。

Description

一种埋地光缆的探测定位系统和方法

技术领域

本发明涉及光缆维护技术领域，尤其涉及一种埋地光缆的探测定位系统和方法。

背景技术

目前，市场上常用的光缆探测设备为雷迪或3M等探测仪，此方法需将金属铠装光缆的金属加强芯引出，在引出的金属加强芯上接入发射机，由发射机向光缆金属加强芯发射高频电流信号，用接收机对光缆中的电流信号进行信号捕捉，从而确定光缆埋设位置，上述方法的缺点在于：

1、目前市场上的光缆探测仪只对铠装光缆有效，需通过在引出的金属加强芯上接入发射机来确定光缆埋设位置，但此种方式探测距离受限，无法满足长距离光缆探测；当光缆标识破坏时，较难寻找光缆位置，需要多次开挖试探，成本高效率低。且无法快速进行光缆相关信息的数字化采集。

2、对长输油气管道同沟敷设的埋地伴行光缆，需寻找并开挖找出光缆接头盒引出光缆金属加强芯加电流进行光缆探测。在挖掘光缆接头盒引出光缆金属加强芯的过程中，存在对现有正常接头盒和光缆造成损坏的风险。且原光缆与管道同沟敷设，大面积接头盒探寻和开挖会对管道造成损坏，且受天气、环境影响大，效率极低，成本较高。

综上，现有的埋地光缆探测的缺点为需要开挖出光缆金属加强芯，而开挖可能会对光缆造成损坏，且成本较高。

发明内容

为了克服需要开挖出光缆金属加强芯，会对光缆造成损坏，且成本较高问题，本发明提供了一种埋地光缆的探测定位系统和方法。

第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种埋地光缆的探测定位系统，包括：光缆探测系统主机和手持终端，光缆探测系统主机在机房与已埋地光缆中的一芯备用纤芯相连，光缆探测系统主机和手持终端通信连接；

光缆探测系统主机，具体用于：

获取在不同预设位置敲击地面时，待测埋地光缆因振动产生的光反射信号；

根据各个光反射信号，确定每个预设位置对应的振幅波形图，并将各个振幅波形图发送至手持终端；

手持终端，用于根据各个振幅波形图确定待测埋地光缆的埋地位置。

第二方面，本发明提供了一种埋地光缆的探测定位方法，包括：

光缆探测系统主机获取在不同预设位置敲击地面时，待测埋地光缆因振动产生的光反射信号；

光缆探测系统主机根据各个光反射信号，确定每个预设位置对应的振幅波形图，并将各个振幅波形图发送至手持终端；

手持终端根据各个振幅波形图确定待测埋地光缆的埋地位置。

本发明的有益效果是：通过光缆探测系统主机可获取不同预设位置敲击地面时，待测埋地光缆因振动产生的光反射信号，再通过各个光反射信号确定每个预设位置对应的振幅波形图，即可通过各个振幅波形图确定待测埋地光缆的埋地位置，本申请无需将光缆挖出，仅仅需要对地面进行敲击即可，降低了开挖成本，同时敲击地面不会对光缆造成损坏，避免了挖出光缆金属加强芯，对光缆造成的损坏。此外，还可对埋地光缆位置及重要信息进行采集和数字化展示，形成一套完整的光缆全生命周期的管理系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例的一种埋地光缆的探测定位系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的一种埋地光缆的探测定位系统的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的一种埋地光缆的探测定位方法的流程示意图。

具体实施方式

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。

以下结合附图描述本发明实施例的一种埋地光缆的探测定位系统和方法。

如图1所示，本发明实施例的一种埋地光缆的探测定位系统，包括：光缆探测系统主机和手持终端，光缆探测系统主机在机房与已埋地光缆中的一芯备用纤芯相连，光缆探测系统主机和手持终端通信连接，其中：

光缆探测系统主机，具体用于：

获取在不同预设位置敲击地面时，待测埋地光缆因振动产生的光反射信号。

根据各个光反射信号，确定每个预设位置对应的振幅波形图，并将各个振幅波形图发送至手持终端。

通过光反射信号绘制对应的振幅波形图，绘制振幅波形图为现有技术，故不作赘述。

光缆探测系统主机与光缆的一端连接，用于采集光反射信号，而光反射信号在有振动发生时，会发生振幅变化，本实施例利用对光缆产生振动，影响光反射信号的振幅强度，从而探测光缆的埋地位置。

手持终端，用于根据各个振幅波形图确定光缆的埋地位置。

本实施例中通过光缆探测系统主机可获取不同预设位置敲击地面时，待测埋地光缆因振动产生的光反射信号，再通过各个光反射信号确定每个预设位置对应的振幅波形图，即可通过各个振幅波形图确定待测埋地光缆的埋地位置，本申请无需将光缆挖出，仅仅需要对地面进行敲击即可，降低了开挖成本，同时敲击地面不会对光缆造成损坏，避免了挖出光缆金属加强芯，对光缆造成的损坏。此外，还可对埋地光缆位置及重要信息进行采集和数字化展示，形成一套完整的光缆全生命周期的管理系统。

可选地，手持终端，具体用于：

将各个振幅波形图中波峰最高值对应的位置作为待测埋地光缆的目标位置；将目标位置对应的定位信息作为埋地位置。

在敲击地面时，若离光缆越近，光缆受到的振感越强烈，振幅波形图的变化就越大，其波峰的最高值就越大，因此，可以将不同预设位置得到的振幅波形图中波峰最高值的位置作为目标位置，即待测埋地光缆正上方位置。

可选地，手持终端还包括定位模块，定位模块，具体用于：通过GPS或北斗卫星确定目标位置的定位信息。

通过GPS或北斗卫星能够快速锁定目标位置的坐标，从而得到光缆的位置。

可选地，还包括云服务器，云服务器与至少一个光缆探测系统主机之间通过网络连接，云服务器，具体用于：实时展示每个预设位置对应的振幅波形图，以及当确定光缆的埋地位置后，通过GIS系统获取光缆的路由信息和相关信息，并将路由信息和相关信息进行数字化展示，形成一套完整的数据库资源。

数字化展示包括二维展示、三维展示和数据展示等，根据实际情况进行设置。通过数字化展示，用户能够直观的对路由信息和相关信息进行查看，方便用户对光缆进行全生命周期的管理。

可选地，路由信息为光缆的线路轨迹，相关信息包括光缆的断点位置、大衰耗点位置、盘留长度、光缆的接头位置、光缆的标石位置，光缆的电子标识和光缆的定向钻出入土点位置及编号等。

现有技术中，由于没有引入云服务器，因此，仅仅只是将光缆的埋设位置找出，例如已埋地光缆的盘留长度、接头位置、标石位置、电子标识和定向钻出入土点位置等信息都未进行标定，缺少对光缆的全生命周期的管理手段，在光缆整治、抢维修时，无法快速将现场的路由信息、盘留长度、接头位置、标石位置、电子标识和定向钻出入土点位置等光缆关键信息进行实时采集及录入，因此，本实施例引入云服务器和GIS(GeographicInformation System地理信息系统)系统，在确定光缆的埋地位置后，即可通过GIS系统绘制路由信息和相关信息，并进行二维展示，可有效完成已建埋地光缆的路由信息探测，信息数字化补采，集中显示发布，为光缆维护管理、抢修提供全生命周期数据支持，且适用于国家管网、电网、国防、运营商光缆的路由信息缺失、光缆重要信息记录丢失等情况，可有效完成已建埋地光缆的路由信息探测，新建光缆时信息记录留存，提供完整的数据支撑，进行全生命周期管理。

另外，收集到路由信息和相关信息后，还可在云服务器中建立光缆线路的监测预警、故障分析，数字化展示等功能，进一步健全对光缆的全生命周期的管理。

GIS系统的工作原理是确定光缆的埋地位置后，可结合光缆埋设时的施工图等，确定路由信息和相关信息，并通过GIS地图直接展示路由信息和相关信息，并在各工作人员的手机app上进行查看。

可选地，还包括巡线系统，所述巡线系统包括第一定位设备和图像展示设备，所述第一定位设备和图像展示设备分别和所述光缆探测系统主机连接；所述第一定位设备，用于巡线工根据所述路由信息对光缆进行巡线时，获取巡线工的第一实时位置，并根据所述第一实时位置绘制行走轨迹；所述图像展示设备，用于展示所述第一实时位置和所述行走轨迹；所述光缆探测系统主机，还用于：将所述第一实时位置和所述行走轨迹上传至云服务器。

光缆探测系统主机通过扩展接口和图像展示设备进行连接，第一定位设备由巡线工佩戴，且与光探测系统主机通信连接。

可选地，还包括无人机系统，所述无人机系统包括无人机、第二定位设备和图像采集设备，所述无人机、第二定位设备和图像采集设备分别和所述光缆探测系统主机连接；所述第二定位设备，用于无人机根据所述路由信息对光缆进行巡查时，获取所述无人机的第二实时位置，并根据所述第二实时位置绘制飞行轨迹；所述图像采集设备，用于获取所述无人机飞行时采集的视频信息；所述光缆探测系统主机，还用于：将所述第二实时位置、飞行轨迹和视频信息上传至云服务器。

光缆探测系统主机通过4G/5G无线模块和无人机系统进行连接，可以展示无人机的飞行轨迹和视频信息，并为周边诸如输油管道进行打孔盗油、违规占压、违规施工等进行事前预警，为光缆提供一套全生命周期的解决方案，另外，云服务器端的网管统一管理，全天候监测光缆实时动态，当有告警信息出现时，能够根据数据分析判断告警类型。并通过联动工程将告警位置坐标传递给无人机，无人机根据坐标前往查看，进一步健全对光缆的全生命周期的管理。

可选地，还包括振动发生装置，用于在不同预设位置敲击地面。

在实际应用时，光缆埋设的地方会设置标识物，但是该标识物只能标识光缆的大致埋设位置，因此，可以以标识物为原点，向外延伸的方式标记不同的预设位置。

可选地，振动发生装置采用橡胶锤。

本实施例中，振动发生装置还可以采用其他工具，例如振动器等。

可选地，通过另一实施例对一种埋地光缆的探测定位系统进行说明，如图2所示，需对两处光缆的埋地位置(1a和1b)进行探测，包括光缆探测系统主机3a和3b，手持终端4a和4b和云服务器6，其中，光缆探测系统主机3a通过扩展接口5-1和巡线系统连接，光缆探测系统主机3a通过4G/5G无线模块5-2和无人机系统连接，光缆探测系统主机3b通过扩展接口5-3和巡线系统连接，光缆探测系统主机3b通过4G/5G无线模块5-4和无人机系统连接，光缆探测系统主机3a和3b分别和云服务器6连接，另外，2a和2b均表示振动工具，由于光缆探测系统主机3a和3b的工作方式相同，以下通过其中一个光缆探测系统主机进行说明。

通过振动工具2a敲击不同预设位置的地面，光缆探测系统主机3a获取每个预设位置的光反射信号，并将其转化为振幅波形图，手持终端4a可实时查看每个预设位置对应的振幅波形图，选择振幅波形图中波峰最高值对应的位置作为目标位置，再通过GPS或北斗卫星确定目标位置的定位信息，即可得到光缆的埋地位置，同时确定路由信息和相关信息，并通过巡线系统和无人机系统对光缆进行全生命周期的管理。

本实施例用埋地铺设的光缆，采用光缆传感技术、计算机技术、通信设备和信号处理等数字化技术手段，完成长距离沿线信息的检测、采集、处理和传输，对光反射信号进行分析和识别，当外界有振动压力信号作用于光缆时，会引起光缆中光反射信号相应变量的变化，得到振幅波形图，结合现场GPS或北斗卫星，可精准确定光缆的位置信息，从而完成整条光缆路由的探测和数字化采集，同时，能够建立光缆的全生命周期管理，包括但不限于已建光缆的探测、定位、路由信息完善，新建、抢维修光缆的路由信息录入；现有光缆线路的监测预警、故障分析；未来结合无人机实现故障点快速查看，无人化线路巡检。

如图3所示，本发明提供了一种埋地光缆的探测定位方法，包括：

S1、光缆探测系统主机获取在不同预设位置敲击地面时，待测埋地光缆因振动产生的光反射信号；

S2、光缆探测系统主机根据各个光反射信号，确定每个预设位置对应的振幅波形图，并将各个振幅波形图发送至手持终端；

S3、手持终端根据各个振幅波形图确定待测埋地光缆的埋地位置。

可选地，根据各个振幅波形图确定光缆的埋地位置，包括：

将各个所述振幅波形图中波峰最高值对应的位置作为待测埋地光缆的目标位置；

将所述目标位置对应的定位信息作为所述埋地位置。

可选地，该方法还包括：

通过GPS或北斗卫星确定目标位置的定位信息。

可选地，该方法还包括：

实时展示每个预设位置对应的振幅波形图，以及当确定光缆的埋地位置后，通过GIS系统获取光缆的路由信息和相关信息，并将路由信息和相关信息进行数字化展示。

可选地，该方法还包括：

巡线工根据所述路由信息对光缆进行巡线时，获取巡线工的第一实时位置，并根据所述第一实时位置绘制行走轨迹；

展示所述第一实时位置和所述行走轨迹；

将所述第一实时位置和所述行走轨迹上传至云服务器。

可选地，该方法还包括：

无人机根据所述路由信息对光缆进行巡查时，获取所述无人机的第二实时位置，并根据所述第二实时位置绘制飞行轨迹；

获取所述无人机飞行时采集的视频信息；

将所述第二实时位置、飞行轨迹和视频信息上传至云服务器。

本发明实施例的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现上述一种埋地光缆的探测定位方法的部分或全部步骤。

其中，电子设备可以选用电脑，相对应地，其程序为电脑软件，且上述关于本发明的一种电子设备中的各参数和步骤，可参考上文中一种埋地光缆的探测定位方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。

所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种埋地光缆的探测定位系统，其特征在于，包括：光缆探测系统主机和手持终端，所述光缆探测系统主机在机房与已埋地光缆中的一芯备用纤芯相连，所述光缆探测系统主机和所述手持终端通信连接；

所述光缆探测系统主机，具体用于：

获取在不同预设位置敲击地面时，待测埋地光缆因振动产生的光反射信号；

根据各个所述光反射信号，确定每个所述预设位置对应的振幅波形图，并将各个所述振幅波形图发送至所述手持终端；

所述手持终端，用于根据各个所述振幅波形图确定待测埋地光缆的埋地位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手持终端，具体用于：

将各个所述振幅波形图中波峰最高值对应的位置作为待测埋地光缆的目标位置；

将所述目标位置对应的定位信息作为所述埋地位置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述手持终端还包括定位模块，所述定位模块具体用于：通过GPS或北斗卫星确定所述目标位置的定位信息。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括云服务器，所述云服务器与至少一个所述光缆探测系统主机之间通过网络连接，所述云服务器，具体用于：

实时展示每个所述预设位置对应的所述振幅波形图，以及当确定所述光缆的所述埋地位置后，通过GIS系统获取光缆的路由信息和相关信息，并将所述路由信息和相关信息进行数字化展示，形成一套完整的数据库资源。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述路由信息为光缆的线路轨迹，所述相关信息包括光缆的断点位置、大衰耗点位置、盘留长度、光缆的接头位置、光缆的标石位置、光缆的电子标识和光缆的定向钻出入土点位置及编号。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括巡线系统，所述巡线系统包括第一定位设备和图像展示设备，所述第一定位设备和图像展示设备分别和所述光缆探测系统主机连接；

所述第一定位设备，用于巡线工根据所述路由信息对光缆进行巡线时，获取巡线工的第一实时位置，并根据所述第一实时位置绘制行走轨迹；

所述图像展示设备，用于展示所述第一实时位置和所述行走轨迹；

所述光缆探测系统主机，还用于：

将所述第一实时位置和所述行走轨迹上传至云服务器。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括无人机系统，所述无人机系统包括无人机、第二定位设备和图像采集设备，所述无人机、第二定位设备和图像采集设备分别和所述光缆探测系统主机连接；

所述第二定位设备，用于无人机根据所述路由信息对光缆进行巡查时，获取所述无人机的第二实时位置，并根据所述第二实时位置绘制飞行轨迹；

所述图像采集设备，用于获取所述无人机飞行时采集的视频信息；

所述光缆探测系统主机，还用于：

将所述第二实时位置、飞行轨迹和视频信息上传至云服务器。

8.根据权利要求1至6任一项所述的系统，其特征在于，还包括振动发生装置，用于在不同预设位置敲击地面。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述振动发生装置采用橡胶锤。

10.一种埋地光缆的探测定位方法，其特征在于，利用权利要求1至9任一项所述的埋地光缆的探测定位系统实现，方法包括：

光缆探测系统主机获取在不同预设位置敲击地面时，待测埋地光缆因振动产生的光反射信号；

光缆探测系统主机根据各个光反射信号，确定每个预设位置对应的振幅波形图，并将各个振幅波形图发送至手持终端；

手持终端根据各个振幅波形图确定待测埋地光缆的埋地位置。