一种高速公路光缆故障定位方法、系统和设备与流程

本技术属于光缆通信，尤其涉及一种高速公路光缆故障定位方法、系统和设备。

背景技术：

1、在高速公路通信网络中，光缆作为信息传输的关键基础设施，其稳定运行对于保障交通监控、收费系统、紧急救援等功能的实现至关重要。然而，在实际运营过程中，光缆故障时有发生，且故障抢修往往面临超时的问题，主要瓶颈在于无法迅速且准确地定位故障点。

2、目前，在光缆故障抢修过程中，采用otdr（光时域反射仪）作为光缆故障定位的重要工具，测试出光纤故障的逻辑位置，在上述测试过程中，只能通过otdr得到测量点距离故障点的光纤长度，而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，需要依赖维护团队对高速公路的熟悉程度及经验积累来判断故障点的实际位置，不仅效率低下，而且容易受到人为因素的影响，导致定位不准确，进而延长了抢修时间，影响了高速公路通信网络的正常运行。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种高速公路光缆故障定位方法、系统和设备，可以对光缆故障进行精确定位。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种高速公路光缆故障定位方法，包括：

3、将光缆在高速公路沿线按照高速公路标桩进行分段，生成多段光缆段，标记每一段所述光缆段的光缆信息，生成光缆基础数据库，所述光缆信息包括起始桩号、终止桩号、光缆长度、光缆走向和光纤参数；

4、通过otdr设备对光缆进行测试，生成otdr测试数据集，基于所述otdr测试数据集，获取光纤断点的断点信息报告；

5、将所述断点信息报告与所述光缆基础数据库中各段所述光缆段的光缆信息进行匹配，生成光缆故障的初步定位结果；

6、在高速公路沿线部署多个光缆标识点，为每个所述光缆标识点标注标识信息，所述标识信息包括所述光缆标识点的位置数据以及所在位置对应的光缆信息；

7、将所述初步定位结果与所述标识信息进行关联分析，获得所述光纤断点的相对位置信息；

8、将所述光缆基础数据库、所述otdr测试数据集和所述标识信息集成于可视化平台，通过高速公路光缆的gis系统，在所述可视化平台上为所述光纤断点生成导航指引信息。

9、进一步的，所述标记每一段所述光缆段的光缆信息，包括：

10、针对每一段所述光缆段的每一处转角和方向变化都进行标注，形成所述光缆段的光缆走向；

11、将距光缆的起点位置最近的高速公路标桩标记为起始标桩号，并由近及远标记各高速公路标桩，每一段所述光缆段的起始桩号和终止桩号为对应相邻的两个高速公路标桩的标桩号；

12、从光缆的起点位置，为每一个高速公路标桩标记对应的光缆皮长度，计算相邻两个所述高速公路标桩之间的光缆长度，所述光缆长度的计算公式如下：

13、

14、其中，l表示光缆长度，i表示高速公路标桩号，表示高速公路标桩对应的光缆皮长度，表示光缆的起点位置与高速公路的起始标桩号之间的光缆长度。

15、进一步的，所述通过otdr设备对光缆进行测试，生成otdr测试数据集，包括：

16、通过otdr设备发射光脉冲信号在光纤链路中传输，记录所述otdr设备的测试信息，所述测试信息包括测试时间、测试参数和测试曲线；

17、在信号传输过程中，若所述光脉冲信号遇到光纤断点，则产生光信号；

18、根据所述光信号的发生时间以及发生幅度，确定光纤断点的距离信息；

19、基于所述测试信息和所述距离信息，生成otdr测试数据集。

20、进一步的，所述基于所述otdr测试数据集，获取光纤断点的断点信息报告，包括：

21、采用固定长度分割方法，将所述otdr测试数据集中的测试曲线进行区块划分，获得多个数据区块；

22、对所述数据区块进行信号强度分析，获得每个所述数据区块中的异常信号特征；

23、将所述异常信号特征与所述otdr测试数据集中的距离信息进行关联，获得断点关联数据；

24、基于所述断点关联数据和预设的信号衰减阈值，确定所述光纤断点所属的数据区块编号；

25、基于所述异常信号特征、所述数据区块编号和距离信息，生成断点信息报告。

26、进一步的，所述将所述断点信息报告与所述光缆基础数据库中各段所述光缆段的光缆信息进行匹配，生成光缆故障的初步定位结果，包括：

27、将所述断点信息报告中的距离信息与所述光缆基础数据库中各段所述光缆的长度进行匹配计算，确定光纤断点所在的光缆段；

28、根据光缆基础数据库，确定所述光纤断点的桩号范围，生成初步定位结果所述桩号范围包括所述光纤断点所在光缆段的起始桩号和终止桩号。

29、进一步的，所述在高速公路沿线部署多个光缆标识点，为每个所述光缆标识点标注标识信息，所述标识信息包括所述光缆标识点的位置数据以及所在位置对应的光缆信息，包括：

30、根据地理信息数据，对每段所述光缆段进行初步分段，获得多个光缆分段；

31、采用多源遥感影像融合技术，计算每个所述光缆分段的地形复杂度指数；

32、通过分析历史气象数据和地质勘探报告，评估自然灾害发生时对光缆的影响程度，获得每个所述光缆分段的自然灾害风险系数；

33、基于卫星定位数据，绘制光缆沿线的人为活动强度热力图，量化每个所述光缆分段的人为活动强度；

34、基于所述地形复杂度指数、所述自然灾害风险系数和所述人为活动强度，计算每个所述光缆分段的综合风险评分；

35、基于所述综合风险评分，在所述光缆分段中部署光缆标识点，并为每个所述光缆标识点标注标识信息。

36、进一步的，所述将所述初步定位结果与所述标识信息进行关联分析，获得所述光纤断点的相对位置信息，包括：

37、构建对应所述光缆的空间拓扑模型，并将所述光缆中所有光缆标识点的位置信息映射于所述空间拓扑模型；

38、在所述空间拓扑模型中，以otdr测试起点为原点，以测试方向为正方向，建立测试坐标系；

39、将所述距离信息和所述光缆标识点的位置信息转换为所述测试坐标系下的坐标值，确定光纤断点以及所述光缆标识点在所述空间拓扑模型中的位置坐标；

40、在所述空间拓扑模型中搜索距离所述光纤断点最近的多个光缆标识点，标记为相对标识点，获取多个所述相对标识点的位置坐标；

41、采用克里金插值算法，对所述光纤断点与多个所述相对标识点之间的空间位置关系进行插值计算，获得所述光纤断点与多个所述相对标识点之间的距离和方位角，生成所述光纤断点的相对位置信息。

42、进一步的，所述通过高速公路光缆的gis系统，在所述可视化平台上为所述光纤断点生成导航指引信息，包括：

43、基于所述光纤断点的相对位置信息，在高速公路光缆的gis系统中确定所述光纤断点的断点位置坐标；

44、采用最短路径算法，生成从运维起点到所述断点位置坐标的最优路径，基于所述最优路径，生成导航指引信息，所述导航指引信息包括行进方向、距离和转弯点。

45、第二方面，本技术实施例提供了一种高速公路光缆故障定位系统，包括：

46、第一处理模块：用于将光缆在高速公路沿线按照高速公路标桩进行分段，生成多段光缆段，标记每一段所述光缆段的光缆信息，生成光缆基础数据库，所述光缆信息包括起始桩号、终止桩号、光缆长度、光缆走向和光纤参数；

47、第二处理模块：用于通过otdr设备对光缆进行测试，生成otdr测试数据集，基于所述otdr测试数据集，获取光纤断点的断点信息报告；

48、第三处理模块：用于将所述断点信息报告与所述光缆基础数据库中各段所述光缆段的光缆信息进行匹配，生成光缆故障的初步定位结果；

49、第四处理模块：用于在高速公路沿线部署多个光缆标识点，为每个所述光缆标识点标注标识信息，所述标识信息包括所述光缆标识点的位置数据以及所在位置对应的光缆信息；

50、第五处理模块：用于将所述初步定位结果与所述标识信息进行关联分析，获得所述光纤断点的相对位置信息；

51、第六处理模块：用于将所述光缆基础数据库、所述otdr测试数据集和所述标识信息集成于可视化平台，通过高速公路光缆的gis系统，在所述可视化平台上为所述光纤断点生成导航指引信息。

52、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述高速公路光缆故障定位方法。

53、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

54、本技术的一种高速公路光缆故障定位方法，将高速公路标桩号作为光缆故障定位的参考物，通过将光缆在高速公路沿线按照高速公路标桩进行分段，而后将otdr设备对光缆进行测试获得的光纤断点与光缆段进行匹配，可以对光纤断点即光缆故障点进行初步定位，进而大大缩短了故障位置的排查时间，而后通过光缆标识点，能够在初步定位故障位置后，迅速关联分析出光纤断点与光缆标识点之间的相对位置信息，为维修人员提供准确的故障位置指引，并通过gis系统以及可视化平台的集成应用，为维修人员提供了直观、清晰的导航指引信息，进一步提高了故障响应的速度和准确性。