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光纜監測系統

時間:2022-05-12 22:09:30

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光纜監測系統,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關鍵詞:光纜監控系統;GIS;OTDR光功率監測單元;GPS

中圖分類號:TP301 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)27-0028-03

Abstract: With the development of science and technology, optical fiber cable monitoring system as a new technology has been used in oil field construction, and for China's socialist modernization has made greater contribution. Based on this,The paper firstly introduces some problems existed in the process of optical cable data transmission of oil gas recovery plant maintenance, then points out the necessity of construction of optical cable auto monitoring system, mainly elaborates its function, as well as the equipment, working principle and working process, finally discusses the practical significance of optical cable auto monitoring system in digital management and cable accident emergency.

Key words: optical cable auto monitoring system ; GIS; OTDR; GPS

目前某油田采氣廠干光纜總長度已達到1500多公里,可靠性、穩定性不斷加強;光纖的覆蓋范圍也不斷擴大,在目前的數字化網絡格局下,光纖為數據通信工作提供了可靠保障[1]。光纜傳輸線路井噴式的增長為某油田采氣廠數字化提供高速信息公路的同時,但維護與管理問題也日漸突出。近幾年據數據通信方面的研究數據顯示由于光纜自身性能和外部因素的影響,很多區域主干和分支光纜中斷次數超過50次,中斷時間累積超過300余小時[2]。

為此就需要設置一定的光纜監測系統對光纜通信過程中的故障進行及時監控,并利用告警[3]、測試、數據庫、等技術對光纖網絡進行自動監控。并聯合將光纖測試、故障處理和維護機制以此來確保光纖網絡運行正常為數據通信工作提供保障,對故障進行自動定位、及時指派人員修復,以此來降低故障修復時間,盡量減少對用戶的影響[4-6]。

傳統的光纜線路維護管理模式較為被動,日常光芯指標測試全靠人工,工作量大且費時費力;出現故障后需到光纜端點進行人工測試,測試距離后進行維修,故障歷時較長。嚴重影響通信網的正常運行,特別是生產現場數字化生產、監測業務,與通信光纜緊密相關,如何快速高效的解決光纜維護問題是需要重點關注的。

1 光纜自動監測系統原理及組成

光纜監測系統主要包括如下幾部分,監測中心、監測站與系統終端,以下對其進行具體描述[7]。

監測中心――其作為系統的控制中心,主要作用是接收發來的報警信息,同時向光開關發送測試指令,然后分析測試所得結果,據此判斷出故障或功能位置;

監測站――主要包含監控元件和光開關等,其可以分為監控和測試兩部分,前者主要負責對光纜進行實時監控,后者主要是測試光纜狀態;

監測客戶端――其主要是系統終端包括相應的軟件,用戶可以利用此終端來進行全部操作其中包含了GIS軟件,可以很方便管理維護各項系統資源。

1.1監測原理

1.1.1光功率在線監測原理

在檢測時先將工作光進行分離后使其進入告警采集模塊中,由后者對工作光進行實時監測:并同時將光纖的傳輸信息反饋回,可以根據需要設置這些監測通道的衰減率。當被監測光纖在環境因素影響下,功率下降到一定幅度后,檢測模塊會發出報警信息,OTDR就會被激活并同時測試該纖芯,分析其故障原因和所處位置[8]。測試原理如圖1所示。

1.1.2光功率備纖監測原理

在此種告警模塊中,可以利用離線方法對備用光纖進行測試,并同時進行警報監測。由于備纖沒有信號源,因而在進行此種測試使需要在監測路由加入光源,然后由測試設備進行光功率檢測。當纖芯出現故障或異常時,光源信號一般會中斷減弱,此時發出報警信息后系統會對該芯線進行監測并判斷出故障類型和位置。測試原理如圖2所示。

1.2監測系統結構及設備

光開關:作用主要是選擇需要測試的光路,系統可以利用串口控制來選擇需要測試的光纖路號,為測試做好準備。

OTDR:其也被稱作為光時域反射儀,此儀器在測試過程中作用很重要,其主要用于對監測光路進行測試并同時判斷故障信息確定故障位置,其費用一般較高[9]。利用此設備可以獲得所測光路的散射曲線,以及與接頭、熔接點等相關的信息。

交換機:交換機在此種系統中主要作用是為通信提供支持,其可以作為帶光接口的獨立設備,也可以只檢測對光回路,這取決于系統需要。

測試系統軟件:其重要功能為測試功能的開啟;設置測試參數;對光曲線進行采集和分析,然后得出分析結果和其他系統進行結果交互。

1.3光纜監測系統建設過程中可能遇到的問題分析及解決辦法

1.3.1項目實施過程中應注意如下情況

1)在設置監測設備參數時應檢查確保設置無誤,避免因為網絡參數分配錯誤而引起故障和IP沖突,并對其他設備造成影響,并使得在線監測和配置無法正確進行。

2)網絡資源鏈路和端口應滿足要求。

3)檢查監測線路狀況確保無故障。

1.3.2安裝過程中應注意如下情況

1)分析確定之后選擇合適的光纜監測設備安裝位置;

2)確定好各項設備連接線路長度和跳線長度;

3)提前確定監測設備、ODF機架、光端機連接器型號。

1.3.3項目實施后對在用設備的影響分析

離線監測模式:離線監測模式對傳輸線路無任何影響。

在線監測模式:設備本身并不會吸收光信號,在發射和接收端設置光損耗最大值為不超過3dB,以此來確保接收功率符合要求,并有一定冗余度,對設備的運行不會造成影響。

2 光纜自動監測系統的擴展應用及意義

2.1光纜自動監測系統的擴展應用

2.1.1地理信息系統(GIS)與光纜自動監測系統的結合應用

地理信息系統(GIS)目前已經在地理信息測量方面使用較為廣泛了,可以將其看做是一種決策支持系統,其利用地理信息模型方法來對空間數據進行分析以此來得到特定區域的多種空間信息,以便為研究和和決策提供支持。

光纜線路在進行敷設、巡查等過程中都需要利用地理地形信息,因而可以利用GIS技術對光纜檢測提供一定支持,例如可以利用電子地圖來家拿出設備和線路,并將報警信息顯示在地圖上,以此來方便維修人員及時獲得故障和報警信息[10]。因而光纜自動監測系統可以和應用GIS技術結合起來為用戶故障分析提供支持,用戶可以利用“顯示地圖”來得知監測線路環境信息,然后將其和所測曲線關聯起來就可以對實際線路故障信息進行確定,并同時為巡查、搶險工作提供方便。

2.1.2全球衛星定位系統(GPS)與光纜自動監測系統的結合應用

全球衛星定位系統(GPS)是可以在陸地,海洋和空中進行全方位實時三維導航的一種全新的定位系統。GPS由空間、地面支撐系統、用戶設備等組成。其主要原理就是依據相關的衛星瞬間位置作為基礎的測算依據,采用空間距離后方教會的思路,確定所需要測算的具置,由于其精度較高,且可以得到較好的測算效果,可以在工業領域內得以廣泛使用。

在光纜自動監測系統平臺上也擁有GPS技術,主要是應用GPS對光纜線路路由各個相關點的位置進行相應的定位,對光纜線路實際地理做出準確的分析和判斷。如果同時把GIS技術集成以后,光纜線路所處的地理環境則不會發生較大的變化,通過把相關的數據錄入,可動態了解線路的具體情況,及時地判斷出故障,并做好各項檢修工作。

2.2某油田采氣廠光纜監測系統功能及意義

2.2.1光纜監測系統的功能

1)光纜性能劣化告警功能;2)光纜測試功能:周期測試,點名測試;3)光纜故障定位功能;4)光纜資源管理功能;5)網管功能:配置管理、實時監測、安全管理、拓撲顯示、報表管理、GIS管理。

2.2.2光纜監測系統的意義

1)智能化維護:光纜自動監測系統的建立實現了光纜維護由粗放型向集約型的轉變,實現了向智能化的邁進,符合光纜維護實際的需要。

2)障礙定位快速精確:可在20秒內就能獲取光纖當前傳輸情況,精確的數據分析大大提高了障礙定位精度,從而壓縮了搶修時間。如圖3所示。

3)預防障礙:系統可以發現監測線路傳輸特性的漸變情況,及時發現障礙隱患,預防障礙。

3 結論

光纜自動監測系統的應用使得當前的油田的工作環境有較大的改善,同時還可以早早發現光纜線路隱患,壓縮所需要的工作時間,使光纜的維護方式上升為受控式維護;可以更好地對各種工作情況進行集中控制和有效的維護,有力地實現規范化管理。在光纜發生故障時實時保護光纜線路,并實時監測與管理、動態地了解光纜線路傳輸性能的好壞,及時發現和預報光纜隱患,以增強工作的可靠性,更好地發揮出其作用,保證系統的穩定運行,使各項工作可以更好地得到開展。

參考文獻:

[1]姚元平. 光纜自動監測系統分析[J]. 電信技術, 2012(8):87-88

[2]韓俊義. 結合OLP光纜自動監測系統的研究[J]. 中國新技術新產品, 2011(1):1-2.

[3]趙有勤,蘇慧生,齊國富,等. 光纜自動監測技術在長慶油田的應用探討[J]. 中國管理信息化, 2011(14):52.

[4]汪艷萍. 光纜自動監測系統在油田通信中的應用[J]. 系統實踐, 2011(2):19-20.

[5]龐金龍. 光纜自動監測系統的設計與曲線分析模塊的研究實現[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業大學, 2011:1-5.

[6]盛昀瑤,吳紅亞,朱華,等. 光纜自動監測系統在油田通信中的應用[J]. 儀表電氣, 2014,33(9):67-68.

[7]張振宏. 油田通信中光纜自動監測系統的運用[J]. 信息與電腦, 2011(8):79-80.

[8]侯曉青, 劉剛. 淺析光纜自動監測系統及應用[J]. 廣播與電視技術, 2013( 8):96-99.

第2篇

【關鍵詞】光纜監測系統;通信傳輸;設計與實現

中圖分類號:E271文獻標識碼: A

隨著科學技術的普及,光纜數字通信在我國的各個領域得到了廣泛的應用,特別是信息化建設領域,可謂突飛猛進。光纜傳輸網絡承擔著百分之九十的通信業務,有著非常大的容量,已經逐步發展成為通信網絡的關鍵部分。而光纜通信技術在取得了突破性發展的同時,也遇到了嚴峻的挑戰,通信故障的發生率不斷提高,因此,建立健全光纜監控系統在通信傳輸中的設計與實現被提上日程。

1、光纜監測系統的定義

光纜監測系統指通過對光纜進行監測,判斷光纜是否正常運行的系統。如果光纜運行不正常,光纜監測系統就會自動報警,并通過相應的測試檢測出故障發生的時間和地點。當前,現代通信事業不斷發展,這使得光纜監測技術的水平得到了進一步的提高和完善,傳統的用肉眼監測的方式已經被徹底的淘汰了,如今在被廣泛應用的是電子化的自動監測設備,它比傳統的監測手段更加先進,檢測結果更加準確。

2、光纜監測系統在通信傳輸中的設計

光纜監測系統的一般由四個部分組成,即監測中心、監測站、光功率測試單元、光源。通過在遠程監控站中進行光開關、光反射儀等的安裝,從而有效監測光源數據,然后和光時域反射儀有效配合,將信號傳入監測中心,通過監測中心的分析與判斷,最終實現對光纜的監測。

(1)光纜監測系統的設計。

光纜監測技術集計算機技術、通信技術、測量技術于一體,通過運用這些技術對光纜的傳輸進行自動的實時監測,并及時將監測到的信息反饋到信息中西進行信息處理。以此同時,光纜監測系統不僅不干擾正常的通信傳輸,而且能夠實現遠程監測、故障自動反饋、定期不定期監測、遠程維護等許多功能。

(2)光纜監測系統的功能。

光纜監測系統不僅能夠對系統中的設備的名稱、地址、基礎信息等進行有效的配置,而且能夠檢索、瀏覽,以及下載配置信息。與此同時,光纜監測系統還能夠對整個通信傳輸工程進行統一的

檢測。

(3)對遠程監測站進行實時、在線的監測。

光纜監測系統的遠程監控站要能夠以配置好的周期的基礎,將實時監測的數據信息傳送給監測中心。如果某段光纜線路出現了故障,那么遠程監測站可以準確的確定故障發生地點,并且能夠以最快的速度把監測到的信息上報,使故障及時得到解決。

(4)光纜監測系統的測試。

光纜監測系統的測試功能分為點名測試、定期測試、故障警報測試,以及備纖檢測。點名測試指光纜監測系統的檢測中心指定某一個多多個遠程監測站進行測試;定期測試指的是光纜監測系統配置一個監測周期,每一個遠程監測站在固、定的周期里都要對光纜線路進行必要的測試;故障警報測試指的是被監測的光纜線路一旦出現故障,監測中心要馬上通知遠程監控站進行必要的測試,及時匯總分析數據,盡可能地一次性確認多個警報來源。備纖檢測具體指遠程監測站的各項相關波長的變化能夠為被監測光纜線路的運行狀況提供監測的有效依據。

(5)遠程監測站與監測中心互相訪問。

在光纜監測系統中,監測中心可以隨時訪問每一個遠程監測站,而且任何遠程監測站都有彼此訪問的權利,同時,各個遠程監測站也有訪問監測中心的權利。遠程監測站與遠程監測張、遠程監測站與檢測中心都可以進行相互之間的訪問,當然,這個訪問是通過TCP/IP

協議來實現的。

3、光纜監測系統在通信傳輸中的實現

(1)光纜監測系統的實施流程

光纜監測系統的實施流程分為三個階段:信息采集;信息匯總與分析;評價診斷設備的運行狀態。所謂信息采集是指通過信息的獲取,使檢測員能夠清晰地了解到通信的狀況,假如沒有信息采集的過程,那么光纜信息的監測就無從談起。采集到的信息需要及時的進行匯總分析,假如沒有信息匯總與分析的環節,那么信息收集的意義就失去了,而且不能夠有效揭示信息反應的現象與其內在的規律。監測是最基本的通信維護行為,評價與診斷設備的運行情況,并采取相應的營救措施才是通信維護的最終目的。

(2)光纜監測系統在通信傳輸中的故障解決方案

光功率在線監測。光功率在線監測是一種新的監測方案,其工作原理是利用分光器將光傳輸設備中的百分之三的工作光接入到預警單元中去,然后監測這一部分的工作光,實時掌握光纖的運行狀態,同時實時監控光纜線路傳輸質量的變化。如果某段光纜線路發生了斷裂、破損,這時工作光就會明顯減弱,緊接著系統則會接受到告警,然后發出指令,通過運用波分復用技術,使得通信光源與測試光源同時傳輸,此時的用來測試的波長應為一千六百二十五納米。

光功率備纖檢測。光功率備纖檢測指的是通過光功率的告警模塊實現對備用光纖的有效監測。這種監測方式的監測對象是備用光纖,因此傳輸設備是不能夠進行信號的傳輸的,只要在1310納米、1550納米、1625納米中任意選擇一個長度的光源就可以了,然后用這樣光源發送光信號,進而檢測測試端的工作狀況。如果有異常的情況發生,光源信號同樣是會減弱的,光纜監測系統一樣能夠通過光信號的信息對故障發生地作出準確的判斷。

終端機告警監測。終端機告警監測是指使用告警設備的界面來收集光纜的故障告警信息,通過監測系統的分析,將沒有用

的信息過濾掉,然后對有用的信息進行分析匯總,進而準確判斷線路的故障。

(3)光纜監測系統在通信傳輸中的利用價值

光纜監測系統的實現體現在通信傳輸的每一個階段,其中以交換網絡處的監測系統為例,該處實現了光纜監測系統的有效監測,這個光纜線路的長度在八千米的范圍之內,因此只要使用一個遠程觀測站就可以了。該例子的遠程監測站設置在機房里,一共有12條需要被監測的線路與遠程監測站相連接,因此,為了能夠保留一定的富余,開

關使用的是16路。這個線路圖為星型線路圖,這個線路圖上的每一個遠程站點都必須要設立獨立的反射光源,這樣能夠有效的為光功率的測試單位提高光信號。

在城市光纜監測系統的實施時,要首次擴大光功率的監測規模,要充分發揮OTDR的測試作用,盡量能夠使每一條光纜線路盡可能多的覆蓋已經接受過光功率采集的光纜路由,進而使整個光纜監測系統的投資降低,并且使系統的監測設備的使用壽命得到延長。當前,信息技術發展的速度非常快,傳統的人工監測已經無法滿足現實社會的需要了,先進的監測手段勢必會受到社會各界的認可,得到通信業的大力歡迎。筆者所在上海市信息管線公司即建設使用了光纜監測系統,可迅速有效地監控全市各處的集約化信息管線資源使用情況,為上海市集約化信息管線的專業化管理提供了可靠的技術保障,同時也為網絡建設、資產管理、維護搶修提供了有力的服務支持。在通信傳輸中,采用先進的監測技術,科學有效的進行光纜線路的監測,及時報告故障,準確判斷故障發生地,非常有力地提高了光纜線路的監測效率,使故障處理的時間大大縮短,為通信業的發展奠定了堅實的基礎。

第3篇

關鍵詞: 監測系統; 通信傳輸; 光纖

現代信息全球化的推動,突飛猛進的信息化建設,使光纜信息通信技術在信息化建設中占有越來越重要的地位。承擔著整個通信網絡九成以上通信業務的光纖傳輸網,不僅有超大的容量,也逐漸成為通信網絡的關鍵結構部分。

1光纜監測系統簡述

所謂光纜監測系統,就是通過對光纜進行監測,進而做出光纜運行是否正常的判斷;當出現不正常情況時,就會進行報警,并進行相應的測試,以準確定位故障發生點。隨著現代信息技術和通信事業的發展,光纜監測技術的水平和手段得到提高和完善,已經由最初的肉眼監測發展到現今的監測結果更精確的電子化自動監測。所謂電子自動化監測是指運用自動化監測系統,實施對光纜線路傳輸質量的監測。跟傳統的肉眼監測相比,電子自動化監測具有高效、準確的優點。

光纜監測系統實施的流程分為3個部分:信息采集、匯總與分析信息數據、評價與診斷設備的運行情況。(1)如果沒有信息采集,就不能進行光纜信息監測。信息采集是指獲取信息,讓檢測員了解監測對象處于什么樣的狀態。(2)如果對收集起來的數據不進行匯總和分析,就失去了收集數據的作用,無法揭示數據反映的現象,無法揭示內在的規律,監測很難實施。(3)評價與診斷設備運行的情況。因為監測是最基本的維護行為,維護的最終目標是能夠進行評價和診斷。

2光纜監測系統的結構和功能

2.1監測系統組成結構

光纜監測系統主要由監測中心、RTU遠端檢測站和操作終端3部分組成。其中,遠端監測站主要包括光時域反射儀OTDR、光功率監測OPM單元以及光開關OSW等硬件設備,分為監控單元和測試單元,前者主要負責對光纜信息進行監控,后者主要是對光纜運行狀態進行測試。處于光纜監測系統的控制中心地位的是監測中心站,主要包括監測網管系統和服務器兩部分,主要作用是根據接收到的管功率監測單元的相關警報,向光時域反射儀以及光開關發送測試及切換等相關命令,并根據反饋回來的測試結果加以分析,做出判斷,準確定位故障點。操作終端也就是監測客戶端,即用戶對整個系統的操作終端,包括PC終端以及相應軟件兩部分,主要是為用戶進行線路維護、查找故障點提供便利條件。

2.2監測系統功能

(1) 多項測試功能。包括點名測試、定期測試、障礙告警測試。點名測試是指監測員選擇和遙控遠端監測站對某段光纜進行快速及時測試。定期測試是指遠端監測站根據遠程裝置裝的相關測試性能如測試參數、測試起始時刻和測試周期的設置要求,對光纜線路中的光纖實施周期自動測試。當所監測的光纜線路發生故障時,或分析過濾或接受的光功率比門限值要低或與所監測的光纜連接網管系統提供報警信號并判斷出光纜線路出現障礙的時候,監測員就要啟動遠端監控站來對光纖進行監測,并對測試數據進行回傳。

(2) 配置。配置系統中有設備的地址、名稱和注釋信息,需要配置光纖線路的起始和方位;可以選用列表或圖形來表示配置數據和對象的相關特征;具有檢查功能以及對數據進行檢索、查詢和打印的功能。配置的一致性功能是指,監測系統能檢查本地和遠端數據相應數據是否一致,在此基礎上會顯示出相對應的信息。

(3) 光纜監測系統能夠通過實時、遠程和在線的方式對新增加的遠端監控站設備進行監測。新增的RTU可以按照設定的周期傳報需要監測的光纜的運行狀況數據。如果被檢測線路出現故障,遠端監控站能及時準確地報告故障發生的地點,并及時傳到監測中心。

(4) RTU。RTU負責管理監測站的TSC操作,GIS里的圖形,可以進行縮小、放大、漫游、整圖和選擇的操作。

3光纜監測系統在信息傳輸中的監測方式

第4篇

【關鍵詞】 電力通信網路 光纜監測系統 系統組成

引言

隨著科技的進步與發展,信息化技術與電力通信的聯系也日益緊密,智能設備越來越多的被運用于電力通信網中,作為電力系統重要通信網絡之一的網絡--光纜,也被廣泛運用于電力通信網絡中。由于許多電力通信重要業務,如自動化通道、變電站圖像監控、調度電話等業務的主要傳輸通道都是光纜網絡。光纜在電力通信網絡中擔負著及其重要的作用―網路通信信號傳輸通道,之所以選擇光纜作為傳輸介質,它的三大優點(高傳輸容量、傳輸信息密度大、有較高安全性)起著決定性作用,這也是電力通信中廣泛運用光纜網絡的重要原因。

我們一般是在光纜網絡發生故障后對其進行維護。當機房中的相關負責人員發現無光告警(即系統的收光端無法接受到光信號)時,相關維護人員需測試光纖,找到故障所在,之后進行維修和維護。還需注意的一點是,即使維護人員已經確定事故位置,進行維修前還必須在仔細查詢故障光纜的資料后才能進行維修。如此,必然存在一些缺陷,如:對故障的判斷不夠精確;人的反應速度與搶修進程正相關(可能維修不及時,引發一些不必要的問題);無法正確預知手工測試,光纖劣化等問題。

另一方面,隨著網絡的普及,光纜規模逐漸擴大,數據越來越龐大,管理也愈發困難,傳統的人工管理顯得十分乏力,而且在檢索方面也會產生極大的困難,會給搶修工作帶來不便。

光纜監測系統擁有布線地圖、故障距離顯示及早期警報等功能,可對光纜網絡的工作情況進行二十四小時自動監視。一旦光纜網絡出現異常,光纜監測系統能夠準確而快速的報警,自動報告相關負責人員,并在相應儀器上顯示出故障所在地,與機房的距離等關鍵信息,從而實現對光纜網絡的優化管理。

將光纜監測系統運用于通信網絡中,既可以對網絡故障進行及時的處理,又能將處理損失降低,能夠滿足當下電力通信網絡的需求。

一、光纜監測系統的基本原理

光纜監測系統作為新一代光纜告警監測系統,它能在出現傳說故障前及時告警,出現故障時及時分析故障的原因,并能精確定位故障點距離,提高快速搶修時間。AIU光功率監測單元通過采集通信光功率然后分析通信光功率,然后送至檢測中心(MC)分析處理,實現光功率動態變化的告警監測。當異常出現時,AIU光功率監測單元會自動將故障報告及報警信息傳輸至監控終端,終端內的相關軟件會依據故障報告對命令進行相應切換,之后向測試端發出相應指令,啟動反射測試系統采集故障所在位置并對故障通路進行測試,對這些信息進行整合,確定故障的類型、故障發生的位置等,并自動將以上信息進行存儲,便于后來的查詢與調取。

監測中心的基本原理,監測點接收到遠程AIU光功率監測單元的告警之后,分析所發生的監測路由。然后由監測中心通過遠程OSU程控光開關選擇被測光纖,遠程OTDR發射不同于通信波長的監測光,WDM服用監測光到傳輸網絡中,檢測中心接收都OTDR的測試曲線數據之后進行分析,計算館長點位置等數據。最后由GIS定位及聲音等多種形式進行故障通知。

二、光纜監測系統的結構

光纜監測是集地理信息系統、衛星定位系統、網絡通信及光學測量等現代通信技術于一身的系統,能夠實現對光纜系統故障在線的自動監測。是現在故障在線監測主要依靠光纜監測系統的三大部分―上機位,OTDR測試模塊和監測模塊。

光纜監測系統的三大結構,監測站、通信網絡及監測中心。

1、監測站。通常在通信站點安裝監測站,監測站由光功率監測模塊、遠程監控工作站、OTDR模塊、電源模塊、程控多路光開關模塊及通信模塊等構成。

光功率監測模塊通過采集和處理被監測光功率信號來實現對傳輸大量基本數據的在線監測,并將監測數據快速而及時的上傳給監測站和監測中心;然后由監測中心對各方數據進行相應整理和分析,對光功率變化超出門限值的監測站點發生告警并判斷發生故障的具體光纜點,并自動、迅速啟動相應監測站的程控多路光開關和光時域反射儀,測試相應故障光纜段;監測站將測試所得數據上傳至中心,最后由中心將實測數據與標準數據比較分析,進而確定故障類型及故障點所在位置,并告知相應維修人員進行維修。

2、通信網絡。通信網絡即為數據通道,它將監測中心與各監測站聯系起來。當監測中心與各監測站信號中斷時,各監測站依可據監測中心配置的標注數據獨立完成相關測試,從而確保電力通信的正常進行。

3、監測中心。資源維護工作站、網橋池、系統管理工作站、中心數據庫服務器等,共同組成了監測中心。各監控分站的資料由監測中心統管,可進行遠程監控,也可提供時間分析、光纜老化的預警及管理纜線等,能實現數據的全盤掌握。

備纖監測和在線監測是系統檢測的兩種方式

1、備纖監測。通常備纖監測適用于有較高正常通信質量且網絡資料豐富的地區,能夠使空閑資源監測方案得到較高效運用。該監測的優點是管理簡單,對正常通信沒有影響及有效利用資源監測光纜異常,但該監測需對光纖資源有一定的占用。合理運用備纖監測能實現資源的高效管理。

2、在線監測。在線監測建立在已有的電力通信基礎之上,運用分光器對百分之三的電力通信進行相應光功率測試分析,正常通信的通信光光功率占百分之九十七。分光器能動態的將正常的通信光波與測試光波符合在一條光纜中進行傳播,在進入相應接收設備之前,為避免通信信號干擾,可使用濾光器先將測試光過濾掉,只接收相應波長的通信光。在線監測可以優化通信線路,但當通信線路接入時會對正常通信產生不同程度的影響。

三、光纜監測系統的三大功能體系

光功率自動監測功能、光纜自動監測功能和光纜維護功能是光纜監測系統的三個主體功能,現分述如下:

1、光纜自動監測功能。光纜自動監測功能受計算機相關程序調控,能自動對光纜進行一系列故障測試,并將測試結果曲線與光纜標準曲線進行比對,如有異常,能快速準確的定位故障點,方便維修人員及時維修。

2、光功率自動監測功能。在線監測光纜監測系統中的收光功率是光功率自動監測判斷光纜故障是否發生的主要依據。自動監測系統根據標準收光率與實時收光率之間的差距來判斷光纜是否出現故障。當實時收光率與標準收光率之間的差距大于閥值時,根據超出大小輸出不同級別的警告信息,此時自動監測功能還將自行觸發光時域反射儀,對故障發生斷進行準確判斷,以便機房人員及時采取相應措施。

3、光纜維護功能。告警故障管理、通信值班管理及光纜纖芯管理共同組成了通信調度應用管理的全部功能;空間資源管理、光纜線路資源管理、線路支撐網資源管理、光纜光纖配線管理、機房設備管理及電纜線路資源管理共同構成了光纜管理功能。

總結:光纜監測系統相較傳統人工管理有著顯而易見的優勢,光纜監測系統不僅能在線監測光纜系統,節約大量人力;還可快速準確的發現故障所在位置,便于對故障的及時處理,避免不必要的損失。當下,光纜監測系統還可與GIS技術有機結合,從而實現對光纜線路和用戶電路資源的邏輯性管理,使光纜的持續運作及資源的使用更加充分有效。

隨著社會的發展,電力通信網的普及,以及不斷成熟的光纜監測系統,光纜監測系統必將廣泛的運用于電力通信網絡中。

參 考 文 獻

[1]孟和,趙政,李華舟等.光纜監測系統的設計與實現[J].計算機工程,2005,,31(4);195-196.

第5篇

關鍵詞 通信傳輸系統;光纜監測技術;監控系統

中圖分類號TN91 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)99-0204-02

0引言

21世紀是信息化的時代,信息化技術得到快速的發展,光纜數字通信技術已經在多個領域中得到普遍運用,在信息化發展中占有重要地位。近年來,我國社會經濟快速發展,通信技術也得到發展,光纜網絡不斷擴大,對其維護工作也越來越困難,所以有必要構建一個通信傳送網絡監測系統,特別是光纜監測系統。光纜監測技術可以改變目前光纜維修被動化的情況,在充分掌握光纜特性與基本知識的前提條件下,對光纜的數據與信息進行實時的監控,進而提升光纜維護的可靠性。

1光纜監測技術介紹

1.1光纜監測技術概念

光纜監測技術指的就是利用對光纜實行實時監督與觀測,以便對光纜是否正常運作進行準確的判斷[1];一旦發生異常現象,那么系統就會做出警報,且實行對應的測定,從而對故障位置進行準確定位。伴隨著科學技術與信息技術的快速進步,光纜監測技術的渠道與水平已經獲得一定的提升,傳統的光纜監測方法是利用人們的肉眼進行觀察,現今是利用現代化的電子自動化技術進行觀測。電子自動化監測指的就是利用自動化的監測技術與系統,對光纜線路的輸送進行實時的監測。和傳統的光纜監測技術相對比,電子自動化監測技術具有一定的優越性,能夠獲得更為高效、更為正確的監測效果。

1.2光纜監測系統實行的步驟

通常情況下,光纜監測系統實行的步驟主要有信息的采集、信息的匯總和分析以及對光纜運作狀況進行評價和判定等三步。

1)信息的采集,假使不對光纜的基本信息進行采集,那么就難以對光纜信息加以檢測,所謂的信息采集就是取得信息,使相關工作人員清楚掌握光纜的具體情況;

2)信息的匯總和分析。假使不對所采集到的信息與數據進行匯總,并對其進行詳細的分析,那么信息的采集就沒有任何意義,就無法發現信息與數據所涵蓋的意思,就難以將其中所包含的規律揭示出來,那么光纜的監測就無法得到切實實行;

3)對光纜運作狀況進行評價和判定。由于光纜最根本的維護活動就是進行監測,而對光纜的具體狀況實行評斷是進行維護的最終目的;

2光纜監測系統的構成結構

光纜監測系統主要有三個部分構成,分別是監測中心、操作終端以及RTU遠端檢測站。而RTU遠端檢測站又是由幾個硬件元件組成,主要包含光時域反射儀OTDR、光開關OSW和光功率監測OPM單元等等,分成測試部分、監控部分。監控部分是擔任監督與控制光纜信息數據的任務;測試部分是擔任檢測光纜運轉狀況的任務。在整個光纜監測系統中,監測中心站占據重要位置,具體分成兩個部分,分別為服務器、監測網管系統,其功能是在管功率的監測單元發出有關警報并且被接收之后,發送有關命令到光時域反射儀和光開關發送測試與切換,且依據回復的測試結果進行研究,做出正確的判定,找出故障的正確位置[2]。所謂的操作終端指的就是客戶對一個系統的操作終端(PC終端與相關的軟件),其具體的功能就是便于用戶對線路實行檢查與維修,找出故障存在的位置。

3光纜監測系統的作用

光纜監測系統的主要作用包含四大點,分別是多項測試作用,能夠通過在線、實時與遠程等形式進行監控,遠程終端控制系統,配置。

多項測試作用。該項作用中具體包含定期測試、點名測試以及障礙告警測試。定期測試指的就是依據遠程設備的有關測試參數、周期以及起始時間等的設定需要,遠端監測站對光纜線路內的光纖進行定期的自動測定。所謂的點名測試指的就是相關工作人員通過遙控或者是選取監測站,對某一段的光纜實行高效、準確的測試。而障礙告警測試指的是在光功率監測單元或者是SDH網管單元發出警告信息之后,遠端監測站中斷正實行的測試,迅速實現障礙告警測試,且把測試的信息與數據及時報送至中心[3]。另外遠端監測站同樣能夠獲取來源于光傳送裝置所發出的警告信息,且及時發動相對應的障礙告警測試。

能夠利用在線、實時與遠程等形式進行監控。光纜監測技術可以利用在線、實時與遠程等形式,展開新增添遠端監控站裝備的實時監控。新設置的遠端監控站能夠依據預先安排好的周期,對光纜運作情況的信息與數據進行傳送。一旦發現監測線路發生問題,遠端監控站就能及時找出線路問題所在的具置,且迅速發送至監測中心內。

遠程終端控制系統。該系統主要是對監測站內的TSC操作進行有效的管理,在地理信息系統中的圖形能夠實行各種操作,例如選取、整圖、縮放、漫游等,在大量的操作中能夠達到操作標準的需要,從而實現預期的目標。工作人員在實際的工作中,必須注意遠程終端控制系統操作的步驟,并且注意其中的每一個技術要點。

配置。在對系統實行配置的過程中,必須關注儀器設備的名稱、地址及其相關注釋,且依據實際所需對光纜線路的方位、出發點、終點等進行有效的配置;在進行操作的過程中,能夠通過圖形或者是列表的形式,將配置數據中的有關特點都詳細表達出來,包含了多項作用,例如查找與打印、數據實行檢索以及檢查等作用。所謂的配置一致性指的就是監測系統可以檢查出遠端數據相關的信息數據與本地的數據是否相同,在該前提條件下將展現相對應的數據與資料。

4在通信傳輸系統中光纜監測技術的設計

4.1設計光纜監測系統

光纜監測技術包含多種技術,例如測量技術、通信技術以及計算機技術等等,利用上述技術對光纜的傳送實行自動化監督與測量,且及早的把檢測所獲取的信息發送到信息中心,且對其加以處理。另外,光纜監測系統不但不會影響通信的正常傳送,同樣可以實現多項功能,比如定期不定期的監測、遠程的監控與維護以及故障的自動反饋。

4.2監測中心和遠程監測站之間的相互訪問

光纜監測系統內的監測中心能夠在任意時間對各個遠程監測站進行訪問,另外,各個遠程監測站之間具備互相訪問的權利,且遠程監測站同樣可以對監測中心進行訪問[4]。由此可見遠程監測站與監測中心、遠程監測站之間,均能夠相互訪問。其中,它們之間的互相訪問是利用TCP/IP協議來達成的。

5通信傳輸系統中光纜監測技術的監測形式

5.1 OTDR定位

運用備纖監測與在線監測。所謂的在線監測即監測業務纖。運用光波將WDM隔開,之后把由OTDR所發射出的光纖發送至監測業務纖中。一般情況下業務纖并未運用的窗口上接收測試光所發出的波長。有關OTDR定位問題,一直以來都是相關工作人員工作的主要內容,監測的實效性與準確性受OTDR定位的直接影響。

5.2光功率監測

光功率監測通常是在兩個監測站內展開的,在監測站的中心設定單獨光源,在監測站中設定相關的光功率監測形式,且設定一定的警報門限。一旦出現光功率消耗高于警報門限時,那么就將發生警報信號,進而引發測試,從而明確故障的數據與信息。在實際的工作中上述這一點是極為關鍵的,要想保證通信的可靠性與穩定性,就必須快速及時處理故障信息,故障信息進行確認有助于故障的檢查與排除,具有十分重要的指導作用。

5.3 OTDR與光功率監測結合

一些時候在進行信息傳送時,必須將OTDR與光功率監測兩者有機結合,將兩者的優勢都發揮出來,實現優勢互補的目標,進而達到信息的成功傳送。這種方式也是現今較為普遍、多見的形式。伴隨著社會經濟的迅猛發展,科學技術的不斷進步,時代的不斷變更,還將不斷研究、開發出新的技術。在這種情況下,相關工作人員只需保持端正的態度,有區別進行處理,清楚掌握各種技術的優勢與劣勢,且靈活運用,優勢互補,就有可能實現通信信息傳輸的全面、完善、穩定,從而達到預期的信息傳送效果與質量。

6結論

在我國,光纜通信技術是一個十分重要的投資內容,對通信傳輸故障與問題進行有效的控制,不但可以有效提升系統的運行性能,同時也可有效降低通信工程的投資成本。伴隨著目前通信技術的快速發展與進步,光纜網絡已經逐漸在人們的生活中廣泛普及,老舊的維護方法與手段已經難以滿足當前光纜網絡發展的需要。為了能夠有效保證通信事業的正常發展,應該大力發展先進的監測技術,加強對通信傳送的有效控制與管理,精準的查找出故障所在的位置,并及時采取有效措施加以處理,從而保證通信的正常使用。

參考文獻

[1]李建磊.光纜監測系統在通信傳輸中的應用探討[J].科技創新與應用,2012(10).

[2]楊曉娜,王樹輝.光纜監測系統在通信傳輸中的實現[J].中國管理信息化,2011(12).

第6篇

【關鍵詞】 通信 光纜 監測

中圖分類號:E964

一、前言

隨著電網建設的加快,對通信網絡的可靠性、安全性要求進一步增強,通信網絡的規模和復雜程度也會進一步擴大。依靠傳統的管理方式,很難適應當前的通信管理更加高效、更加規范的要求,采用現代化的管理手段,提高通信網絡的安全運行已經是勢在必行。如何根據通信光纜線路的地理分布,采用一種光纜在線檢測的方式與各種有效的光纜線路保護,為光纜故障應急處理提供全面完善的解決方案,是非常急需探討的課題,

二、光纜線路監測

光纖是由很脆弱的玻璃制成,通常其外徑為125um單模光纖的纖芯只有7-8um,多模光纖的纖芯也僅為50um,雖然光纜本身利用FBT加強芯、油膏和塑料外護套等保護光纖,使光纜具有了一定的抗外力強度。但伴隨的野蠻施工、強烈的外力的沖擊、電腐蝕、加之如接頭盒的開裂、進水、腐蝕和光纜自然老化等因素,還會常常導致光纜傳輸系統的故障。光纜通信的中斷不但給電力通信與調度自動化系統造成中斷,而且嚴重影響繼電保護和穩控系統運行,不但給電力企業造成直接的經濟損失,而且還將造成極大的社會影響,給人民生活帶來不便。

傳統人工光纜維護方式基本的流程如下:故障發生后,光端機網管發出告警,通信調度值班人員通知光纜維護單位,光纜維護人員驅車至故障變電站機房,用OTDR測試,判斷大概障礙位置,驅車趕至故障地點,現場確定故障點,最后進行搶修。

可以看出,傳統人工維護方式比較原始、比較落后,其缺點主要表現為:

2.1. 由于機房值班人員只能從端機上得知系統有障礙,但無法判斷故障點,具體故障點必須等到線務人員趕到機房用OTDR進行測試以后才能確定故障點,造成故障歷時過長;

2.2. 由于光端機告警不能判斷是設備障礙還是線路障礙,因此,常常發生誤告警,增加了光纜維護人員無謂的勞動;

2.3. 不能預防故障的產生,特別是對光纖的逐步劣化,傳統的維護方式根本沒辦法發現。

目前電力信息容量的90%以上是通過光纜線路傳送的。隨著光纜數量的增加以及早期敷設光纜的老化,光纜線路的故障次數在不斷增加,傳統的光纜線路維護管理模式的故障查找困難,排障時間長,影響網絡的正常工作。因此,實施對光纜線路的實時監測與管理,動態地觀察光纜線路傳輸性能的劣化情況,及時發現和預報光纜隱患,以降低光纜阻斷的發生率,縮短光纜的故障歷時顯得越來越重要。

通信光纜線路分布具有明顯的放射特性,利用光纜在線檢測系統可以實時檢測通信光纜線路運行狀況的特點,結合通信監控系統,實現基于OTGR的電力通信網絡管理,將通信監控系統同光纜在線檢測系統有機地結合起來,可以實現管理的高效、合理和科學化。

三.光纜線路監測的目的和過程

目前國內外的光纜監測幾乎都是采用網絡技術、數據庫技術、地理信息技術來實現對光纖網絡的集中監控及資源管理。在光纜監測管理中,通過監控專用的多路光功率計、OTDR設備、光開關結合,實現對光纜的監測。監測方式有備纖監測和在線監測兩種:一是利用光纜中的備用光纖對光纜進行監測,其原理是通過自備的激光光源及分光器將激光分別送入不同光纜的監控備用光纖中,在光纜的另外一端使用專用光功率計實時檢測光纖中光功率的變化情況,當光纜發生劣化或斷裂時光功率會隨之變化,由此實現對光纜的監控。二是使用光纜中的業務纖進行在線監測的方式。系統采用先進的光時域反射儀(OTDR)將測試光通過波分復用器(WDM)和光開關耦合到業務纖中對光纖進行測試。

監測就是通過對設備狀態信息進行采集,將采集的數據進行匯總與分析,并對設備運行狀況進行有效評價,從而發現設備的故障與潛在故障的全過程。監測是維護的基本行為,有了監測才能對設備進行科學的維護。監測包含以下三個過程:其一,信息采集。獲取足夠的信息是對被監測對象所處狀態進行了解的第一步,沒有信息采集過程,監測就無法進行。信息采集可以是定時的,也可以是連續的、不間斷的。其二,信息數據的匯總與分析。如果只進行數據的采集而不進行統計和分析,就不可能揭示各種現象的本質,就不可能發現問題與規律,也就很難真正實現監測的目的。其三,對設備運行狀況進行有效的評價和診斷。監測是維護的基本行為,維護所追求的中心目標就是診斷。診斷是以監測為基礎,同時診斷也應該是監測行為的一個組成部分。有效評價和診斷是建立在數據統計與分析基礎之上的,如果沒有一個科學的分析和評價體系,就很難對故障進行有效判別,特別是對于潛在故障的判定。因此,監測一定是包含了數據采集、分析、評價和診斷的一個全過程,其目的是發現設備的故障與潛在故障。

目前電力光纜自動監測系統主要技術特點是:快速故障定位;告警工作流程管理;具有多種測試種類:點名測試、定期測試等。光纜自動監測系統經過長時間的開發、應用和不斷的完善,己經成為電力主干網、接入網光纜維護工作中重要的故障定位手段,在主干網、接入網的維護中發揮著巨大的作用,但由于技術及其他原因,系統本身還存在一定的局限性,主要就是光纜的監測沒有和網絡相結合,監測系統雖然能提供自動告警,但只能被本地的監測站接收,而監測中心無法實時獲知,造成檢修的延誤。另外監測系統沒法實時提供詳細的監測站報告,都需要人工的處理。所以,光纜監測系統尚待完善。

四、結語

第7篇

關鍵詞:光纖通信;改進應力應變系統;通信質量;應用

引言

光纖通信技術是以光纖為媒介的一項通信傳輸技術,具有穩定性高、傳輸效率高等顯著優勢,相比傳統通信而言,其通信質量得到了大幅度的提高。而光纖通信的實現,建立在光纖通信工程高質量建設的基礎上。因此,光纖通信改進應力應變系統通信工程光纜線路施工中,相關施工人員要科學合理運用光纜線路施工技術,并在實踐中明確光纜線路施工技術要點,確保改進應力應變系統通信光纜線路施工質量,從而保證光纖數據傳輸的穩定性、高效性和安全性,進而有效提高光纖通信質量。鑒于此,本文通過對應力應變系統及其通信方式介紹,進一步深入分析光纖通信在改進應力應變系統通信質量中的應用。

1應力應變系統及其通信方式介紹

應變監測系統的應用通過有限元分析管土相互作用和地面運動模型通過特定的網站可以形成監測數據,隨時監測生成管道應變是否超過管道應變能力,防止地質災害對管道造成破壞。本項目管道應力應變監測系統通過布設在管道監測點的光纖光柵傳感器,實現對管道應變、溫度和位移進行監測,進而實現對管道變形的監測和預警,作為評價管道的安全狀態的現實依據。管道結構構件的應力應變信息是反映其結構是否處于安全狀態最直接的評價和判斷指標,因此采用光纖光柵應變傳感器對管道結構關鍵部位進行應力應變監測以評價結構安全狀態。同時當管道發生不均勻沉降時,布設的光纖光柵應變傳感器也能監測到管道的內力變化,從而判斷不均勻沉降對管道結構安全狀態的影響。由于管道內部流通天然氣,溫度變化對管道的影響是十分重要的參考指標,同時管道溫度數據也能為管道結構的數值仿真計算模擬提供更加全面的基礎數據支持。因此在管道結構關鍵位置處布設光纖光柵溫度傳感器以監測管道結構溫度變化情況。在自然環境各種因素的作用下,在野外布設的管道結構往往會出現局部懸跨,從而引起管道結構的不均勻受力造成不均勻變形,同時在土體地殼運動和外力的影響下管道結構的不均勻變形成為一個不可忽略的安全問題,因此需要對管道結構進行不均勻變形監測。整個監測系統采用光纖光柵監測技術對管道結構進行應變、溫度和位移監測;光纖光柵傳感器數據通過光纖光柵解調儀和相應的采集軟件進行采集傳輸及存儲,數據通信以現場觀測閥室為輸入節點,以無線4G通信模塊為輸出節點,系統平臺作為各節點數據匯聚和處理的中心。如圖1所示,各傳感器的信號通過光纖傳輸到光纖光柵解調儀后,對光纖信號進行解析和處理,轉換成數字信號后上傳給數據采集主機,對數據進一步運算和處理,轉換成實際的工程量,一方面將處理后的數據存儲到本地硬盤,另一方面將這些數據通過4G無線信號發射器傳送至應力應變系統平臺,在系統平臺上進行存儲和分析。

2管道應變監測系統

光纖通信管道應變監測系統由數據采集系統完成監測基礎數據的自動讀取和遠程傳送。數據自動處理子系統完成管道力學指標變化生成,最后通過信息子系統對生成的管道力學指標變化進行可視化表達,讓管道管理者實時掌握管道力學變化。光纖通信對管道作用應力關鍵表現在軸向上,對管道軸向應力的測量就能較好地判斷管道的可接受應力狀態。因此光纖光柵應變傳感器僅測量管道軸向的應變,基于鋼材彈性理論,若已知管道橫截面半徑r,和通過傳感器測量到的三個相隔90°圓弧位置A,B,C處的單軸縱向應變,可以計算出圓周任一點的縱向應變。

3光纖通信在改進應力應變系統通信質量中的應用

3.1精確標明線路

在改進應力應變系統通信施工之前,施工人員要事前做好光纜線路標注工作,確保后續施工中,相關操作人員可以快速辨識和準確選擇光纜線路,以此規避返工問題,為優化光纜施工和保障光纜施工質量奠定良好的基礎。與此同時,為了最大限度提高光纜線路施工質量和經濟效益,設計人員在設計光纜敷設線路時,要綜合考慮光纜施工需求,并通過現場勘察方式選擇出最佳線路敷設方案,同時要科學處理光纜線路敷設全過程的標志。在光纜敷設過程中,施工人員要嚴格按照要求做好各類標識工作,如下設管道標識、光纜直埋標識等,并保證各標識的準確性,為后續維護提供依據。同時,改進應力應變系統通信全過程的標識要十分醒目,才能保證光纜線路的安全性。原因在于光纜線路標識不醒目,將有較大概率被人為拆卸或者損壞線路,不利于保障光纜線路的安全性。另外,光纜線路標識過于明顯,雖能夠發揮出比較醒目的安全提醒,但是這類標識容易被人為損壞或者拆卸,使得標識的安全警示作用難以發揮出來。因此,在光纜線路全過程標志工作中,施工人員要始終堅持專人專線的施工原則,確保改進應力應變系統通信全程明晰,并做好線路的定期檢查工作,及時填補模糊或者損壞的標志。

3.2做好施工的溝通工作

嚴格遵守通信協議和技術要求,在整個改進應力應變系統通信光纜鋪設工作過程中,在各種部門中都應建立良好的聯絡方式,以便做好互動而又統一的溝通方式。監督業務計劃和加強合同關系,避免合作伙伴不按時進行項目計劃的實施。在開始設計光纜線路之前,項目的施工單位就應該與分包商簽訂了施工合同,仔細閱讀了解合同或協議的站點建設條件和建設要求。要進行明確規定,光纜的鋪設必須嚴格按照合同的規定和布線設計方案進行,設計方案的調整要考慮到實際情況的局限性。

3.3加強安全防護

在改進應力應變系統通信光纜架設工作中,施工人員要做好光纜外層安全防護工作,規避光纜長期接觸粗糙表面或者光纜剮蹭問題,使得光纜表層防水功能遭到破壞,從而引發電腐蝕問題,最終影響光纖信號傳輸質量和效率。在地面施工中,施工人員要在接頭盒裝配或者連接點連接作業完成之后,將連接盒架設在高處,目的在于規避其發生誤碰或者受損問題,以此保證光纜接頭施工質量。在光纜架設過程中,施工人員要充分考慮施工中的各項潛在影響因素。因此,為了減少外在干擾因素,改進應力應變系統通信線路設計時,要盡可能規避穿越經濟園林或者人群密集處。在條件一致的情況下,工程施工人員可選擇人行道或者慢車道的地下作為光纜線路敷設點,并嚴控光纜管道和其他管道之間的安全距離,避免光纜管道施工中破壞其他系統的管道,以此保證人們的正常生活不被影響。除此之外,在改進應力應變系統通信光纜線路敷設過程中,工程施工人員要盡可能規避超高建筑物、大型工業區等區域,若改進應力應變系統通信光纜線路敷設路段已經存在高壓輸電線路,施工人員要確保光纜線路和高壓輸電線路之間保持足夠的安全距離,往往控制在2m以上的安全距離。總之,改進應力應變系統通信光纜線路施工中,加強安全防護至關重要,要求施工人員結合不同環節的施工需求,落實好各項安全措施。

結語

通過以上改造,在充分利用現有富裕光纖資源的同時,保證了應力應變監測系統信號傳輸的穩定,保障了系統平臺對各個關鍵節點應力應變系統的實時監測,為管道的平穩安全運行提供了科學依據。

參考文獻

第8篇

【關鍵詞】光纖網絡監控技術;光纜線路;光纜故障

【中圖分類號】TN915.63【文獻標識碼】A【文章編號】1006-4222(2016)02-0060-01

1光纖網絡監控技術概況

1.1光纖網絡監控技術的運行原理

①在光纖后向散射曲線遠端測試的基礎上,對于光纜線路實現全程監測,如果在此過程中光纜運行不正常,就會自動進行測試,并且在光時域反射儀的幫助下,對于光纜故障的位置進行搜尋和標記,一般會在GIS地圖上準確標出來。②以業務設備警報的方式,使得對應的測試方案得以啟動,在界定設備端口與光纜之間關系的基礎乢,明確光纜故障的發生位置,在此基礎上實現OTDR測試方案的啟動。③波分復用技術的運用,可以處理好試波與工作波長之間的關系,使得其完美的融合在一起,由此切實的完成光纜在線測試工作。④通過測試備纖的性能反映整根光纜包括工作光纖的性能,測試光與傳輸業務可以在同樣的光纜中進行,僅僅是在不同光纖芯上進行傳達,并且從物理角度上做好隔離測試工作。⑤網絡告警與光纜故障通過相關規則進行關聯分析,使系統根據規則對光纜網絡故障進行初步判斷。

1.2光纖網絡監控技術的特點具體來講,光纖網絡監控技術的特點主要體現在以下幾個方面:

(1)將網絡告警與光纜故障通過相關規則進行關聯分析,使系統根據規則對光纜網絡故障進行初步判斷;

(2)利用ODTR實現光纜故障精確定位;

(3)采用專用技術手段和工程手段,由光纜空間距離、光纜皮長、光纜耐張長度準確推算出光纖的準確長度;

(4)利用故障影響業務分析技術,在出現網絡故障時,針對此故障對全網業務影響程度進行科學定量的分析。

2光纖網絡監控技術的應用

在電力光纜線路構建的過程中,發揮其在此方面自動監測功能,保證在較短的時間內找到光纜障礙,使得光纜裂化的現象得以控制,這對于促進長途光纜維護質量的提升而言,是很有必要的。并與GIS地理信息系統緊密結合,可在電子地圖上進行線路故障定位和顯示。當前光纖網絡控制技術的應用現狀來看,其主要會在以下幾個方面發揮效能:①光纜線路監測:系統提供完善、方便的光纜線路測試支持;一般來講可以結合實際需求提供不同的測試方案:可以是定期測試的方式;可以是點名測試的方式;可以是模擬警告的測試方式。在特殊情況下,可以綜合運用多種測試方式,以保證光纜線路維護工作的有效性。②光纜故障管理:在受到故障警告曲線數據文件之后,會自動啟動對應的警告機制,并基于地理信息系統或邏輯拓撲的視圖上顯示故障發生的位置,并提供相關的故障處理操作。③光纜維護管理:系統科學的管理光纜監測系統所用到的資源,合理配置資源,反映資源的實際運行狀況,實現對相關光纜資源維護管理功能。④拓撲管理:系統實現光纜網絡拓撲視圖,總結和歸納網絡資料,資源配置資料,由此形成對應的傳輸資源拓撲體系。這個拓撲圖式以地理信息系統平臺為基礎的,能夠有效的實現光纜資源元素的界定,進而保證可以在拓撲圖的基礎上實現對應的信息查詢或者操作。⑤對于數據監測獲取到的數據信息可以進行積極的分析。對于光纜測試數據可以以圖形特性分析的方式來處理,從而掌握光纖衰減信息,并且采取對應的措施予以解決。在于歷史數據信息進行廣泛深入對比之后,獲取光纖隱性衰減信息之后,可以采取對應的預防措施,以避免會出現各種通信故障。

3光纖網絡監控技術的應用前景

電力通信光纜自動監測系統二期研究開發通過對電力實際情況的故障定位相關技術的研究,使得光纜自動監控成為可能的同時,可以在較短的時間內找到故障的位置,分析其發生的原因,以保證盡快的實現處理,以保證光纜故障率的不斷降低,提高故障處置響應速度,節省大量的故障處理時間和人工成本,提高了通信網絡的可靠性及長途光纜的維護質量;與GIS地理信息系統緊密結合,可在電子地圖上進行線路故障定位和顯示。能夠監控電力閩南地區骨干光纜的日常衰耗變化,有效預防外力變化造成的光纜中斷;通過系統使用過程中故障處理經驗的積累,為電力故障處理預案的編制提供依據,提高電力服務的層次,增加服務手段,提高通信管理水平;系統研發投運后可以向全系統進行推廣,具有可觀的經濟和社會效益。

4結束語

綜上所述,光纖網絡檢測技術的發展和進步能夠為光纖網絡的正常化運行創造相對健康的環境,即使光纖線路中出現故障,也可以通過智能化識別的方式,在最短的時間內進行處理和控制,由此保證通信服務的質量和效益。尤其對于電力系統的正常運行而言,實現光纖網絡監控技術的融入,可以保證整個電力運行網絡體系的健全性和穩定性,進而避免重大通信故障的出現。

參考文獻

[1]范雨辰.基于OTDR的光纖實時監測系統設計[D].杭州電子科技大學,2015.

[2]王正方.橋隧工程安全監測的光纖光柵傳感理論及關鍵技術研究[D].山東大學,2014.

第9篇

隨著智能電網的發展和供電可靠性要求的不斷提高,配電網運行面臨巨大的挑戰,而配電自動化是提高供電可靠性、供電質量和供電能力,實現配電網高效經濟運行的重要手段。城區內日益龐大的管道光纖網絡和復雜的運行環境,為通信運維部門快速維護光纖鏈路、消除通信光纜故障帶來了巨大的挑戰。對光纖鏈路資源的統一管理與維護,減少障礙時間、提升配電自動化系統運維水平,是配電運檢部門正在面臨的難題。通信運維部門迫切需要實現對配網光纖網絡的監測維護、預檢預修、故障定位與排除等工作的集中實時監測與管理。

1.全新的PON網絡光纖集中監測系統概述

(1)ARD-OTDR是核心硬件,負責向被測光纖鏈路中發送光信號,并接受反射回的信號。一般安裝于局端機房內。

(2)OSW(光開關)可通過級聯方式,實現不在同一地理空間的多條光纖鏈路共享一個ARD-OTDR模塊的功能,擴展整個系統的監測規模。并且可以通過切換主備纖遠程控制開關,實現主備用光纖的遠程自動倒換。WDM(合波器)的作用是將測試信號接入被監測光纖鏈路,同時與業務信號隔離。系統可以將光開關、合波器二者合在一個設備中(用戶也可以單獨采購合波器),安裝于光纖鏈路所在的ODF架上。

(3)服務器和客戶端,分為數據庫服務器和應用服務器,服務器可設置在一臺計算機上。應用服務器可以根據監控的網絡規模配置多套計算機。客戶端可以安裝在各變電站、縣級公司運維中心,操作員通過客戶端連接到系統服務器,客戶端可以向ARD-OTDR發起測試命令,查看測試結果和測試服務器上的數據。

系統包括硬件和軟件兩個部分,其硬件核心就是獲得多項技術專利的ARD-OTDR。ARD-OTDR是主要利用光在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅耳反射所產生的背向散射而制成的一套技術先進、性能穩定的測試系統。

對普通OTDR而言,測試脈寬越大,動態范圍越大,意味著如果被測是理想光纖的情況下,能測量的距離就越長。因此,對于全程衰耗大的光纖鏈路,通常會采用大脈寬來測。但是,大脈寬會使得測得的反射事件的盲區增大,分辨率會降低,無法區分開離得很近的兩個事件,并且測試精度也會降低。所以在測試事件點離得很近,如PON網絡時,只能采用小脈寬。然而小脈寬的功率小,動態范圍小,被測光纖鏈路的全程損耗受到動態范圍的限制,不可能很大。因而普通OTDR無法穿透多級、大分光比ODN網絡。

通常,系統是在一條光纖鏈路正常的時候進行一次測試,保存這個測試結果作為參考數據,我們稱之為這條光纖鏈路的健康檔案。再次測試后的測試結果數據會跟這個健康檔案相比較,后臺專家分析系統通過比較各事件點的峰值、衰減等參數,自動分析出現在這臺光纖鏈路是否正常。如果有變化,但并不影響業務,本成果會給出預警的提示,如果由于鏈路的原因會影響業務信號,就要給出告警,并進入故障處理的相應流程。這就要求監測系統自身要具有極好的穩定性與一致性。在OTDR中,激光源的穩定性決定了監測系統的穩定性,而決定激光源穩定性的主要因素是激光源溫度。ARD-OTDR采用獨特的技術手段,很好地控制了激光源的溫度,使得監測試系統具有極強的穩定性與一致性,因而保證了測試結果的可靠性。

使用對現網正常業務沒有影響的1650nm(或1625nm)的測試波長,經過90秒左右的測試時間,就可以診斷出光纖斷(主干、分支),光纖老化/劣化,接頭污損、接觸不良,終端未接等PON網絡常見故障。

系統的光開關可以采用級聯方式,可以極大地延展被監測的光纖鏈路數量。比如一個36路的光開關,級聯后,就可以監測1296條光纖鏈路。

2.系統的技術關鍵與難點

無需在ONU終端處安裝任何光反射裝置,可以穿透多級分光裝置,并通過算法從微弱的反射信號中分離噪聲、探測出測試光信號并且具有極強的穩定性與一致性。

由于系統無需在原有光纖線路上增加任何反射裝置,不僅大幅度地降低了整個解決方案的成本,避免了由于反射器自身引入的故障,而且更易于部署,特別是對于FTTx存量用戶,無需上門為每個用戶加裝反射器。

3.PON網絡光纖集中監測系統在配網通信的應用

為了驗證系統系統在配網中價值,溫州電力信通公司部署了配網光纖集中測量系統。

3.1工程概況

一期工程覆蓋市區1個局機房、9個變電站以及261個開閉所。其中部署光測量系統ARD-OTDR 2臺,光開關10臺(含WDM),ROSC 8臺,安裝FAST LIGHT軟件系統1套。

按照設計方案,本次工程涉及溫州局機房及9個變電站,變電站分別為:廣場變、龍泉變、東門變、東嶼變、楊府山變、九山變、站北變、雪山變、城中變。下圖1為本次工程的全網連接圖。

3.2工程意義

工程竣工后,對于覆蓋的變電站和開閉所能實現光纖全自動化集中實時監測和統一集中管理,能準確定位故障、分析網元劣化趨勢、主動及時地維護主用與備用光纖鏈路。工程可將目前分散的各輸變電站(含配網)的在線或者備用光纜集中統一、自動化維護管理,徹底摒棄過去那種分段測試的檢修模式。工程無需改變目前維護管理架構,系統部署之初,就能對整個配網進行一次全面的資源梳理。本文舉例說明如下。比如禮府電室,在沒部署系統之前,衰減比較大;通過部署系統后,就能發現此處的大衰減。對相關問題進行處理后,整條鏈路下降了約5dB,又比如在鹿城大廈電室出現大反射,直接導致后面事件點看不到,通過部署系統,對相關問題進行處理后,便能對后面事件點進行監測(廣場變EA007- 1槽位5口-光纜第6芯,如圖2-a優化前,圖2-b優化后)。

3.3試驗效果

據統計,該系統應用后,平均每月配電網通信光纜故障次數降低28%,平均故障消缺時間縮短43%,有效提高了配電光纜網絡的運維和管理水平,減輕了運維人員的負擔壓力,為配網自動化系統安全穩定運行提供了有力保障。

第10篇

 

某些水利工程原有的安全監測自動化系統存在很多問題,例如運行速度過慢、采集數據不全面、信息傳輸慢、效率低下,勞動強度大等問題。這些問題嚴重影響了水利工程的發展。改造安全監測自動化系統,具有很重要的現實意義。目前,水利工程使用的采集控制設備大多配套有安全監測自動化系統,大多數采集控設備都是非標準的、通用的。設備的生產廠家不同、型號不同,設備接口不兼容等都將會影響安全監測自動化系統的性能以及增加改造的成本。為此,需在原有的安全監測自動化系統的基礎上,加以改進和優化網絡結構。改造后的系統,采集和傳輸信息的速度以及工作效率有了明顯的提高,人工勞動強度也降低了,實現了自動化。

 

1 工程概述

 

某水利樞紐工程是一項集旅游、防洪、發電、灌溉為一體的綜合性的大型水利工程,是一項規模達到大(2)型、建筑物等級為二等的農業開發的重要工程。工程的建筑物主要由4部分組成,分別是地面式發電廠房、引水隧洞、泄洪洞和大壩。

 

前兩者(地面式發電廠房、引水隧洞)的建筑物等級為Ⅳ級,后兩者(泄洪洞和大壩)的建筑物等級為Ⅱ級。工程的大壩最大壩高、壩長、壩頂寬、壩頂高程分別為76.3米,287米,10米,4261.3米。大壩主要用粘土心墻堆填筑。

 

2 工程安全監測現狀

 

隨時掌握樞紐的運行情況跟工作性態,需借助監測儀器設備。當初,在設計時已考慮到這點,該工程安裝了大量的監測儀器設備。在2001年5月,該水利工程的安全監測自動化系統試運行,安全監測自動化系統主要從以下四個方面進行監測。(1)工程安全監測自動化;(2)變形安全監測(主要是監測樞紐外部);(3)引水系統安全監測;(4)大壩安全監測。該水利工程處于地震高烈度區,地震防烈度為8度。強震監測系統由3部分構成,分別是強震采集工作站、強震采集儀以及強震測點,其數量分別為1臺、1臺、4套。根據管理人員的敘述和相關資料的記錄,證實從2004年兩套系統的故障率已達到一定標準。在2013年4月22日到24日去現場進行測試和檢測,發現的問題有:一是兩套系統問題嚴重,基本癱瘓了。二是受雷擊的影響,電源系統及主模塊已損壞。三是強震采集儀以及強震采集工作站都無法工作。四是部分設備電路老化問題嚴重。五是MCU也遭受了破壞。六是主板已生銹腐爛(受潮濕以及電解液浸泡的影響)。

 

3 改造安全監測自動化系統的必要性及設計原則

 

3.1 必要性

 

該水利工程所建位置地質環境復雜,地基性質屬于巖土特性且不均勻。安全監測自動化系統的運行狀況以及工作性態易受多方面的影響而發生變化。例如,自然環境以及各種作用力,大壩配套安全監測系統的技術水平,安全監測系統的使用壽命,大壩的建筑材料、施工質量以及設計水平等都將會影響安全系統的運行狀況以及工作性態。若是現場工作人員不能及時發現安全監測系統工作性態的異常情況,任由其發展,造成的后果將會非常嚴重。因此,有必要建立一套先進、可靠的安全監測系統,進一步對現有系統改造、升級,確保安全監測系統能正常穩定的運行,具有很重要的現實意義。

 

3.2 設計原則

 

安全監測系統的設計要滿足3個設計原則,一是可靠性原則。安全系統的可靠性,可從技術指標方面來提升:(1)自動采集的數據的準確度要達到相關規范(SL551,SL268 等)的要求;(2)自動采集的數據的缺失率應低于2%;(3)數據采集裝置的無故障時間的平均值應大于6800小時。二是先進性原則。通訊控制、自動化、計算機以及當前的監測儀器設備的軟硬件技術水平要先進。三是經濟適用原則。根據樞紐工程的實際作用,監測項目的改造要有針對性,現有的儀器設備不能棄之不用,要充分將他們的作用發揮出來,一來可以避免資源的浪費;二來可以節省投資,達到經濟適用的目的。

 

3.3 改造項目的確定

 

通過對現場調研,該安全監測系統的運行現狀和其他問題已全面掌握。改造的重點主要放在工程的安全監測自動化方面以及大壩安全監測方面。改造的具體監測項目主要有五個方面,一是工程安全監測自動化系統;二是大壩強震;三是大壩滲流;四是壩體內部位移;五是庫區環境量。前四個方面是對現有系統進行升級改造的項目。第五個方面是新增的項目。

 

4 系統的改造設計

 

4.1 壩體內部位移監測

 

壩體內部位移的監測需在距大壩軸線7米處(壩軸線下游側)的位置設置一條測斜管,其樁號為0+150.00 米。采用人工監測和自動檢測兩種方法來監測壩體內部位移(粘土心墻內部分層水平位移)分布的規律以及大小。人工監測方法使用的設備為活動測斜儀。自動檢測的方法使用的設備為固定測斜儀。固定測斜儀安裝在測斜管內,安裝數量為13臺。每隔6米安裝一臺固定測斜儀。

 

4.2 大壩滲流監測

 

為了能夠全面掌握運行期的壩體的滲流情況,需監測壩體內浸潤線的位置。壩體內浸潤線的監測需在壩體內部沿壩軸線上游側(距壩軸線1米)以及下游側(距壩軸線7米)安裝測壓管。一般選擇2個監測斷面進行監測。在壩軸線選擇樁號0+146.00 米和0+088.00 米作為監測斷面。測壓管的數量為4個,每個監測斷面需安裝2個。采用人工監測和自動監測的方法進行監測。人工監測使用的設備是平尺水位計。自動監測方法使用的設備是滲壓計。滲壓計安裝在測壓管內。自動監測方法需使用測壓管4個,滲壓計6支。滲流量自動化監測和繞壩滲流的監測需安裝測壓孔12個,采用自動監測的方法進行監測。自動監測使用的設備為滲壓計。12支滲壓計需安裝在測壓孔內。

 

4.3 大壩強震監測

 

在原大壩的強震監測臺陣上進行重新設置。監測的主要目標位于大壩的最高點和自由場測點。選大壩上樁號 為0+142.30m點為最高點,選大壩下游距壩址距離為100米處為自由場測點。大壩的強震監測需設置6個監測點。其中3個監測點設置在壩址、壩高的1/2,壩頂處。剩余的監測點(3個)分別設置在自由場、右岸壩肩、溢洪道處。每個監測點還需使用加速度傳感器((3向一體))1臺和強震儀1臺。在左岸的監測房內安裝強震采集儀。自動監測(地震動力加速度變化的瞬間過程)主要是通過強震儀之間組網實現的。

 

4.4 庫區環境量監測

 

庫區環境量的監測需安裝數據采集軟件和自動氣象站。在負責數據采集的工作站(監測管理站內)內安裝數據采集軟件。環境量監測數據的采集與存儲工作需要實時的進行監控,可通過采集網絡的通訊光纜實現其目的。自動氣象站需安裝在左壩頭1號監測站的屋頂上。其主要測量的要素有5個,分別是濕度和溫度、風向和風速以及降水。

 

5 完善工程安全監測自動化系統

 

5.1 設置監測站

 

該水利需設置監測管理站、監測管理中心站以及3座監測站。在廠區的辦公樓內設置監測管理站。在會商中心設置監測管理中心站。會商中心位于某水利管理局(江孜縣)辦公樓內。在施工洞的出口、進水口閘室以及大壩左岸分別設置監測站。監測站需使用150支傳感器和7臺DAU兩種設備。3個監測站分別命名為1號監測站(也是強震監測站)、2號監測站和3號監測站,3個監測站傳感器數量分別為34支,35支,81支。

 

5.2 構建自動化采集網絡

 

原水利采集網絡所存在的問題主要有3個,一是系統運行速度慢;二是穩定性較差;三是通訊干擾大。系統的采集網絡通訊協議為RS-485,采集網絡實現了全覆蓋(3個監測站和1個監測管理站)。通過光纜(通信介質)連接分布在不同地方的監測站。雙環自愈型的采集網絡結構以及光纜的類型(鎧裝聚乙烯護層通信用室外 8 芯光纜)能為通訊的可靠性提供保證。采集工控機跟遠程控制計算機(監測管理中心站內)通過以太網絡連接。以太網的網絡協議為TCP/IP。

 

各監測點的儀器再經監控服務器發出的指令后同時被觸發。系統采集數據的工作效率以及運行速度都有了很大的提高,為通訊的安全性以及可靠性提供了保證。

 

5.3 強震監測網絡結構

 

該工程的強震監測網絡也是通過以太網連接各個監測站。其通訊協議為TCP/IP,網絡實現了全覆蓋(1號監測站、2號監測站及現場辦公樓內的監測管理站)。強震監測網絡使用的通信介質也是光纜。1號監測站和2號監測站的強震監測儀都需要通過強震專用電纜連接相應的強震傳感器。1號監測站的強震監測儀連接的是位于自由場、壩高1/2以及壩頂中間的強震傳感器。2號監測站的強震監測儀連接的是位于溢洪道以及壩頂右岸的強震傳感器。通過光纜將強震采集服務器與強震監測儀(2個監測站)連接。這樣就形成了強震的監測網絡結構,數據的采集與存儲工作也就完成了。

 

5.4 自動化監測系統

 

自動化監測系統需安裝遠程數據采集與分析的工作站和服務器以及數據采集工作站三種設備。數據采集工作站安裝在廠區辦公樓內,也就是監測管理站的位置,數量為1臺。遠程數據采集與分析工作站以及服務器安裝在監測管理中心站(某水利樞紐管理局辦公樓),其數量為1臺,1臺。控制電纜的一頭連接著監測管理中心站的管理網絡(縣某水利樞紐管理局辦公樓內),另一頭連接著數據采集工作站(監測管理站內)。現場實時自動化數據采集工作主要是由數據采集工作站(現場監測管理站)來完成。遠程數據采集與管理分析工作主要是由遠程數據采集與分析工作站來完成。

 

5.5 開發安全監測自動化采集、信息管理軟件

 

安全監測自動化軟件系統主要包含3個子系統:(1)數據管理分析子系統;(2)數據采集子系統;(3)數據庫子系統。數據管理分析子系統主要是用來綜合分析和管理信息程序。數據采集子系統包含自動化數據采集、自動化數據采集以及人工監測數據輸入3個模塊。系統最為關鍵的核心是數據庫子系統。其他子系統的數據服務支持離不開數據庫子系統的支持。數據庫子系統由7個數據庫組成,分別是工程資料庫、方法庫、模型庫、系統配置庫、分析數據庫、整編數據庫以及原始數據庫。由此可見,該軟件系統的安全運行服務主要是以數學物理模型方法、數據庫(分布式關系)、計算機管理網絡系統、自動化數據采集網絡聯合工作的。評價一個軟件系統是否好壞,不僅要看軟件系統軟硬件的配置,還需考慮軟件系統是否能與其他設備兼容、技術是否先進,運行是否可靠,系統是否實用、操作是否簡單以及能否擴充等問題。因此,有必要開發一套安全監測自動化采集、信息管理軟件。該軟件應具有的功能有選測功能、自動巡測功能以及自動檢查功能。該軟件系統提供了5中自動控制方式,更好的實現了自動檢測存儲、采集以及觸發的功能。該系統采用兩種控制方式完成數據采集工作。一種是遠程控制方式;另一種是現場控制方式。為了確保觀測數據的及時性以及準確性,該系統還提供了自動觸發復測、在線監測以及實時完成數據整編計算的功能。另外,軟件系統還提供了遠程監控的功能。通過構建網絡結構,實現了對監測管理中心站、現場工控機以及采集工控機的聯網。遠程控制采集軟件安裝在遠程下位機處,幫助軟件系統完成數據提交人庫以及遠程數據采集等工作。監測管理中心站的數據庫為SQL Serv-er 2008 R2版,其主要是用來整合前期觀測的數據(觀測數據的整編計算、粗差剔除、人庫等工作)。

 

6 結語

 

經改造后的安全監測自動化系統結合了當代最先進的自動化技術以及安全監測技術。改造后的系統,采集網絡結構更先進,測控裝置選用了新型的DAU,增加了人工接口裝置以及防雷電設備等,極大的改善了原系統的性能。該系統集數學物理模型方法、數據庫(分布式關系)、計算機管理網絡系統以及自動化數據采集網絡為一體,更好的實現了對觀測數據的采集、整編、計算等工作,使得安全監測系統能安全可靠的運行。

第11篇

1光纖傳感在煤礦機械設備動態監測應用

針對監測系統的檢測頻率,構建監測系統的形式一般可以分為離線式監測系統和實時在線式監測系統兩種,本文介紹的是實時在線式監測系統。在線監測模式是在設備運行中實時的對設備進行監測。在機械設備中,如壓縮機、機錄群的工作狀態中,在線監測系統可通過安裝在機組上的光纖光柵傳感器實時的獲取機組的狀態參數,并對機組的運行情況進行評估,判斷機組是否在正常的狀態下運行,并對機組健康狀態進行長期實時監測監測,確保機組生產的正常運行。實時在線監測系統適用于對生產影響極大,故障率較高的重要設備,依靠監測設備實時或動地巡檢設俗狀態。可由單機或多機組成系統,其安全可靠性能高。虛線中所包括的硬件為工業生產現場中的機械設備和安裝在設備上的N個光纖光柵傳感器。設備的狀態參數,通過光纖傳感技術轉變為光波長信號。傳感網絡前端即生產現場中所采集到的光信號通過光纜,直接把信號送到上位機。由于光信號便于長距離傳輸,所以上位機和下位機一般都位于控制室內。這樣確保了生產現場的無電傳感,對于煤礦機械設備的監測而言,無疑增加了系統的安全性能。光信號通過光纖信號解調儀,把光信號解調為電信號。然后通過采集程序和通信模塊,把釆集到數據源源不斷的發送給上位機。現場所釆集到的數據到達上位機后,一方面通過分析處理,判斷系統的運行狀態是否正常,起到預警的作用;另一方面選擇性的保存于機組數據庫中,建立機組狀態數據庫,方便用于后期查詢,也可起到長期監測以及趨勢預測的作用。

2在線監測系統設計

2.1系統的總體組成

用于機械裝備狀態監測的系統在總體構成方而與其他監測系統布箱眾多的相似之處,但也存在請多要點的不同,有著屬于自己的特點。從大的方面一般需要具有檢測模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、數據分析模塊、實時M示和報警模塊以及狀態評估模塊等兒大部分。在對基于光纖傳感技術的機械裝備實時在線檢測特點了解的基礎上,根掘其特質構建了如圖1所示檢測系統。

2.2監測系統硬件構成

監測系統由硬件部分和軟件部分構成,其硬件部分由各種傳感器、光纖光柵振動解調儀、網絡通信設備和計算機等構成;軟件部分由各種硬件設備驅動、控制、通信軟件以及機械設備狀態監測專家評估軟件,同時還包念對所測量的數據進行處理的數據庫管理軟件等組成。由軟件和硬件系統密切配合實現長期健康監測及狀況評估功能。

2.3系統軟件構架與實現

根據機械裝備動態在線檢測特點以及光纖傳感技術的獨有特性,在研究了振動信號的數據處理方法、數據庫設置和基于此的典型部件故障診斷方法的基礎和前提下,通過軟件編程將光纖光柵機械裝備監測系統予以實現是非常可行也是十分必要的。機械設備狀態監測系統軟件主要包括:數據解調、信號濾波、振動有效值計算、結果的輸出和保存等部分。軟件部分主要是通過時域及頻域分析,得到振動烈度、歷史趨勢圖、3D譜線圖,為機械設備狀態監測和故障分析提供有用數據。在光纖光纜機械設備動態監測系統的主界面可以觀察到被檢測的所有的機械裝備的運行狀態,而且可以在將溫度報警和振動報警分開提示,這樣有助于工作人員對設備的故障進行初步判斷,避免造成不必要的慌亂。另外,工作人員也可以用過雙擊主界面中的設備來查看其對應的運行狀態和記住編號。進入具體機組狀態監測界面后,可以分別看到該機組所有監測點的實時狀態以及所有被監測點的振動總值和溫度的實時數據,并以棒圖的形式直觀顯示出來。這種多樣選擇的方式有助于提高工作效率,是其更加人性化。

3狀態評價及報警設置

由于檢查設備和檢查對象不同,從而采取的檢查手段也不盡相同,所以對設備狀態的評估方法和報警設置也存在著不同的要求。

3.1評估方法

1)類比判斷標準。當監測系統或對象中出現兩臺或多臺相同型號的監測對象時,要使用類比判斷標準,通過對比同型號不同設備的狀態參數來判斷設備的安全狀態,特別適用于不易或無法獲得設備的健康狀態參數的情況下。2)相對判斷標準。此判斷標準就是將設備的歷史監測數據作為該設備的健康檔案,從歷史數據中來直觀的展現設備的里歷史趨勢,通過數據的對比判斷設備偏離健康狀態的參數程度。3)絕對判斷標準。絕對判斷標準是最常見的監測方法,即以標準中的參數作為絕對標準,將所測的參數與標準參數進行對比。通常把標準中的參數設置為絕對報警值。

3.2報警設置

1)相位報警。一般相位報警多個傳感器聯立來完成,如當兩個傳感器所測得的數據頻率之間的理論相位或既定相位差為α,當相位小于或大于時系統就發出報警聲提示。2)振動總值報警。振動總值報警就是當設備參數值達到了振動總值是報警的方法,也是最常用的方法。振動總值表達式一般是以振動烈度作為標準,及即是振動速度在測量頻帶內的均方根值表示振動的大小。根據檢測量的不同,振動烈度的公式可表達為3)頻段報警。在振動總值報警的基礎上,將振動頻率細化,對各個諧波頻率分別監測的方法就是頻段報警。因為在機械設備故障中存在振動總值不變,但各個頻率振幅此消彼長,不同的故障對應著不同的頻率的現象,因此對設備設置頻段報警具有著重要的意義。首先依據設備的特征來確定測點的頻率量程,然后根據各個頻率的起始值和高頻值的截止頻率以及各個頻段預警值與報警值的大小來制定設備各頻段的報警方案。

4總結

第12篇

[關鍵詞] 管道運輸;監控系統;光纖傳感

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2015. 05. 081

[中圖分類號] TP273 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194(2015)05- 0166- 02

石油是一種重要的戰略物資,在國家經濟中起到舉足輕重的作用。伴隨著中國經濟的快速騰飛和石油工業的蓬勃發展,目前中國油氣骨干管道里程已突破7萬千米。管道運輸作為五大運輸方式之一,具有安全、經濟、保質、無污染等優點,已經成為油氣運輸的重要途徑,承擔著我國70%的原油和99%的天然氣的運輸任務。到2020年,我國油氣管網里程將達到20萬千米,基本實現全國骨干管線聯網。管道輸送具有占地少、損耗少、成本低、輸量大、快捷方便等優點,但也有管線長、跨區域多、沿途地質狀況和自然環境復雜多變等缺點,還有對監控水平、安全保障性要求高等特點。且隨著國際原油價格的攀升,在利益的驅使下,盜油分子不惜以身試法,瘋狂地盜竊原油,同時肆無忌彈地破壞油田設備,對油田的正常生產造成了嚴重影響并對周邊環境造成了嚴重的污染。

石油管線作為石油資源輸送的重要途徑,受犯罪分子破壞嚴重,對于通常的入侵、破壞等犯罪,安防部門已經建立了多種防范技術,如音頻探測報警器、視頻監控報警系統、主動紅外入侵探測器等。但傳統的安防監控方式受環境因素影響較為嚴重,存在誤報率高、特殊天氣條件下監控效果差,被動防御等缺點,我們需要一種能有效地識別非法入侵與接近的全天候的監控技術,來滿足油田各單位的輸油管安防需求。

1 油田輸油管道安防中的難點問題

1.1 特殊天氣條件下監控困難的問題

由于油田生產的特點,輸油管道大都分布在野外,而輸油管的連續傳輸又與企業的經濟效益息息相關,對輸油管道工作狀態的實時監控一直是生產作業單位一項重要且困難的內容。隨著近年來打擊力度的加強,打孔盜油分子的囂張氣焰已經得到了有效地遏制,但目前偷盜油案件已經有了新的動向,即偷油分子選擇天氣條件惡略、能見度較低的時間段進行偷盜油犯罪,在此種天氣條件下傳統的監控方式無法發揮有效作用。

1.2 輸油管道距離長、監控范圍廣的問題

油田范圍內分布著大量的輸油管線,由于許多井場和大站間距離較遠,又由于管道運行過程的復雜性和周邊環境的多樣性,因此現有的各種管線安全監控系統難以達到令人滿意的監控效果。

1.3 監控實時性和準確性問題

傳統的輸油管道防盜油技術均屬于事后防范技術,只能查找泄漏、破裂等意外事件的定位,不能提前感知威脅來防范于未然,從而制止盜竊、破壞事件的發生。同時定位精度較低,且難以實時有效地實現長距離監測。

理想的油氣管線安全監測系統,應能運用單套系統實現全天候長距離監控,便于維修管理。能在各種威脅發生前預警,從而采取有效措施避免破壞發生。意外發生時,能在第一時間準確地對事故定位,便于維護人員迅速開展工作,減少損失。

鑒于光纖傳感技術具有可實現長距離分布式監控、可定位、耐腐蝕、能源依賴性小等優點,正符合我們的需求。傳統的管道檢測技術主要依靠管道起始點和結束點采集的信號參數進行泄漏判別,無法實現對管道中段的檢測,而光纖傳感技術則利用隨管道鋪設的光纖作為傳感單元,實現對輸油管道的全程監控,滿足長路由輸油管線的漏油定位報警需求。并且隨輸油管道鋪設的光纜可對輸油管附近的異常震動作出判斷,實現預判功能,提高管道監控安全性。同時,由于光纜的物理特性決定其使用年限長、維護簡便、費用低等特點,因此利用光纖傳感器技術實現長距離輸油管道的防漏、防盜檢測越來越受到重視。

2 光纖傳感器技術原理

光纖傳感器是以光學量轉換為基礎,以光信號為變換和傳輸的載體,利用光導纖維輸送光信號的一種傳感器。光纖傳感器主要由光源、光導纖維(簡稱光纖)、光檢測器和附加裝置等組成。光源種類很多,常用光源有鎢絲燈、激光器和發光二極管等。光纖很細、較柔軟、可彎曲,是一種透明的能導光的纖維。光纖之所以能進行光信息的傳輸,是因為利用了光學上的全反射原理,即入射角大于全反射的臨界角的光都能在纖芯和包層的界面上發生全反射,反射光仍以同樣的角度向對面的界面入射,這樣光將在光纖的界面之間反復地發生全反射而進行傳輸。由于挖掘、盜油等行為會引起布放在輸油管道附近的光纜震動,使得光纜的直射率發生變化,進而引起光波的相位和波形的變化,我們可以此作為依據來判定輸油管道周圍的環境變化、所在位置及變化原因。正常狀態下的光路波形見

3 光纖油氣管道安全監測系統的應用

目前,大港油田管線眾多,輸送介質繁多,管線型號各異,大致有7 244條管線,總長度約2 261千米。

管道沿線有多處在建廠房、橋梁、公路和樓群等,管道多次穿越公路及河流,現場環境復雜。慣例的檢測方法是派工作人員沿管線巡查,也有采用一些傳統的監測手段,但實踐證明效果不佳,且原有的探測、檢測技術也不十分可靠。

光纖傳感技術通過埋設在管道旁的光纖來感受管線周圍的震動,對于由于車輛等對地面沖擊形成的振動信號,系統會分析后自動屏蔽。對于挖掘、敲打等形成的振動信號,系統則會發出準確報警,并將報警信號傳輸給監控主機告知值班人員管線出現事故的區域。各種振動形成的光路波形見圖3。

4 總 結

光纖傳感技術具有連續監測、本質安全、戶外無源、無輻射、抗干擾、環境適應性強、靈敏度高、能耗低等優勢,具體如下:

(1)監控路由中采用無源設計,降低功耗的同時提高了系統的環境適應性,降低了系統的復雜性。

(2)實現長距離、大范圍監控,實現油氣管線光纖干線監控系統的監控范圍長達60千米。

(3)定位精度高,在判斷有破壞行為發生時,可以實時對破壞行為發生點進行定位。在監控距離內,實現定位精度最高達到±200米。

(4)采集小波降噪、信號特征提取算法、模式識別等算法,降低工程應用的誤報率。

(5)適應性強,其戶外環境溫度適應性在-50℃~80℃,光纜可埋設在潮濕的環境中長期使用。

5 結論

綜上所訴,我們不難發現光纖管道監控技術相對于傳統的輸油管道監控技術有較大的優勢,如果在油田推廣必將大幅提高油田輸油管線安防水平,為油田生產的現代化建設做出巨大貢獻。

主要參考文獻

[1] 陳逢春,光纖傳感安全監測系統[D].武漢:武漢理工大學,2004.

[2] 文靜.油罐區的光纖安全監測系統探討[EB/OL].[2008-07-31].湖北安全生

產信息網.

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