CN210431427U - 一种基于ai图像辨别的光缆线路故障定位及可视化*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，包括监测终端、电子标签和监控中心，监控中心包括GIS服务器、监控显示模块和中心服务器，监测终端、电子标签、GIS服务器和监控显示模块分别与中心服务器相连接，电子标签设置在电杆上。本实用新型解决了现有技术中的光缆故障点定位***无法精确定位以及维修人员无法提前知晓故障类型和原因的问题，能够精确的定位光缆故障点且在定位的同时可以清楚的知道光缆故障的类型和原因，减少了不必要的故障排除定位时间，便于维修人员快速到达现场，便于维修人员提前准备维修工具和方案，提高维修效率，减少损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及光缆故障在线监测领域，尤其涉及一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***。
背景技术
光缆线路纵横延伸距离长，处在不同的环境中，很多线路杆塔穿越地区地形复杂，这给运维人员的日常工作带来了极大的不便。同时在现实生活中，外界自然灾害的破坏、人为偷盗破坏以及施工车辆、高大机械等野蛮施工，都易对光缆线路造成破坏，造成电力通信中断故障甚至人员伤亡的发生。据统计，光缆事故须修复历时长达数小时，一根光纤中断1小时将损失50～60万元，每年因光缆中断造成的经济损失超过300亿元人民币。由此可见，由于光纤通信线路中断造成的直接或间接经济损失都非常大，因此需要为维修人员提供快速、可靠、准确的光缆故障定位以及光缆故障类型和原因，以此来减少维修时间，降低损失。
例如，中国专利文献CN106330306A公开了“基于GIS的光缆故障点定位方法”，其方法，包括以下步骤：在光缆线路中间隔安装故障***，并标记故障***的光路地理位置；在GIS地图上直观显示光缆线路走向和故障***、杆塔接头盒和杆塔的实际地理位置；利用OTOR测光信号的衰减，准确地得到光缆断路点距机房的光路距离；将光缆断路点定位在以光路地理位置标记的相邻故障***之间；将定位光缆断路点的故障***在GIS地图定位到实际地理位置，即可将光缆断路点定位在以实际地理位置标记的相邻故障***之间，维修人员便可根据定位到的光缆断路点的实际地理位置去维修。该专利文献只能在将光缆断路点定位在相邻故障***之间，没有比较精确的定位故障点的地理位置，给维修人员精确确定故障点造成了困难，同时维修人员也无法提前知晓故障类型和原因，增加了维修的难度和时间。
发明内容
本实用新型主要解决原有的光缆故障点定位***无法精确定位以及维修人员无法提前知晓故障类型和原因的技术问题；提供一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，不仅可以精确定位光缆故障点，维修人员还可以提前知晓故障类型。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型的一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，包括监测终端、电子标签和监控中心，所述监控中心包括GIS服务器、监控显示模块和中心服务器，所述监测终端和电子标签分别与所述的中心服务器相连接，所述GIS服务器和监控显示模块分别与所述的中心服务器相连接，所述电子标签设置在架设光缆线路的电杆上。
本实用新型通过监测终端监测到光缆线路出现的故障点信息，将获取的故障点信息传输至监控中心，监控中心在接收到故障点信息后，调用GIS服务器内的相关数据，对光缆故障点进行定位和故障类型、原因的分析，并将光缆故障点定位、光缆故障类型和原因在监控显示模块显示，维修人员可直观明了的确定故障点的具***置和故障类型，便于维修人员及时赶到故障点进行维护处理，提高了故障排除效率，防止因查询故障点具***置耗费时间过多而导致的光缆故障维修不及时、影响光缆线路正常运行。
作为优选，所述的监测终端包括OTDR测试模块和监拍装置，所述的OTDR测试模块和监拍装置均匀分布在光缆线路中，其中所述的OTDR测试模块设置在光缆上，所述的监拍装置设置在电杆的顶端。
OTDR测试模块在测量的过程中，具有一定量程，超出量程会导致测量结果不准确，监拍装置在监拍的过程中，具有一定范围，超出范围会导致采集的图形不够清晰，从而不能准确的判断光缆故障类型和原因，在现实应用中，光缆线路的总长远远超过OTDR测试模块的量程和监拍装置的监拍范围，因此需要在光缆线路中均匀分布多个OTDR测试模块和监拍装置，减小误差，提高准确性，监拍装置设置在电杆的顶端，可以减少不必要的遮挡，提高采集图像的清晰度，提高故障点类型和原因判断的准确率。
作为优选，所述的监拍装置为全方位转动的摄像头。
监拍装置为全方位转动的摄像头，可以根据光缆故障点的定位调整至合适的角度进行图像的采集，减小图像中的干扰元素，提高故障点类型和原因判断的准确率。
作为优选，所述的基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***还包括故障信息感应模块，所述的故障信息感应模块设置在位于光缆线路上的接头盒内。
光缆线路中的光缆接头位于接头盒内，当光缆接头出现故障时，监拍装置无法采集光缆接头的图像，而故障信息感应芯片可以感应到光缆接头的故障信息，将其上传至中心服务器进行故障点类型和原因的判断。
作为优选，所述的监控中心还包括报警模块，所述报警模块与所述的中心服务器相连接。
作为优选，所述的报警模块为声光报警器。
中心服务器将光缆故障点定位并判断出故障点的类型和原因后，通过报警模块发出报警信息通知相关的维修人员，而声光报警器在报警时会发出报警声音，同时报警信号灯闪烁，相比于一般的报警装置，声光报警器起到的报警效果更加明显有效。
本实用新型的有益效果是：1)能够精确定位光缆故障点的地理位置，便于维修人员快速到达现场，减少了不必要的故障点的排除时间，提高维修效率，减少损失；2)能够判断出光缆故障的类型和原因，便于维修人员提前准备好维修工具和维修方案，提高维修效率，减少损失；3)将整个光缆线路可视化，能够清晰直观了当的观察到光缆故障点，也便于维修人员依据故障点周围的情况制定相关维修方案。
附图说明
图1是本实用新型的一种***结构框图。
图2是本实用新型的光缆故障段中接头盒与离接头盒最近的电杆之间的距离小于等于二分之一档距的结构示意图。
图3是本实用新型的光缆故障段中接头盒与离接头盒最近的电杆之间的距离大于二分之一档距的结构示意图。
图中 1.监测终端，11.OTDR测试模块，12.监拍装置，13.太阳能电池板，2.电子标签，3.监控中心，31.GIS服务器，32.监控显示模块，33.中心服务器，34.声光报警器，5.故障信息感应芯片，6.光缆，7.电杆，8.接头盒。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，如图1所示，包括：监测终端1、电子标签2、监控中心3、声光报警器34和故障信息感应芯片5，监测终端包括多个OTDR测试模块11和多个监拍装置12，如图2所示，OTDR测试模块等间隔地安装在光缆线路中的光缆6上，监拍装置等间隔分布且监拍装置安装在电杆顶部，安装在电杆顶部的太阳能电池板13为监拍装置供电，在本实施例中监拍装置为全方位转动的摄像头；电子标签设置在电杆7上，电子标签关联的信息包括电杆的地理位置、电杆邻近接头盒8的地理位置、电杆邻近光缆线路故障次数和故障类型、电杆与邻近接头盒之间的光缆预留长度、电杆与邻近电杆之间的档距；监控中心包括GIS服务器31、监控显示模块32和中心服务器33；故障信息感应芯片安装在接头盒中靠近光缆接头处；OTDR测试模块、监拍装置、电子标签、GIS服务器、监控显示模块、故障信息感应芯片和声光报警器分别与中心服务器通过无线传输方式进行信息交互。
GIS服务器在监控显示模块中显示整个可视化的光缆线路，即整个光缆线路的走向、每个电杆的编号和定位、每个接头盒的编号和定位、光缆线路附近的站点定位、OTDR测试模块和监拍装置的定位均可在监控显示模块中显示。
OTDR测试模块实时监测整个光缆线路是否存在故障，当监测到存在故障时，如图2～3所示，OTDR测试模块将测量到的光缆故障点至测量点(OTDR测试模块所在位置)的长度L上传至监控中心，中心服务器用光缆故障点至测量点的长度L先减去OTDR测试模块与离该OTDR测试模块最近的测量光缆线路中的接头盒之间的长度d1，再依次减去故障点方向的相邻接头盒之间的光缆长度Li，直至最后的长度值L0(L0即表示光缆故障段长度)小于接头盒之间的光缆长度，将光缆故障点定位到第n+1个接头盒与第n+2个接头盒之间，若光缆故障段长度L0为零，则光缆故障点定位于接头盒处，进一步缩小范围。当光缆故障段中的接头盒与光缆故障段中离接头盒最近的电杆之间的距离小于等于二分之一档距时，如图2所示，A点表示故障点，a指光缆故障段中第一根电杆的编号，b指光缆故障段中倒数第二根电杆的编号，用光缆故障段长度L0先减去电杆与接头盒之间的光缆长度D1，再依次减去光缆故障段中相邻电杆之间的档距Si，直至最后的值S0小于电杆档距，将光缆故障点定位到第b+1根电杆与第b+2跟电杆之间，若最后的值S0为零，则光缆故障点定位于电杆处；当光缆故障段中的接头盒与光缆故障段中离接头盒最近的电杆之间的距离大于二分之一档距时，如图3所示，A点表示故障点，a指光缆故障段中第一根电杆的编号，b指光缆故障段中倒数第二根电杆的编号，用光缆故障段长度L0先加上电杆与接头盒之间的光缆长度D1，再依次减去光缆故障段中相邻电杆之间的档距Si，直至最后的值S0小于电杆档距，将光缆故障点定位到第b+1根电杆与第b+2跟电杆之间，若最后的值S0为零，则光缆故障点定位于电杆处。已知光缆故障点与离光缆故障点最近的电杆之间的距离S0，依据光缆故障点与离光缆故障点最近的电杆之间的距离S0、离光缆故障点最近的电杆的定位(L1,B1)以及光缆故障段与正北方向的方位角α根据高斯克吕格投影公式算出光缆故障点的定位(L2,B2)，并在监控显示模块中标示。
若光缆故障点不在接头盒处，则中心服务器控制光缆故障点所在的摄像头启动，依据光缆故障点的定位调整好角度后采集光缆故障点的图像以及光缆故障点周围环境图像，摄像头将采集到的图像通过无线传输的方式传送到中心服务器。
中心服务器将采集的光缆故障点的图像与参照图像(参照图像指光缆无故障时所拍摄的图像)进行比对，将光缆图像中的光缆故障点部分分割提取出来，然后将分割提取的光缆故障点图像与图像存储数据库中的光缆故障图像进行比对，若相似度高于设定值时，则可以判定光缆故障点的故障类型，其中故障类型分为光缆全断、光缆中的部分束管中断和单束管中的部分光纤中断这3种类型。
中心服务器根据采集的光缆故障点周围环境图像以及光缆故障点所在的气象环境，判断出光缆故障点的故障原因，其中故障原因分为外力因素、自然灾害、光缆自身缺陷和人为因素。
若光缆故障点位于接头盒处，则中心服务器依据故障信息感应芯片上传的故障信息，通过分析方法对故障信息进行筛选，筛选出核心的故障信息，然后判定光缆故障点的故障类型和原因。
在中心服务器定位出光缆故障点、判定出故障类型和故障原因后，声光报警器发出报警信息，维修人员接到报警信息后根据故障类型和原因制定对应的方案，带上相应的工具立即前往故障点进行维修。
在完成维修后，维修人员可以采用手持终端扫描电杆上的电子标签，读取电杆相邻的光缆发生故障的次数及故障类型和原因，再结合光缆周围的环境，判断是否需要进行巡检，提前排除隐患，增强光缆的使用寿命。
Claims (6)
1.一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，其特征在于包括监测终端、电子标签和监控中心，所述监控中心包括GIS服务器、监控显示模块和中心服务器，所述监测终端和电子标签分别与所述的中心服务器相连接，所述GIS服务器和监控显示模块分别与所述的中心服务器相连接，所述电子标签设置在架设光缆线路的电杆上。
2.根据权利要求1所述的一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，其特征在于所述监测终端包括OTDR测试模块和监拍装置，所述的OTDR测试模块和监拍装置均匀分布在光缆线路中，其中所述的OTDR测试模块设置在光缆上，所述的监拍装置设置在电杆的顶端。
3.根据权利要求2所述的一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，其特征在于所述监拍装置为全方位转动的摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，其特征在于还包括故障信息感应模块，所述的故障信息感应模块设置在位于光缆线路上的接头盒内。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，其特征在于所述监控中心还包括报警模块，所述报警模块与所述的中心服务器相连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于AI图像辨别的光缆线路故障定位及可视化***，其特征在于所述报警模块为声光报警器。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN112924811A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-08 | 国网浙江杭州市富阳区供电有限公司 | 基于gis的电力管道巡检方法 |
| CN114295324A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-04-08 | 国网上海市电力公司 | 一种故障检测方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115913349A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-04-04 | 国网山东省电力公司平邑县供电公司 | 光缆设备异常定位方法及装置、存储介质、终端 |
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2019
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