应用GIS系统对长途电信光缆线路维护和管理分析

2019-11-03 18:27:25

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供稿：网友

安徽省长途电信传输局网络监控中心束庆军

　　[摘要]：本文根据长途电信光缆线路资源维护和管理特点，阐述利用GIS系统（地理信息系统）对长途光缆线路资源的管理和运行维护工作。并对背景电子地图作必要的论述。本文就此谈谈个人的看法，愿与各位电信同仁共勉。

　　[关键字]：GIS 地理信息系统电子地图 GPS

　　1、引言

　　地理信息系统(Geographic Information Systems，简称GIS)是指在计算机软、硬件支持下，对现实客观世界的各类与地理信息有关的资源及描述这些资源特性的属性数据进行采集、储存、管理、运算、分析、查询、统计等功能的技术系统。它将地理对象的空间位置和相关属性有机结合，从地理空间和属性数据方面对现实资源对象进行查询、检索、统计和分析，并将结果以形象、直观的形式表达出来，为维护、分析、决策提供重要的支持平台。

　　长途电信光缆干线，覆盖全省各个地市电信分公司，它需要经过各类地形地貌，对地理环境依赖性很高。传统的维护方法，是利用逻辑地形图，大致描述干线光缆的走向。线路巡视人员需要很了解当地的地形特征，沿线巡查，它对人力劳动需求量较大。

　　如果建立一个基于地理信息系统的长途光缆干线计算机管理系统，以实际的地理地形图为背景图层。长途光缆干线图层，依据实际光缆走向，叠加在地理图层上，并且利用数据库作资源管理，那么，即使是非专业的长途光缆干线维护人员，也可以通过这个统一的系统平台，快速查看所属辖区范围的光缆线路走向，准确定位光缆故障危险隐患地方，依据GPS的定位，快速准确地判断故障发生地方，方便维护人员迅速到达故障发生点，提高维护质量。

　　通过建立本长途光缆线路维护系统，也可以为高层领导决策者提供了解长途光缆线路的资源利用情况，及时了解故障的发生地点并指挥处理。下面就逐层分析如何建设基于GIS系统的长途光缆线路管理系统。

　　2、利用GPS系统对现有矢量化背景电子地图进行整治

　　基于GIS系统的长途光缆管理系统，首先有必需覆盖全地域的矢量化电子地图。安徽电信本地网管线资源管理系统在建设时，制作了覆盖全省范围的矢量化电子地图。其中，市区的电子地图比例尺能达到1：500或1：1000的比例尺，农村的电子地图也达到了1：5000或1：10000。这些矢量化电子地图无疑是很好的资源。

　　现在，一般的长途光缆维护单位，利用AutoCAD电子地图，逻辑标明光缆线路图和路由图。可以利用GPS终端定位系统，精确地将AutoCAD电子地图，整合到全省的矢量化电子地图上去，充分利用原有的资源，节约了新的投资。

　　对于长途光缆线路来说，它是一个跨区域、跨本地网的线路管理，往往一条长途光缆要涉及好几个实际行政区域。因此，所需要的电子矢量化背景地图，必须首先要是一个全地域覆盖的电子地图。

　　长途光缆线路对矢量化背景电子地图的内容需求，也是必须要明确的。对于长途光缆线路的维护来说，更主要依赖于对电子地图上的道路、水系、交通、地形地貌特征、地名管理等都有很高的要求。因为地形地貌直接关系到埋在地下的长途光缆的安全级别，道路、水系、交通关系到线路故障时，如何利用最佳交通路由，第一时间赶到故障现场抢修等内容。

　　GPS系统（Global point system系统）是一个全球定位系统，最初是由美国军方开发的用于军事目标定位的系统,它由绕地球24颗卫星组成。目前已经部分开放为民用。它利用经纬度坐标系，准确地将地球上各个地方定位，并且可以通过一定的计算公式，将经纬度坐标系转换为我们所需要的西安80坐标系。因此，需要拥有一个精确的GPS手持定位终端，将原先已有的零散电子地图进行坐标整合，统一为一张整体的矢量化电子地图。并且可以将地图上的垃圾数据清理，减轻存储压力和数据处理速度。

　　3、本长途光缆线路维护和管理系统建设步骤

　　3.1 对长途光缆线路资源要统一命名和规范图标：

　　由于计算机在对数据的存储、处理、查询和统计时，对资源对象记录的唯一性要求高。传统的利用中文命名长途光缆资源的方式，将影响计算机的处理速度能力，也容易引起命名的复杂性和重叠性。因此，在建立长途光缆线路维护和管理系统时，我们首先要对所有长途光缆线路资源对象进行统一的规范性命名和编号，并且对所以对象要规范图标。

　　规范长途光缆线路资源对象的命名和图标内容包括：光缆干线，巡房，标石，标杆，护坡，巡检按钮等。

　　命名规则应该尽量使用英文字符，以提高计算机检索和处理速度。

　　命名应该符合唯一性、可扩展性、以物理性质为主、字符宽度适中为原则。

　　所有的对象命名应该作为关键字段处理，并且和相应的属性数据关联。例如：光缆干线的关联信息应该包括光缆名称、所属长线局、皮长、芯数、所开放的电路、所经过的巡房、主要包线员等信息。

　　界定维护线路分界点也应该统一命名，也要利用数据库进行管理，并且在地图上标识分界点，标明所属维护单位等信息。

　　对于所有长途光缆线路资源对象的图标，应该统一规范。例如：图标的形状、颜色、大小等。图标应该以容易辨别和更为形象标识该对象为主原则。

　　3.2 对地理上的特殊地段、地形等地貌特征进行管理：

　　现在，各个地方的城市化建设和乡村道路兴建和改造的步伐都很快，原先的地图肯定需要更新。这就需要集中培训各个长线局技术人员，让他们根据自己辖区的实际情况，实时更新地图信息。

　　在长途光缆线路的维护过程中，光缆路由和地形、地貌特征无疑是很重要的维护信息，它直接关系到光缆线路维护的实时性和高效性。我们必须要将光缆线路所经过的特殊地段、地貌特征，利用图形和数据库双重管理起来，并且对地形的险情状况做等级分级。从而我们可以通过数据库结合图形，方便地查询、定位和统计长线光缆所处的危险等级。

　　3.3 关于矢量化电子地图的地址匹配问题

　　本系统要建立电子地图的地名地址管理子系统。将全省的主要地名、地域、影响到光缆安全的地点等，利用数据库管理起来，并且要和电子地图上的实际位置进行关联。充分利用地图处理软件对地图的直观、精确、强大的数据分析能力，使实际电子地图的位置和数据库中的地址相匹配。

　　例如：我们输入一个地名，数据库便可以快速搜到与该地名相匹配的所属长线局、所属包区维护人员等信息，并且系统很快地在矢量化地图上精确定位到该地区，把该地区的光缆线路、维护情况等显示出来，大大提高查询的速度。

　　3.4 对于现有巡检系统的融合和资源环境预警系统管理问题

　　要将已经建立的巡检系统纳入本长途光缆线路管理维护系统。对所有的巡检按钮在电子地图上进行定位和标识。并要进行统一的规范命名和编号，利用数据库进行关联管理。

　　每个巡检按钮的采集数据，要进行危险等级分级，以区别光缆线路的安全状况。当巡检员巡检回来后，将采集的数据导入数据库系统。本系统进行分析之后，立即在电子地图上精确分级显示光缆线路所处环境的危险等级、位置等信息，方便管理者指挥调度，及时进行线路的维护工作，从而保证光缆干线的畅通率。这将有效地将现有的巡检考勤系统和资源环境预警系统融合在一起。

　　3.5 对于重要日志的管理

　　系统要具有自动记录日志的功能。管理者能够通过日志管理子系统，查询、统计登陆用户对本系统所进行的维护操作，提高系统的安全性。

　　4、软件的选择问题

　　知名的地理图形处理软件厂商不多，它们各有各的优点。现简要叙述笔者所接触到的部分软件。

　　MapX是MapInfo公司向用户提供的具有强大地图分析功能的ActiveX控件产品。它是一种基于Windows操作系统的标准控件，能支持绝大多数标准的可视化开发环境如Visual Basic、 Visual C++、Delphi、PowerBuilder等。编程人员在开发过程中可以选用自己最熟悉的开发语言，轻松地将地图功能嵌入到应用中，并且可以脱离MapInfo的软件平台运行。采用基于MapInfo PRofessional的相同的地图化技术，可以实现MapInfo Professional具有的绝大部分地图编辑和空间分析功能,将地图信息和光缆资源对象利用数据库管理起来。

　　ARCinfo也是一种地图处理软件。它也可以利用VB、Visual C++、Delphi、PowerBuilder或Delph等软件进行二次开发。将地理信息、长途光缆资源等信息利用数据库管理起来，但该软件的应用没有MapInfo公司的MapX应用广泛。

　　VB是Microsift公司推出的功能强大的可视化快速软件开发工具，它的可视化程序设计能力和语言功能及面向对象的特点,可与其它流行的高级语言相媲美,且使用VB开发应用系统，开发周期短，见效快。因此,很多GIS软件厂商乐意采用VB作为二次开发软件。

　　5、本系统要实现的功能

　　5.1 能够在全省或各个地市的电子地图上，创建、划出所辖区范围内的长线局、巡房，以及分层逐级创建长途光缆网络路由图，以及相应的地形、地貌特征的分布平面地图。

　　5.2 能够在地图上完成对各个长线局所管辖范围内的光缆线路、巡房、标石、护坡等各种资源信息的显示、查询和维护更新工作。

　　5.3 能够实现对各个长线局所管辖范围内的光缆线路、巡房、标石、护坡等资源的精确定位、查询、统计、分析功能。

　　5.4 能够根据用户需要，对自己辖区的指定地区长途光缆线路、更新路由图、线路维护情况等进行绘制，并且按规范模式打印出来，便于施工、维护、查询。

　　5.5 能够打印输出属性和图形信息。可以根据指定图层打印输出，可以通过面积图、直方图、折线图、饼图、X-Y图等专题图来形象直观的表述各类资源对象信息。

　　5.6 系统的设计，要便于维护，便于长线局出施工维护图，具有自动生成规范模式的维护图功能。

　　5.7 系统提供帮助功能，便于初学者尽快掌握本系统的应用。

　　6、系统的实现

　　6.1 本系统可以使用上述其中的一种地图处理软件和二次开发软件中的一种编程软件进行开发。使用地图处理软件来绘制、显示、维护和管理地理信息；使用二次开发软件，通过数据库连接件，将图形绘制对象的属性数据和数据库关联起来。

　　6.2 系统数据库的实现：

　　该系统的数据分为空间数据和属性数据两种。空间数据主要指与光缆线路走向、巡房位置、标石、护坡等相关的数据：如巡房的位置（坐标值）、唯一标识号等。属性数据指的是对象的属性记录：如长途光缆线路的名称、芯数、经过的巡房、所开的电路等。对于与地理信息有关的数据，可以用上述地图处理软件所提供的图层来表示和存储。对于属性数据则使用关系型数据库进行存储。

　　6.3 地图图层的划分：

　　使用地图处理软件所提供的图层管理器，可以自行生成图层组。该图层组可以根据用户需要，分别设置为：长途光缆线路层、巡房层、标石层、道路层、护坡层、巡检按钮层、文字标识层等。对于每一个图层，都可以控制其是否可显示、可编辑、可选择、可自动标注等功能，并且记录下各个图层的各种属性值。

　　6.4 地理信息增、删、改功能的实现：

　　地理信息的更新，原则上要进行集中维护为好。但考虑到各个地方的地理信息的变动比较频繁，只有本地方人最先知道的原则。因此，地理信息的增、删、改维护工作，应该由系统支撑中心和本地维护线路人员共同承担。先由本地维护人员提出修改要求，由支撑中心人员授权，再由本地维护线路人员对地理信息进行增、删、改维护，得到支撑中心人员检查核对正确后，方可确认进入地理信息更新，并且将相关联的数据导入数据库。

　　7、本文小结

　　地理信息系统（GIS）是当今世界刚兴起的热门学科，它广泛应用于和地理特征密切相关的水利、交通、地质、测绘、电力、煤气、电信等企事业单位和部门。它将电子图形和属性数据的完整结合，利用数据库进行管理，使它具有比传统管理方式无与伦比的优势。本人根据我局长途光缆线路维护与地理特征信息具有密切相关的特点，提出上述看法。

　　
摘自　网络通信产品商贸网

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