基于GIS的光缆线路巡检系统的研究与设计
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基于GIS的光缆线路巡检系统的研究与设计
摘要：开发通信光缆线路巡检系统对提高光缆线路巡检的管理水平和效率具有重要的意义。基于地理信息系统，集成GIS、GPRS、SMS、无线通信和移动计算技术，设计开发了“基于GIS光缆线路巡检系统”，实现光缆线路巡检管理工作的信息化、智能化和电子化，保证光缆线路长期高效稳定的运行。通过对巡检系统相关技术的研究，分析了现有光缆线路巡检系统中存在的问题与不足，阐述了研究的光缆线路巡检管理系统的重要性，并进行基于
GIS的光缆线路巡检系统应用的论述。
关键词：GPS；GPRS；GIS；线路巡检系统
传输线路巡检管理系统应用GPS全球卫星定位系统、GSM网络的短信系统和GIS地理信息系统技术，对各种巡检工作进行智能化和规范化管理。
1 系统原理
本系统是采用世界领先的GPS全球卫星定位系统、GSM全球移动通讯技术、GIS地理信息系统和计算机网络通信与数据处理技术，在现有GSM（GPRS）通讯系统的基础上开发出的一套符合移动公司巡检业务要求的巡检管理系统。
手持GPS巡检终端接收卫星(共24颗，分布在6个不同的地球轨道上)每秒钟发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的坐标；手持GPS巡检终端采用短信的形式将巡检员的坐标位置、巡检工作状态等信息发送至移动短信网关，监控中心服务器获取短信网关收到的位置信息，经过计算机的处理后与计算机系统上的电子地图匹配，并在地图上显示坐标的正确位置，则控制中心就可清楚和直观的掌握巡检员的动态位置信息以及巡检工作信息。
2 组网方案
如图所示，在区公司搭建巡检系统局域网，局域网上配置数据库、Web、应用、短信网关等服务下器，区、盟两级系统利用目前省际MDCN网络实现互通，代维单位终端通过Internet网络实现对巡检系统的访问。
2.1 总部系统的后台核心服务器为数据库服务器和Web服务器，其中数据库服务器为IBM X366，提供总部系统的数据库软件服务和兼做后台应用服务；Web服务器为IBM X366，提供
系统Web服务；地图服务器为IBM X366,提供地图数据（注：根据实际情况Web服务器、地图服务器可集成一个应用服务器）。数据库服务器采用双机热备份。
2.2 盟公司操作终端采用主流配置的PC机，通过省际MDCN网络或Internet网络利用B/S浏览器的方式访问系统。代维单位操作终端采用主流配置的PC机，通过Internet网络利用B/S浏览器的方式访问系统。
2.3 局域网配置：在区中心机房配置一台以太网交换机。交换机为数据库服务器、Web服务器、通信服务器、操作终端等物理设备提供10/100/1000Mbps的高速互连网络环境，保证后台服务进行数据交互的带宽需求。该交换机也是本系统与外部相关系统交互的物理接口。
2.4 广域网配置：系统建设涉及到的广域网主要指区中心到各盟的网络覆盖。根据需求，本期巡检管理系统在区公司采用集中式结构，所有服务器均集中安装区公司网管中心，通过已建移动综合网管MDCN网络实现网管中心到各盟分公司的广域连接，各操作终端通过MDCN网络接入系统，区公司和各盟均配备台式操作终端。
手持机中国移动传送网资源管理系统 中国移动电子运维系统 中国移动传送网综合网管系统等系统接口模块SMS区公司短信网关盟分公司省内MDCN专网Web服务器 集群方式 地市终端地市终端路由器防火墙地图服务器 集群方式 地市终端路由器内部网络防火墙代维单位代维终端数据库服务器 主备方式 路由器InterNet网络DDN/ADSL代维终端路由器省级客户端省级客户端代维终端
图2-1组网方案图
Fig.2-1 Network Scheme Diagram
2.5 在线路巡检过程中，GPS巡检器定时将定位信息通过GSM无线网，经Intranet传递至通信服务器，实现定位数据的采集。
2.6 在区机房配置有防火墙，主要实现区系统，同外部网络的隔离，屏蔽非法入侵，确保系统的安全性。区系统通过对防火墙进行设置，只允许必要的交互数据从特定的地址和端口传输，最大程度地保障系统的安全性。
3 处理流程
3.1 信息采集：巡检人员手持GPS巡检器巡检线路，巡检器实时接收GPS卫星定位信息（经纬度、时间）。巡检人员在所要经过的巡检点，手工发送或巡检器自动发送GPS巡检信息。
3.2 信息处理：监控中心收到GPS巡检器发送的巡检信息后，进行自动处理和智能分析，把数据保存在数据库中，并在电子地图上实时显示巡检轨迹和隐患故障报警等信息。
3.3 信息分析：管理人员通过传输线路巡检管理系统分析上报的巡检信息，自动统计出巡检人员巡检情况（如巡检、漏检情况）。
4 工作模式描述
初始化：首先要建立巡检系统的基础数据库。为了实现智能化，需要采集所有巡检点地理位置的坐标。这个过程需要巡检员持终端走至每一个巡检点，GPS模块就自动获得当前位置的坐标。整个初始化过程简单，只需巡线员从头到尾巡查一遍，系统就将获得所有设备的
GPS地理位置数据。由于因为利用GPS采集到的是地理信息数据，同GIS系统同属原始坐标
数据，只是数据格式的不同，所以很容易与GIS系统结合。
日常巡查：每次工作前巡检人员会先得到系统传达的巡查派单（短消息）。当持GPS巡检器到达所需检查的地点后，只要打开机器，系统自动激活GMS无线网络，将所在的地理位置信息和当前的时间，连同现场线路情况记录一起发往短信网关，由后台巡检服务程序处理后进入系统数据库。
为了保证可用性，系统支持在线和离线两种方式的工作状态。如果GSM无线网络因为信号问题暂时无法接通，系统将数据暂时存储在本地。一旦无线网络可用，就自动发送数据。另外，系统还提供备用的串口通讯以供不时之需。
强化管理：系统先设置巡检计划，安排巡检员的巡查任务、顺序、工作量、路线等。当巡线人员工作中，系统根据任务单或预定设置自动提示巡线员下一个巡查点。同时控制中心
基于GIS的光缆线路巡检系统的研究与设计
