研究与 DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2017.08.037 基于GIS管道光缆资源方案的设计与实现 胡光雄 (广东汉佳信息技术有限公司,广东广州 510640) 摘要:为了搭建光缆运维管理系统并使该系统平台真正成为管理通信网络的生产系统,在GIS技术的应用日益成熟的情况下如 何实现基础通信资源的数据整合成为该平台能否发挥实际作用的关键。在阐述整套光缆运维管理系统的总体结构和系统主要功 能的同时,结合通信企业的生产需求总结并形成了一套行之有效且经济实用的数据整合办法。为应对海量、复杂的光缆数据整 理提供便捷、实用、全面的整理服务,在整个过程中实现了合理化、准确性和经济性的有机结合,为实现光缆的规划、设计、 建设、运维及再规划的全生命周期循环提供一定的参考。 关键词:GIS;光缆运维管理系统;光缆资源;数据整合 中图分类号:TN915.07 文献标识码:A 文章编号:1009—9492(2017)08—0123—04 Design and Implementation of Pipe Cable Resources Scheme Based on GIS HU Guang--xiong (GuangdongHangarInformationTechnologyCo.,Ltd.,Guangzhou 510640,China) Abstract:In order to set up optical cable operations management system and make the system platform truly become management communication network support system,with the application of GIS technology becoming more and more mature,how to realize the data integration of the basic communication resources becomes the key of the platform.This paper expounds the whole structure and main functions of the whole set of optical cable operation and maintenance management system.and summarizes and forms a set of effective and economical data integration method according to the support demand of the communication enterprise.In order to cope with the massive and complex data cable to provide convenient,practical and comprehensive finishing services,in the whole process to achieve the organic combination of rationalization,accuracy and economy of the ring,provide certain reference for the realization of planning, design,construction and planning of the whole communication network life cycle. Key words:GIS;cable operations management system;cable resources;data sorting O引言 随着智能电网、4G通信和三网融合等理念在我国电 力通信、运营商、有线电视台等通信企业建设中不断深 及到复杂多变的数据,如路由的经济性设计、业务的假环 分析、资源与附件工作人员的分配、数据采集信息与处理 等数据。数据整合并非单一的空问数据,也不是纯粹的属 性数据 。利用GIS空间的位置数据与资源属性数据及人 员的当前位置实现有机结合,在实现光缆资源图形化直观 入,在通信网中光缆可为通信网络运行提供可靠的服务, 光缆通信因其大容量、高速率等特点在通信网络中发挥着 重要的作用n 。我国整个电信行业随着光缆网络高速发 综合管理的基础上实现自动路由检索、故障点定点定位分 析、业务假环分析、数据录入、运维支撑等强有力的上层 应用工具。 展,通信网络覆盖范围也不断更新,通信设备更新换代加 剧,通信网络的规划、设计、建设、以及日常维护均与网 络的基础数据有紧密联系,各主管部门需要建立科学的信 息化手段对网络资源实施有效的管理。同时,在新网覆盖 和旧网改造方面如何能以现有网络资源为基础实现最优的 譬如以电力通信为例,现有主网光缆逻辑资源数据实 现了有效的基础管理,在这样的前提下,现有的光缆资源 除了起始点信息、光配表信息,其他信息不全或者不够完 整全面,因此需要研究一套经济、可行的方案指导实现光 实施方案,如何减少盲目的重复建设均是建设和运维管理 部门急需解决的问题。在这些规划、维护和管理工作中涉 收稿日期:2016—12—21 缆物理路径数据的收资、清查和入库,充分利用工作流引 匪薹薹置 堕 l 与开发 擎技术、GIS引擎技术、图形化呈现技术、松耦合技术、 数据规范性监测技术,实现任务化、直观化、简便化和有 资源管理、市场运营与网络运维,系统提供开放性的接 口,通过WebService、Corba、SNMP等标准化接口与 效的光缆路径清查方案,形成一套面向光缆数据特点的实 BOSS、网管及呼叫中心系统等外部系统的实现网络建 设、网络运维、客户服务以及市场营销的数据衔接。 现物理路径数据清查目标的总体方案 】。 1系统架构分析与设计 1.1系统总体技术路线 本系统以光缆网的管理和应用为主线,在全矢量化的 电子地图基础上 ,全面直观地对管道、杆路、光缆资源 及相关设备设施进行展现,实现对资源的组织与管理,以 1.3接口设计 本系统接口功能的应用实现,总体可分为两个层面: 接口的实现层和应用层。应用层根据用户对系统的接口需 求的不同,而实现不同的接口应用功能,将用户的接口需 求转化为系统的具体业务需求和接口请求;实现层根据应 及对空间资源、管杆资源、光缆资源、设施资源、路径、 业务等进行维护、查询、定位、分析。其具体技术路线如 图1所示 用层的具体需求,根据接口的设计原则来设计接口集成方 案,确定接口的具体的实现方法和采用的协议等,从而通 过实现层的接口实现来满足应用层的接口请求和应用需 求。根据不同的接口应用需求,接口实现的方式有两种: 系统的数据导入导出、系统问数据同步与处理。 2系统功能设计 电力光缆主要包含主网光缆和配网光缆,是电网通信 网中的主要传输媒介,也是整个光缆运维管理系统中需要 精细化管理和重点管控的资源之一。 2.1电子地图管理 电子地图管理实现所有杆塔、缆线等业务资源在电子 图1 系统具体技术路线 地图上进行统一呈现与管理 。系统支持各种离线和在线 地图包括矢量地图,主要采用了从主网资源管理系统中导 出电子地图再导人实施系统的方式,实现电子地图的快速 无缝导人。系统可同时支持矢量地图和基于百度、Google 1.2系统GIS平台分析 本系统涉及到电子地图及电子地图的各项应用,系统 需要一款功能强大的、标准化、通用化、开放型的GIS平 地图等离线地图来完成地理信息的呈现。传输资源直接读 取ArcSDE图层数据。系统提供电子地图显示、浏览、查 询、定位功能,具体如图2所示。 台 1。系统涉及的专业多,各专业的关联紧密,通信企业 对GIS平台的建设均以支撑生产应用的高标准来提出要 求,譬如对海量数据的存储、系统的可靠性、系统的松耦 合性、系统的多用户并发访问、移动终端解决方案等。系 统所采用的GIS平台以积极借鉴、充分融合的方式满足用 户对这一应用新的要求。 2.2管道资源管理 管道资源管理的目的是为实现“一张图”的GIS系统 提供基础的空间和位置资源管理。对人/手井、管道段、 管孔、大孔、子孔、电杆、吊线、撑点、引上等管杆资源 GIS平台是一个庞大的复杂体系,系统在选择GIS平 台时,应考虑如下几个主要因素。 (1)系统的松耦合性:由于通信网络的复杂性,各种 对象的经纬度信息、图例、线性颜色、比例尺、坐标系等 空间或属性数据的提供基于GIS技术的录入、维护功能, 并且为了对海量的管杆资源提供高效的管理系统提供了批 量录入、批量修改、关联操作等复杂的数据操作支持;为 了支撑复杂的生产应用,方便用户解决复杂的故障,系统 支撑设施和各专业对象之间存在很强的物理关联性,然而 本系统在开发过程中为了满足数据整合存在阶段性、非连 续化的特点,整个系统的模型设计采用松耦合技术,通过 松耦合技术前期对各资源对象提供非完整的数据建模,数 据整合过程中由用户逐步丰富数据,直到数据完整后由系 统根据网络模型的物理关联性构建完整的通信网络模型。 (2)系统的高性能:通信网络涉及到大量的资源数据 入库以及后期复杂的资源应用操作,系统的性能至少需要 提供各种复杂数据实现有效的关联查询和图形化的呈现。 2.3光缆资源管理 目前,光缆网络现场环境错综复杂,在系统管理上若 只体现逻辑的中继光缆,则无法对资源进行精细化、可视 化的有效管理,针对光缆网建设背景提出的光缆管理中的 突出问题,需加强对光缆物理路由呈现的监控,以便为生 达到200以上用户使用和至少50用户并发访问的要求,普 产业务进一步扩充提供帮助 】。在现有管控系统已有光缆 逻辑数据的基础上,采用光路和纤芯数据由管控系统接口 同步到本系统后进行自动光路和纤芯数据呈现。系统提供 对光缆网资源的资料录入、维护(添加、删除、修改和关 联)功能以及图形的管理方式方便管理光缆网资料。 通操作的平均响应时间不超过3 S,分析类或复杂GIS操作 的响应时间不超过10 s,使得本系统能够给各部门提供跨 部门、跨专业的高效操作体验。 (3)系统的开放性:为了支撑网络规划、网络设计、 胡光雄:基于GIS管道光缆资源方案的设计与实现 研究与 …一雯 墅一 . ——』 ’ ;・ …! rm ■ 22O州眦 ‘M0 勰O嗍22O % l2拍 ■黜22O 22O (* ' 井蛄 0 0mL 22 } 2蛳州I糟 (■ I 22ow 仑2却州M 一 2∞ l 々2 d d "O t 口蛄 I.I llj — ■々 々22Owl^ 2201 ̄( ) 2加 ¨鬻 2 州 ☆ d々22Owl 2Ⅻ n■jI ^ j 35w 5oo州自 5抽 EI融 l 5o蛳履女 c【髑 ●I———i_一一] . - 醪i 嘲 2 系统地 脱 3管道光缆资源整理录入方案 系统录入的光缆资源包含站内和站外的通信光缆及其 卡¨火管杆数据的入库,主 以OPGW/ADSS/管道光缆为 主,资源的获取人口包括历史竣工罔纸、现场巡枪单、移 动采集端等管杆资源、)匕缆资源数据。管道光缆资源整理 T 作需要实现各部门问T 作协同、共同高效完成存量路径 数掂清查的日标,通过系统平台的技术手段千¨l 具来制定 体对接端口,包括该光缆在交接设施内的跳接情况,包 括光缆段每根纤芯在每个接头内的纤芯融接情况 3_2存量路径数据清查 光缆运维管理系统巾采用地图快速录入技术实现 快速录入,录入后在)匕缆运维管理系统中的架宅光缆路 径 现如网3所爪。实现了从采集、标注到录入和呈现的 一一对应 解决J 架空光缆路径数据快速求人问题:通 系统巾详细的架空)I己缆物理路径呈现如【冬1 4所示。采 成熟、合理、完整的数据清 方案. .过蛙T:地冈快速录入方式录入到光缆运维管理系统后, j}j Exrel表格方式对现有架空杆塔的GPS地理信息进行 记求和管理”“ 、针对该部分数据源,光缆运维管理系 统外发_r Excel批垲导入功能,同时结合GIS定位和呈 现技术实现了该部分数据的快速录入和自动定位呈 现 3.1数据录入原则 管道光缆资源数据的核查、录入过程是系统建没的酉 点I 作,录入资料结果足l火系到整个资源管理系统建设的 成败的关键 ,根据要求,必须以工程项目的方式进行严 格实施,对数据进行核 后通过资源管理系统将数据录入 到系统的数据库巾,进行统一的数据维护和管理 所有的设施资源必须仃统一的、 r行的、规范的全局 编码 要求资源编码在资源管理系统范同内_1佧一指明一个 设施 在所有的资料I:,对同一设备的引}H编 必须卡u 3.3资源数据整理流程 )匕缆数据的磐合1 作涉及刮的数据 业多,任务繁 重,人员队伍}宠大,为I,更好地提高数据整理的效率,并 仃效保障整个数据整理T作的全面进行.数据整理全程采 川I乜 化模板表格的形式进行,各类站内数据千¨站外数据 同;所有的地图相关设施必须要求有定化 标信息,主要 包括机房、人(手)井、电杆、撑点、光缆接头、光交接 箱、分纤盒等。其中,机房必须要求有 电子地 p1;配的 郜通过模型版的电子化表格进行记录、存取,信息存取以 流程化的附件进行保存。电子化表格首先可以方便整理人 员进,于数据记录,乃一厅 为数据的信息传送、仔取以及 询、审核提供了系统化的管理,实现整个光缆数据整合 I:作的闭环管理 整合流程如图5所示: 整理机制的管理下,有整理流程驱动的数据整理T 绝对 标,其余设施必须有足够的参只f{物,至少町以保 已钉电子地图进行l卡l{对定位 管朴路由 必须结合地形 I矧说明,确保能够定位所有的井孑L、电杆、撑点,必须标 明每条管道段、吊线段的长度,必须能够清楚标fj』】井孔的 四面展开罔以及管孔、子孔的材料、直径;每条光缆路南 包括ODF、交接箱、分纤盒的具体位置,包折光缆段经 过的每一个井孑L、电杆、撑点,包括接头所 的"孔、电 作将输m大批量的资源数据表格,这些数据表格将作为资 源数据录入的依据 、 此,数据录入 作将在数据整理 表格的基础卜展开~ fr或撑点。每条光缆配线I冬l包括ODF、交接箱、分纤盒的 [二]堕丑二 与开发 参考文献: [1]张岚,高鹏,王澄.南方 电网配网自动化通信系统 的建设[J].电力系统通 信,2010,31(11): 20-24. 12j Gao S,Chen Z,Fan H, et a1.Design and Realiza— tion of SVG Editor for Pow— er System lC J.Computer Science and Electronics En. gineering (1CCSEE) , 2012 International Confer ence on.IEEE,20l2: 图3 架空光缆路径呈现 一 一 一 一 一 of Geomatics, 558—561. [3]刘磊,潘永峰,严菲.GIS 在通信领域的现状及发展 [J].通信与信息技术, 2Ol0(01):64—65. 14j Xiao P X W U.Digital cam— pus map publishing based on Google Map API[J]. Journal 2010(1):13一l6. [5]郭秉礼.智能光网络中的 管控技术与资源优化问题 研究[D].北京:北京邮 电大学,2011. 图4 架空光缆物理路径呈现 1 6 j Fattah Chandio,Liuyu Shu,Cheng Cheng.Spatio Temporal Hazard Mitigation Modelling using GIS and Geospatil Data mianing Techniques.Proceedings of 4结论 本系统是一套基于GIS技 术的光缆资源管理与数据整 合系统,实现数据的动态访 问,符合实际需要、能真正 发挥能效的数据采集、核查 the 6th WSEAS International Conference on Applied Computer Science[C].2007:659—662. [7]杜浩东.配网自动化通信系统的研究[D].广州:华 南理工大学,2013. 18j Xu Z,Zhu J.Research of WebGIS based on HTML5 and 方案。通过对现有光缆资源 的有效管理,解决了管道光 缆资源整理、录人工作反应 滞后更新缓慢以及处理效率 JSON l C].Computer Science and Network Technology (ICCSNT)。201 l International Conference Oil.IEEE, 201 1:l714-17l7. [9]张增华,张刚.电力通信资源管理系统中空间数据同 步研究[J].电信科学,2010(s3):48—49. [1O]侯龙威.GPS在光缆线路维护中的应用一GPs实时光 缆线路巡检系统[J].信息通信,2012(6): 251—252. 低等问题,提升光缆运维工 作的管理水平,满足精细化 图5 数据整理方案流程 管理的要求。采用动态化、 全网化、图形化的管理机制 实现通信网络资源的合理调配,在实现电力通信管道光缆 资源的有效维护和管理基础上,进一步提升电力通信系统 在实际运营中的可靠性。经过与某供电局紧密沟通的开发 和实际试验运行,该系统在资源整理和录入中发挥着重要 [11]陈建华,曹俊.基于GIS的电信光纤网络资源管理系 统设计[J].电信工程技术与标准化,2007(1): 2l-23. 作用,并逐步在多个供电局的电力光缆运维管理工作中推 广应用。 作者简介:胡光雄,男,1979年生,湖北阳新人,硕士, 工程师。研究领域:企业信息化咨询。 (编辑:向飞)