申请/专利权人：西安瑞宝电子科技有限公司

申请日：2019-12-07

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN111130633B

主分类号：H04B10/071

分类号：H04B10/071;G08C17/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2020.06.16#实质审查的生效;2020.05.08#公开

摘要：本发明涉及沟道内光缆故障定位领域，尤其涉及一种基于NB‑IoT技术的电力沟道内光缆故障定位系统，可以在沟道内出现光缆出现故障时不依靠光缆自身传输完成监测信息和故障信息的传递，可以通过远程光缆故障测试终端对光缆故障点和测试点的距离进行测定，并将测定的距离信息换算为具体竖井和沟道的地理位置信息显示在光缆运行状态监测模块的显示终端，及发送至远程移动监控端。运维人员在到达附近后，在带LED应答RFID标签的指引下实现在沟道内微弱光和无卫星定位环境下的光缆故障定位，从而提高运维人员的故障定位速度和运维效率。同时，本发明基于上述光缆故障定位系统还提出了结合光缆走径信息与实际地理位置的拟合算法，能够将光缆的故障距离信息转化为沟道内光缆的实际位置信息。

主权项：1.一种基于NB-IoT技术的电力沟道内光缆故障定位方法，该方法应用于基于NB-IoT技术的电力沟道内光缆故障定位系统，结合光缆走径信息与实际地理位置，能够将光缆的故障距离信息转化为沟道内光缆的实际位置信息，其特征在于，该系统包括光缆运行状态监测模块1、光缆故障检测模块2、带LED应答RFID标签3、RFID读卡器4、第一NB-IoT基站、第二NB-IoT基站、第一NB-IoT终端、第二NB-IoT终端、NB-IoT核心网络7、远程移动监控端8、以及各设备和模块的供电模块9，其特征在于，所述光缆运行状态监测模块1与光缆故障检测模块2和NB-IoT核心网络7连接，所述光缆运行状态监测模块1和光缆故障检测模块2设置于远程的监控中心，所述光缆运行状态监测模块1包括服务器集群10、显示终端模块11，所述的光缆故障检测模块2为一个或者多个光波时域反射计OTDR12，所述的带LED应答RFID标签3、RFID读卡器4、第一NB-IoT基站、第一NB-IoT终端设置于电力沟道内，带LED应答RFID标签3按照一定的间隔连接于光缆的表面、接头盒、终端盒、ODF架、竖井、特殊走径敷设点、入室点，RFID读卡器4与第一NB-IoT终端连接，再通过第一NB-IoT基站和NB-IoT核心网络7接收光缆运行状态监测模块1发出的读取RFID的信号，控制故障点附近光缆上带LED应答RFID标签3的LED进行状态转换，实现故障位置的可视化指引，所述远程移动监控端8与第二NB-IoT终端连接，再通过第二NB-IoT基站和NB-IoT核心网络7接收光缆运行状态监测模块1发出的指令信息，并上报排故和检测信息；该方法包括以下实施步骤：步骤1:建立光缆走径数据库，包括接头盒表示为第o条光缆的第i个接头盒；终端盒表示为第o条光缆的第j个终端盒；ODF架表示为第o条光缆的第k个ODF架；竖井表示为第o条光缆的第1个竖井；特殊走径敷设点表示为第o条光缆的第m个特殊走径敷设点；入室点表示为第o条光缆的第n个入室点；以及接头盒光缆长度表示为第o条光缆的第i个接头盒的光缆盘留长度；终端盒光缆长度表示为第o条光缆的第j个终端盒的光缆盘留长度；ODF架光缆长度表示为第o条光缆的第k个ODF架的光缆盘留长度；竖井光缆长度表示为第o条光缆的第1个竖井的光缆盘留长度；特殊走径敷设点光缆长度表示为第o条光缆的第m个特殊走径敷设点的光缆盘留长度；入室光缆长度表示为第o条光缆的第n个入室点光缆盘留长度信息；步骤2:在光缆的走径上的每个接头盒、终端盒、ODF架、竖井、特殊走径敷设点、入室点上设置带LED应答RFID标签，同时，在每条光缆上结合光波时域反射计OTDR的检测精度确定标签设置的间隔长度，并在间隔点上设置带LED应答RFID标签，根据设置的标签建立相应电子标签的数据库RFIDor，表示为第o条光缆的第r个带LED应答RFID标签的设置点，以及相邻两个电子标签标定点之间的长度数据库表示为第o条光缆的第r个带LED应答RFID标签与相邻第r+1个带LED应答RFID标签之间的长度；步骤3:测定光缆接头盒终端盒入室点竖井的经纬坐标，建立实际地理位置与GIS关联的数据库，包括：接头盒终端盒入室点竖井步骤4:建立业务Ts与接头盒终端盒ODF架竖井特殊走径敷设点入室点以及带LED应答RFID标签RFIDor的对应关系数据库；步骤5:计算并储存每个业务所对应的光缆上每个带LED应答RFID标签RFIDor到业务发出点接头盒的长度表示为第S项业务在第o条光缆上从第r个电子标签到第一个接头盒的长度， 其中，为该业务所经过所有接头盒光缆的长度和，为该业务所经过所有终端盒光缆的长度和，为该业务所经过所有ODF架光缆的长度和，为该业务所经过所有竖井光缆的长度和，为该业务所经过所有特殊走径敷设点光缆的长度和，为该业务所经过所有入室点光缆的长度和，为该业务所经过所有带LED应答RFID标签相邻之间的长度和，a为光缆自然弯曲率；步骤6:将上述带LED应答RFID标签RFIDor所对应的竖井的标签RFIDor到业务发出点接头盒的长度转化为竖井到业务发出点接头盒的长度并储存；步骤7:对业务运行状态进行循环检查，如果业务数据交互出现全面中断，或者同缆的多个业务出现中断则转至步骤8；如果是单业务中断或业务数据交互出现了偶发性的故障，转至步骤13；步骤8:用光波时域反射计OTDR测量故障光缆数值长度L1,计算测量实际长度L2，L2＝L11+p2其中p为光纤在光缆中的绞缩率，p值随光缆结构的不同而有所变化；步骤9:计算并确定距离故障点最近的竖井并确定对应的竖井 步骤10:计算并确定距离故障点最近，且长度大于L2的带LED应答RFID标签并确定对应的带LED应答RFID标签minRFIDor，并控制LED灯亮或者闪烁， 且步骤11:如果说明故障点从最近的竖井向终端盒方向，如果说明故障点从最近的竖井向接头盒方向，运维人员根据远程移动监控端可以接受检测方向信息，并且在带LED应答RFID标签指引下找到并对故障点进行排除；步骤12:上报排除结果，并通知光缆故障检测模块进行恢复测试，并转到步骤7；步骤13:控制该业务对应的接头盒终端盒处的带LED应答RFID标签灯亮或者闪烁，对对应的接头盒终端盒处的光缆头进行拆下、除尘处理，再用光波频域反射计OFDR进行检查，如是接头盒、终端盒、或连接设备故障，进行更换维修后，再插上光缆头，上报排除结果，并通知光缆故障检测模块进行恢复测试，并转到步骤7。

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