Page 41 - 网络电信2020年1/2月刊下

用于分段式光缆智能诊断的模式识别技术

巫健 1，2 ，竹瑞博 2
1．电子科技大学; 2．国网山西省电力公司信息通信分公司
摘要:传统分段式光缆诊断技术存在诊断正确率低、运行时
间长等缺陷，为了解决当前分段式光缆智能诊断技术存在的难
题，设计基于模式识别技术的分段式光缆智能诊断方法。首先对
当前分段式光缆智能诊断技术的研究现状进行分析，找到影响分
段式光缆智能诊断正确率的原因，然后采集分段式光缆智能诊断
的历史数据，并采用模式识别技术建立分段式光缆智能诊断模
型，并对分段式光缆智能诊断模型参数进行优化，最后进行了分
段式光缆智能诊断仿真实验，结果表明，本文技术可以准确、快
速实现分段式光缆智能诊断，克服了当前分段式光缆智能诊断技
术存在的正确率低、误差大的不足，并且减少了分段式光缆智能
诊断时间，比其它分段式光缆智能诊断技术具有更快的运行速
度，可以应用于实际的分段光缆管理中。
关键词:分段式光缆; 智能诊断; 模式识别; 诊断正确率

引言 行定位，加快了分段式光缆诊断速度，相对于其它光缆智能诊
光缆就光纤通信业务的主要载体，近年来，随着光缆通信 断技术，本文技术具有比较明显的优势。
技术的不断成熟，以及应用范围的不断拓宽，每年会出现许多
新的电网光缆。由于电网光缆在实际工作过程中，难免出现一 一、基于模式识别技术的分段式光缆智能诊
些故障，严重影响光纤通信和光缆正常运行，这样使得光缆运 断原理
行维护管理面临巨大的挑战 ［1－3］ 。光缆故障自动诊断可以帮助 通常情况下，光缆的长度很长，因此，光缆智能诊断利用
光缆运行维护管理人员提供一些重要信息，同进可以加快光缆 光缆故障定位器的光波波长、反射能量、距离等参数作为光缆
故障的定位和检测，因此光缆故障诊断一直是光缆运行维护管 故障的诊断依据和定位参照点，首先将光缆故障定位器与接头
理领域中的研究热点 ［4－6］ 。 盒结合，作为光缆的光学识别点及地理参照点，将整条光缆分
最初光缆故障诊断依赖于大量人力投入方式进行，由于采 割成若干个接头盒区间段分段监测，然后系统先将光缆故障定
用手工检测方式，对光缆工作状态进行直观识别，使得光缆故 位于接头盒区间段，最后在区间段内精准地定位 ［17］ ，其工作
障诊断成本高，而且对地下光缆故障、隐形光缆故障难以准确 原理如图1所示。
识别，使得光缆故障诊断时间长，影响光缆应急抢修，无法满 图1 分段式光缆智能诊断原理
足光缆运行维护管理的实际应用要求 ［7］ 。随后出现专家系统的
光缆故障诊断技术，根据一些专家的经验和知识建立光缆故障
诊断的规则库，对于待识别的光缆故障，通过与规则库进行匹
配得到相应的光缆故障诊断结果，该技术的光缆故障诊断结果
明显优于手工检测技术，而且光缆故障诊断速度也更快，但是
由于根据规则库实现光缆故障诊断，对于新的光缆故障，由于
规则库中没有相应的信息，导致它们难以获得较高精度的光缆
故障诊断结果 ［8－10］ 。最后由于神经网络、聚类分析算法等不断
发展，有学者将这些智能算法引入到光缆故障诊断研究中，它
们具有一定的自学习能力，可以实现光缆故障智能诊断，而且 二、基于模式识别技术的分段式光缆智能诊
可以识别新类型的光缆故障热点 ［11－13］ ，但是它们也存一定的
不足，如神经网络的光缆故障诊断正确率低，出现大量错误的 断方法
1、模式识别技术的分段式光缆智能诊断思想
光缆故障诊断结果，而聚类分析算法的光缆故障诊断时间长， 基于模式识别技术的分段式光缆智能诊断思想为:对于具体
光缆故障诊断效率极低 ［14－16］ 。
一段光缆，根据光缆的光纤振动存在波长调制现象，采集光缆
为了解决当前光缆诊断过程存在的正确率低、误差大、效
工作状态的振动信号，然后从光缆工作状态的振动信号中提取
率低等难题，提出一种分段式光缆智能诊断的模式识别技术，
状态诊断特征，组成模式识别技术的输入向量，最后采用光缆
并采用仿真实验分析了光缆智能诊断性能，结果表明，本文技
工作状态类型作为模式识别技术的输出向量，并根据模式识别
术可以对光缆工作状态进行智能识别，能够准确对光缆故障进
技术中的支持向量机进行光缆工作状态的自动识别，而实现光
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