基于移动终端的通信线路巡检系统设计

周 巍

（中通服设计咨询研究院有限公司，江苏 南京 210000）

0 引 言

通信线路是长距离通信的主要方式，其日常维护工作对于通信企业的日常服务管理十分重要，现代通信技术的快速发展和通信线路大范围的铺设给当前的通信线路维护带来了巨大的压力。传统的通信线路检修维护工作主要以人工记录上报方式为主，线路检修效果依赖于检修人员的经验，难以保证路线检修的准确度和效率[1]。随着城市通信光缆网络的规模不断加大，通信网络结构更加复杂，及时排除线路故障以确保通信线路畅通的需求与传统的线路管理维护之间的矛盾越来越突出，对通信线路巡检提出了更高的要求[2]。

通信线路巡检主要是要求准确检测和记录线路的问题区段并及时处理。计算机技术的发展推动了通信线路巡检系统的出现，传统的通信线路巡检系统通过检测线路中的异常通信信号，结合通信线路区段划分完成巡检工作[3]。这种线路巡检系统在结构比较简单的通信网络中具有良好的检测效果，但是应用于复杂的通信网络时无法实现精准定位，且检测精度也受到线路之间的信号干扰而大幅下降。移动终端良好的便携性能够有效降低巡检系统的管理安装成本，且可以更加准确有效地获取信息。因此综合以上分析，本文设计了基于移动终端的通信线路巡检系统，并对该系统的性能进行验证性研究。

1 通信线路巡检系统硬件部分设计

本文设计系统的硬件部分主要实现对线路信息的采集、识别以及实时数据传输等功能。数据采集模块主要由不同种类的无线传感器、数据采集器以及智能IED设备组成，移动通信终端通过USB、RS485接口以及以太网接口与各个数据采集设备实现通信，通过识别线路设备的二维码标签查验设备信息并更新检修日志。

移动通信终端的核心为工业级GSM模块TC351，具有低功耗的特点，支持数据、语音、短消息、传真、R&TTE认证以及GCF认证等。其正常工作环境温度为-20～55 ℃，满足我国大部分地区的通信线路巡检需求。TC351模块的15引脚外接100 ms的低脉冲电平，用以驱动模块进入正常工作状态[4]。在默认的9 600 b/s波特率下，实现数据的串行异步收发。TC351模块的RXD引脚与GPS定位芯片相连，在北斗系统的服务支持下对移动终端位置进行准确定位。移动通信终端支持多种通信协议，可以通过移动通信网络实现服务器端和移动终端之间的数据实时传输。TC351模块可外接扩展存储空间，以就地存储线路检修数据，避免因数据上传失败造成数据丢失。

2 通信线路巡检系统软件部分设计

2.1 数据库设计

通信线路巡检系统所有检测的数据除存储在移动终端的硬件存储空间中，还需要通过无线网络将数据存储在服务器的数据库中，以便及时对线路的巡检工作信息进行更新和保存[5]。本设计采用SQL Server 2002搭建巡检系统数据库，部分数据库表如表1所示。

表1 巡检系统部分数据库表

设计系统数据存储数据库后，对线路进行异常识别诊断。

2.2 线路异常诊断

数据采集器在采集到线路上设备和通信光缆数据后，将信号输入至数据处理模块。在数据处理模块中，若t时刻采集到的信号经过滤波和转换后为i(t)，则i(t)在时间段t0~tn内的行波能量可以表示为：

对Ei进行离散化处理，则时间段t0~tn内行波总能量为：

使用式（2）计算出所采集信号的行波能量，以此来提取线路工作状态特征[6]。使用连续小波变换提取采集信号的固有频率。每一小波分解尺度与中心频率f对应，小波变换系数C(a,b)定义尺度为：

式中，a和b分别表示小波变换的尺度因子和平移因子。将提取的工作状态特征与系统中预先装载的专家知识库内的线路工作状态特征匹配，识别判断对应区段的通信线路是否正常工作。将诊断结果存储至数据库和本地存储空间中后，检修人员按照技术手册处理线路异常，并将对应的检修操作更新上传，完成对区段内通信线路的检修[7]。至此，完成了基于移动终端的通信线路巡检系统的设计。

3 系统功能测试

上文设计了基于移动终端的通信线路巡检系统，在系统实际应用前需要对系统功能进行测试，以验证前文设计的巡检系统是否具备实际应用资格。

3.1 系统测试内容

系统功能测试采用对比的形式，将所设计的基于移动终端的通信线路巡检系统作为实验组，传统的通信线路巡检系统作为对比组。通过测试系统对不同通信线路进行检修时的巡检响应时间和检测相对误差，评价系统性能，验证系统的可行性。

3.2 系统测试结果及分析

系统测试前对两系统进行试运行，以免影响实验结果。两组系统的功能测试数据如表2所示。

表2 系统测试数据

分析表2中的数据可知，实验组系统的检修响应时间明显短于对比组系统，并且实验组对各线路检修的误差均小于对比组系统。进一步处理表2中的数据，实验组系统的平均响应时间为28.43 ms，对比组系统的平均响应时间为93.60 ms，实验组系统的巡检效率得到了提升。综上所述，本文设计的通信线路巡检系统性能更佳，可以实际验证后使用。

4 结 论

通信线路的各种缺陷故障都有可能影响人们的正常生活和企业的安全生产，为了提高线路巡检的准确性和效率，本文研究设计了基于移动终端的通信线路巡检系统。通过系统功能测试，验证了该系统的可行性。未来实际使用该系统进行巡检时，仍需根据实际情况对系统功能进行优化，以进一步提升检修效果。