通信线路的故障检测方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及故障检测领域，具体而言，涉及一种通信线路的故障检测方法、装置及系统。

背景技术

在智能电网快速发展的形势下，通信光缆线路的分布越来越广，由于电力通信光缆线路具有面广、线长、高空、野外、跨两高的特点，极易遭到外力破坏，迅速增长的光缆线路给线路运行维护人员带来了越来越多的巡视维护工作，但对处于交叉跨越、人员活动密集、自然灾害区域等地的线路危险点的观察巡视又是必不可少的。

目前在电力通信光缆线路的运行维护方面主要依靠人工间歇性巡视为主，一般巡视周期为一个月，而在非巡视期内对光缆线路的对地距离、温湿度、倾斜等运行状态缺陷是不得而知的，这就为电力通信光缆的安全运行埋下了巨大的安全隐患。近年来电力通信光缆事故逐年上升，说明人工巡视方式已不能满足现有的安全需求，如何实施监测通信光缆线路的故障隐患直接关系到电力系统的生产安全和稳定运行。

随着光缆数量的增加以及早期敷设光缆的老化，光缆线路的故障次数在不断增加。目前的光缆维护主要采用分散式、被动式的手工维护手段，难以达到更高的维护要求，以下便是实际所面临的突出问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种通信线路的故障检测方法、装置及系统，以至少解决现有技术中无法准确有效检测通信线路的故障，影响了电力系统的生产安全和稳定运行的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种通信线路的故障检测方法，包括：采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；确定上述测试结果中的故障定位信息；基于上述故障定位信息确定对应的预警信息。

可选地，采用目标测试方式对通信线路进行测试，包括：采用上述目标测试方式对监测范围内的多条通信线路进行轮询测试；采用上述目标测试方式对监测范围内的多组通信线路进行轮询测试；采用上述目标测试方式对监测范围内的所有通信线路进行轮询测试。

可选地，确定上述测试结果中的故障定位信息，包括：确定与上述测试结果对应的当前曲线数据；依据目标曲线数据对上述当前曲线数据进行分析，得到分析结果，其中，上述分析结果包括以下之一：故障运行信息、正常运行信息；从上述分析结果中获取上述故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息。

可选地，上述预警信息包括以下至少之一：紧急预警信息、重要预警信息、次要预警信息、仅提示预警信息，其中，上述紧急预警信息用于表征上述故障定位信息在第一时长内达到风险预警状态，上述重要预警信息用于表征上述故障定位信息在第二时长内达到风险预警状态，上述次要预警信息用于表征上述故障定位信息在第三时长内达到风险预警状态，上述仅提示预警信息用于表征上述故障定位信息在第四时长内达到风险预警状态，上述第二时长大于上述第一时长，上述第三时长大于上述第二时长，上述第四时长大于上述第三时长。

可选地，上述方法还包括：采用分布式光纤传感器采集上述通信线路的故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息，其中，上述分布式光纤传感器设置在上述通信线路上，上述分布式光纤传感器包括以下至少之一：光纤位移传感器、光纤电流传感器、光纤光栅传感器、光纤声音传感器、光纤压力传感器、光纤荧光温度传感器、光纤气体传感器。

可选地，上述通信线路为光纤线路或光缆线路。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种通信线路的故障检测系统，包括：测试装置，用于采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；处理器，与上述测试装置连接，用于确定上述测试结果中的故障定位信息，并基于上述故障定位信息确定对应的预警信息。

可选地，上述测试装置还用于采用上述目标测试方式对监测范围内的多条通信线路进行轮询测试；采用上述目标测试方式对监测范围内的多组通信线路进行轮询测试；采用上述目标测试方式对监测范围内的所有通信线路进行轮询测试。

可选地，上述处理器还用于确定与上述测试结果对应的当前曲线数据；依据目标曲线数据对上述当前曲线数据进行分析，得到分析结果，其中，上述分析结果包括以下之一：故障运行信息、正常运行信息；从上述分析结果中获取上述故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息。

可选地，上述预警信息包括以下至少之一：紧急预警信息、重要预警信息、次要预警信息、仅提示预警信息，其中，上述紧急预警信息用于表征上述故障定位信息在第一时长内达到风险预警状态，上述重要预警信息用于表征上述故障定位信息在第二时长内达到风险预警状态，上述次要预警信息用于表征上述故障定位信息在第三时长内达到风险预警状态，上述仅提示预警信息用于表征上述故障定位信息在第四时长内达到风险预警状态，上述第二时长大于上述第一时长，上述第三时长大于上述第二时长，上述第四时长大于上述第三时长。

可选地，上述系统还包括：分布式光纤传感器，与上述处理器连接，用于采集上述通信线路的故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息，其中，上述分布式光纤传感器设置在上述通信线路上，上述分布式光纤传感器包括以下至少之一：光纤位移传感器、光纤电流传感器、光纤光栅传感器、光纤声音传感器、光纤压力传感器、光纤荧光温度传感器、光纤气体传感器。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种通信线路的故障检测装置，包括：测试模块，用于采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；定位模块，用于确定上述测试结果中的故障定位信息；确定模块，用于基于上述故障定位信息确定对应的预警信息。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，上述非易失性存储介质存储有多条指令，上述指令适于由处理器加载并执行任意一项的通信线路的故障检测方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序被设置为运行时执行任一项中上述的通信线路的故障检测方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，上述存储器中存储有计算机程序，上述处理器被设置为运行上述计算机程序以执行任一项中上述的通信线路的故障检测方法。

在本发明实施例中，通过采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；确定上述测试结果中的故障定位信息；基于上述故障定位信息确定对应的预警信息，达到了准确有效检测通信线路的故障的目的，从而实现了保障电力系统的生产安全和稳定运行的技术效果，进而解决了现有技术中无法准确有效检测通信线路的故障，影响了电力系统的生产安全和稳定运行的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种通信线路的故障检测方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种通信线路的故障检测系统的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种通信线路的故障检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种通信线路的故障检测方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种通信线路的故障检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；

步骤S104，确定上述测试结果中的故障定位信息；

步骤S106，基于上述故障定位信息确定对应的预警信息。

在本发明实施例中，通过采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；确定上述测试结果中的故障定位信息；基于上述故障定位信息确定对应的预警信息，达到了准确有效检测通信线路的故障的目的，从而实现了保障电力系统的生产安全和稳定运行的技术效果，进而解决了现有技术中无法准确有效检测通信线路的故障，影响了电力系统的生产安全和稳定运行的技术问题。

可选地，上述通信线路为光纤线路或光缆线路。

在上述可选的实施例中，上述预警信息包括以下至少之一：紧急预警信息、重要预警信息、次要预警信息、仅提示预警信息，其中，上述紧急预警信息用于表征上述故障定位信息在第一时长内达到风险预警状态，上述重要预警信息用于表征上述故障定位信息在第二时长内达到风险预警状态，上述次要预警信息用于表征上述故障定位信息在第三时长内达到风险预警状态，上述仅提示预警信息用于表征上述故障定位信息在第四时长内达到风险预警状态，上述第二时长大于上述第一时长，上述第三时长大于上述第二时长，上述第四时长大于上述第三时长。

可选的，上述目标测试方式为全程光时域反射分析仪器OTDR测试方式，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试。

通过本申请实施例提供的故障实时定位方案，可以实现1min内故障定位，并显示3s告警信息，大量节约用户的光缆抢修时间；并且本申请实施例所提供的故障预警功能，可以设置多个预警门限，实现多级预警，帮助用户及早发现光缆线路隐患；定期维护功能：定期对指定线路自动进行测试，掌握光缆性能的变化情况；性能监测：对空余光纤进行实时的衰耗监控。

在本申请实施例中，光缆和光纤资源管理包括以下至少之一：a、光缆路由信息管理；b、光纤配线信息管理；c、端到端纤芯资源管理；d、管塔、杆井的地理位置信息、经由光缆信息管理。

作为一种可选的实施例，通过去除信号尾部噪声，同时很好的保留了曲线特征信息，精确的分析出曲线的各种事件。

作为另一种可选的实施例，本申请实施例还可以通过两条曲线对比分析准确的分析出现故障，减小故障的误判，提高维修的效率。例如，通过曲线分析和曲线对比得出纤芯中断的精确位置，即纤芯起点到断点的距离。但因为光纤在敷设的时候要预留或其它种种原因，光纤和监测站的距离和地面的距离不一致。有时偏差很大，通过使用断点坐标分析可以减小偏差，并且能够判断出断点邻近的站点或地标。大大缩短了维修人员到达故障现场的时间。

在一种可选的实施例中，光功率测试是光缆线路监测的基本功能，随着光功率监测技术的发展和光功率监测器件成本的降低，光功率监测越加广泛和重要。光监测系统介绍通过光功率监测单元实现对线路的收端光功率监测，光功率告警可以快速地反应出光缆是否存在故障。

在一种可选的实施例中，点名测试是根据临时的需要，用户通过手工设定量程、脉宽、后向散射系数、优化模式等参数，实现对目标光缆线路的监测与分析。

在一种可选的实施例中，光功率自动触发测试RTU是根据来自光功率监测单元(OPM)的告警信息，或者SDH网管系统中的告警信息(收无光信号、误码率等)，经过查询内置的库表对相关的光缆进行测试，以最快的速度完成告警测试，并将测试数据立即上送中心。

在另一种可选的实施例中，周期测试/定期测试是用户根据维护需要，对每条测试纤芯设置独立的测试计划，周期单位可以从分钟到日、月、年。在定期测试结束后，在RTU中实测曲线与参考曲线自动进行比较，当超过设定的门限时，即产生告警信息。定期测试可以长期跟踪线路的传输质量，能够及时发现劣化等问题。

在一种可选的实施例中，采用目标测试方式对通信线路进行测试，包括：

步骤S202，采用上述目标测试方式对监测范围内的多条通信线路进行轮询测试；

步骤S204，采用上述目标测试方式对监测范围内的多组通信线路进行轮询测试；

步骤S206，采用上述目标测试方式对监测范围内的所有通信线路进行轮询测试。

其中，上述轮询测试即周期性测试，针对监测范围内的光缆网络中的每一条或每一组光缆段，逐一选择相应的光纤测试链路，启动OTDR进行测试，判断当前测试的光缆段是否有故障。轮询方案的优势在于成本低，除了OTDR仪表和光开关，不需要再部署其他硬件。

作为一种可选的实施例，可以采用光开关+光源+OPM(光功率计)的方式，进行光功率实时监测，将光源放置在在被测光缆的一端，并向光缆中的一根备纤发射功率稳定的测试光，在光纤的对端使用OPM测试光功率，如果光功率异常变化，则切换光开关到相应的监测通道，启动OTDR进行测试，上述方案基本上可以实现对光缆故障的实时监测。因为光缆出现异常或者中断时，承载光源的备纤也会同时变化，从而被OPM检测到。

作为另一种可选的实施例，基于OPM(光功率计)和分光器的方案是指在已经承载业务的光纤上放置一个分光器，从光纤业务信号中分出一部分(如总功率的3％)到OPM，由OPM监测被分出的小功率光信号的变化情况。如果OPM监测结果异常，系统则认为该业务光纤对应的光缆段可能发生故障，从而启动OTDR对相关的光缆进行测试。这种方式取消了光源的配置，也减少了备纤的占用。并且，系统部署时需要配置大量的OPM及分光器等硬件设备，光缆监测系统的建设成本和扩容成本也随之增加，分布放置的OPM和分光器也会增加系统的维护成本。

需要说明的是，本申请实施例中的目标测试方式主要为分布式多通道OTDR的测试方式，基于多通路OTDR的分布式模块构架，综合光缆监测和光缆资源管理为一体的方案。针对光缆线路配置独立OTDR模块，分布式高性能OTDR模块对光纤链路进行实时在线测试。分布式光缆监测方案取消了分光器、光源光功、光开关的配置，分布式光缆自动监测方案相对传统光缆监测方案有如下优势：单纤单端测试，节省光缆资源。只需在一端配置OTDR模块对待测光纤进行测试即可。分布式结构且独立监测，即分布式光缆监测采用多通路OTDR，各光纤链路独立测试、互不影响，如果一个OTDR损坏只会影响单根光纤的监测不会由于一个OTDR损坏会导致大面积的光纤监测失效。简化系统结构，降低故障隐患，即分布式监测方案不用配置光开关、光源、OPM、分光器，省略了光功率告警作为启动OTDR测试条件的方案，系统整体的故障隐患较少，便于系统的运行维护。

在另一种可选的实施例中，确定上述测试结果中的故障定位信息，包括：

步骤S302，确定与上述测试结果对应的当前曲线数据；

步骤S304，依据目标曲线数据对上述当前曲线数据进行分析，得到分析结果，其中，上述分析结果包括以下之一：故障运行信息、正常运行信息；

步骤S306，从上述分析结果中获取上述故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息。

在上述可选的实施例中，通过确定与测试结果对应的当前曲线数据，再采用目标曲线数据对上述当前曲线数据进行分析，得到分析结果，当分析结果中包括故障信息时，从上述分析结果中获取上述故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息。

可选地，上述方法还包括：

步骤S402,采用分布式光纤传感器采集上述通信线路的故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息，其中，上述分布式光纤传感器设置在上述通信线路上，上述分布式光纤传感器包括以下至少之一：光纤位移传感器、光纤电流传感器、光纤光栅传感器、光纤声音传感器、光纤压力传感器、光纤荧光温度传感器、光纤气体传感器。

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)，并将探知的信息传递给其他装置或器官。传感器的作用主要是获取信息，是信息技术的源头传统传感器包括力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器等，近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化不仅促进了传统产业的改造，而且可建立新型工业，是21世纪新的经济增长点。新型传感器的发展还有赖于新型敏感材料、敏感元件和纳米技术，如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面陈列红外探测器、生物传感器、纳米传感器、新型量子传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能传感器、模糊传感器、多功能传感器等。

传统传感技术传感器具有结构紧凑、体积小、线性度好、灵敏度高等优点，在电子电气、工业自动化、计算机等领域中广泛应用，已形成一套相对成熟的理论和技术。传统传感器包括电阻应变式、电容式、电感式、磁电式、压电式、热电式6种传感器。下面针对几种典型的传统传感器作简单介绍：

电阻应变式传感器基于应变效应，导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形，其电阻值会相应地发生变化。此种传感器对于应变片的选择要求比较严格。因为不同用途的应变片，对其工作特性的要求往往不同，所以选择电阻应变片时，应该根据測量环境、试件状况、应变性质等具体使用要求，有针对性地选用具有相应功能和性能的应变片。

电容式传感以各种类型的电容器作为敏感元件，将被测物理量的变化转换为电容量的变化，再由转换电路转换为电压、电流或频率，达到检测的目的。电容式传感器不仅能测量荷重、位移、振动、角度、加速度等机械量，还能测量压力、液面、料面、成分含量等热工量。这种传感器结构简单，灵敏度高，动态特性好.

电感式传感器其种类很多，一般分为自感式和互感式两大类，利用线圈自感或互感系数的变化实现非电量测量的装置，具有结构简单、灵敏度高、输出功率大、抗干扰能力强等优点。

磁电式传感器磁敏传感器是基于磁电转换原理的传感器，是对磁场参量敏感的元器件或装置，具有把物理量转换为电信号的功能。典型的霍尔传感器就属于此类传感器。

压电式传感器利用某些电介质材料，具有压电效应现象。有些电介质材料在一定方向上受到外力作用时，在其表面产生电荷实现对非电量的检测。压电式传感器具有体积小、重量轻、频带宽等特点。

热电式传感器热电式传感器是一种能够将温度变化为电信号的装置，广泛应用于工农业生产、家用电器、医疗仪器、火灾报警等诸多领域。

在信息时代中，随着各种系统的自动化程度和复杂性的增加，需要获取的信息量越来越大，不仅对传感器的精度、可靠性和响应要求越来越高，还要求传感器有标准输出形式以便于和系统挂接。显然，传统传感器因其功能差、体积大，已很难再满足要求而将被逐渐淘汰，向微型化、智能化、集成化方向发展已成为新型传感器技术发展必然趋势。

需要说明的是，光纤凭借其损耗低、带宽资源丰富、耐高压、抗电磁干扰等优点，已在电力通信网中占主导地位。采用分布式光纤传感器进行温度与应变的测量在国外已经得到广泛应用，在国内采用分布式光纤传感器对高压电力线在线測温、对建筑、堤坝、桥梁进行应变测量等也受到了广泛的关注，本申请实施例中以下简单分析几种典型的光纤传感器原理：

分布式光纤温度传感器利用部分物质吸收的光谱随温度变化的原理，分析光纤传输的光谱了解实时温度，主要基于拉曼散射效应及光时域反射计OTDR技术实现连续分布式测量。目前其測量距离最长可达30km，测量精度最高可达0.5℃，空间定位精度最高可达0.25m，温度分辨率最高可达到0.01℃左右。

光纤位移传感器分为元件型和反射型两种，元件型位移传感器通过压力或应变等形式作用在光纤上，引起相位、振幅、偏振态等变化，光纤是作为敏感元件使用的；反射式是入射光纤的光射向被测物体，被测物体反射的光一部分被接收光纤接收，反射光的强度与被测物体的距离有关，只要测得反射光的强度，便以得知物体位移的变化。

光纤电流传感器基本原理是利用光纤材料的Faraday效应，处于磁场中的光纤会使在光纤中出传播的偏振光发生偏振面的旋转，优点是：动态范围宽、灵敏度高、抗电磁干扰强、耐腐蚀、电绝缘性好、光路有可绕性、结构简单、体积小、重量轻、耗电小等，特别适用于对高电压大电流的测量。

从光纤光栅的周期而言，可以将周期小于1μm的光纤光栅称为短周期(布拉格)光纤光栅；见那个波长达到几十或者数百μm的光纤光栅称为长周期光纤光栅。

光纤声音传感器具有结构简单、灵敏度高、抗电磁场和射频干扰等优点；光纤压力传感器依据被测量的压力转换为光纤F-P干涉腔长度的变化测量分析的原理进行设计；光纤荧光温度传感器利用荧光材料的温度特性(荧光寿命和荧光光强比)测温，利用荧光寿命和荧光强度比测温的共同优点是温度测量结果对激发光源的光强起伏不敏感，且测温系统比较经济耐用；光纤气体传感器气体监测是电力系统安全运行的一项重要监测内容，利用光纤传感器可以实现远距离、多点实时监控；其原理是利用不同的待监测气体在光的不同波长区域的特征吸收谱线，采用吸收光谱法进行气体浓度监测；其特点是全光纤结构、损耗低、易于实现长距离多点探测，本身不发热，无电、无火。

传统传感器在电力行业应用在传感器技术发展之初，互感器广泛地应用于电力系统，是电力系统重要的电气设备，主要用于电量采集和电气隔离后来发现它有很多不足，如设备体积大、精度波动大、运维成本高等，随着传感器技术的出现，完全改变了当时的现状，让其完全替代了传统的互感器。就电力行业而言，使用传感器的场合还是很多的。电厂、电站主要使用电阻应变式传感器(压力传感器)、热电式传感器(温度传感器)、流量传感器等，如发电机内过热监测与诊断、定子绕组端部振动监测等；输变电领域主要使用电压传感器、电流传感器，如输电线路泄露电流的检测；变电站系统主要使用磁电式传感器(霍尔电流传感器温度传感器、电压传感器、液位传感器等，如变压器油量測量、铁心温度测量、合分闸线圈电流监测等。

随着电力行业自动化程度的提高，将有更多的传感器应用于电力行业，其技术标准也将提高，因此拥有较多增长空间的电力行业会成为一方沃土，有待国内外传感器企业进行角逐。

光纤传感器在电力行业的应用针对电力系统的几大主要环节，具体描述每个环节中已经用到的光纤传感器应用原理及场景分析。

发电环节发电机的正常运行离不开监测和诊断，监测利用各种传感器在电机运行时对电机的状态提取相关数据。故障诊断使用计算机及其相应智能软件，根据传感器提供的信息，对故障进行分类、定位，确定故障的严重程度并提出处理意见。如在风力发电中，风力发电机组的风机叶片是风力发电的关键所在，可以使用体积小、重量轻的光纤应力传感器实时监控风机叶片的应力变化；又如在发电室里发电机组的锅炉和燃烧室的温度分布情况，对于提高燃烧效率和安全是至关重要的。光纤温度传感器可以安装在燃烧室的内部，特种光纤的测温范围可以高达1000℃以上。

通常用于发电机上监测的光纤传感器还包括传递温度、转速、振动、力矩、电磁、磨损和碎片等，输电环节输电线路监測的需求有环境温度、湿度、风速、风向、盐密度、泄漏电流、覆冰、雷电流、周围施工情况、杆塔倾斜等参数，提供线路异常状况的预警。具体包括等值覆冰厚度及舞动在线监测、架空输电线路气象环境在线监测、输电线路图像/视频监控、输电线路导线舞动在线监测、输电线路风偏在线监测、架空输电线路微风振动在线监测、导线弧垂在线监测測、绝缘子污秽在线监测、输电线路温度在线监测、雷击及闪络在线监测等多个部分需求。

如光纤分布式传感器集传感与信息传输于一体，并不需要在光纤上作特殊处理，普通的通信光纤就可以胜任。通信光纤加上光源和光探测器，便可实现远距离实时测量与监控，特别适合于需要同时检测大量位置点或沿着光纤通过的路径连续变化的物理量，如建筑物、桥梁、水坝、储油罐等大型结构中应力和应变(裂缝)的监测，石油钻井平台、飞机、航天器、电力变压器等场合应力和温度分布状况的实时监测等；又如光纤光栅传感器可以直接传感温度和应变以及实现与温度和应变有关的其他许多物理量和化学量的间接测量；分布式温度光纤传感器可以构建长距离电缆温度监视系统，敷设这种传感器，不仅可以优化电缆的功率分配，而且可以构建火灾预警系统；光纤电流传感器不仅能用于电力系统中电流的测量，而且与电机制造厂、测量仪器仪表厂结合，还可研制开发线路事故点的标定装置及事故区间的判定装置等一系列电力系统的测量、诊断装置；除此之外，光纤角速度传感器在电力机器人的导航领域得到应用，且在高压输电线路在线监測系统中，安装在绝缘子或是线夹上，用以测量绝缘子串的倾斜角和风偏角度或导线的倾斜角度，管道应变、弯曲监测、液体或气体泄露等领域都有光纤传感器的用武之地。

变电环节变电站占地面积大噪声污染、电磁污染等因素多，常常分布在偏僻地区，今后变电站朝着无人值守的数字化变电站发展。变电站的监控网络分为常规的电网运行调度系统和保障变电站运行的其他系统。变压器的在线监测项目主要有：油中气体测量与分析、局部放电测量、有载开关的触头磨损及机械和电气回路的完整性测量等。高压断路器在电网中起控制和保护作用，对高压断路器的重要参数进行长期连续的在线监测，不仅可以提供设备现在的运行状态，而且还可以分析各种重要参数的变化趋势。光纤温度传感器在此环节应用较多，电力系统中大量设备需要检测温度信息，从而确定电力设备的运行情况，以便运行调度人员及时采取措施，消除异常，避免设备的损坏和事故的发生，具有通信迅速、报警设置灵活、适应恶劣环境等优点。

在电力系统运行过程中随时监测负载变化，根据供电网络中相关线路的负载信息综合分析其跳闸之后对相关线路的影响结果，执行下一步的动作。如果发现该支路跳闸后会引起新的支路过载，则采取其他控制措施消除过载，保证输电断面和其他受影响较大线路的安全，保证输电断面和其他受影响较大线路的安全，以防连锁跳闸的发生。

本申请实施例中，基于分布式声学/振动传感技术，长距离(0-50km)线性区域振动监控；分布式应变和温度传感技术，长距离(50km-)线性区域温度和应力监控；分布式温度传感技术。中短距离(实用<20km)线性区域温度监控。主要应用于电力城市管廊/电力沟电缆测温，强电/高压环境测温，电力沟/管廊电缆防破坏，OPGW覆冰/舞动监测，场站周界安防等；实现该应用于高原地区争对高寒、高海拔、强紫外线、无人区等因素的首次应用，利用光时域反射(OTDR)原理和拉曼(Raman)散射效应对温度的敏感性，使用光纤作为传感器对光纤周边温度实时监测，监测长度最大可达30km；收集实时周界的振动信号，传输光缆将振动信号传输至控测主机进行分析处理；多点多事件同时报警，相互无干扰，且可准确定位，无需现场供电，防雷、防爆、抗电磁干扰，神经元网络技术大大优化系统性能，提升模式识别运行效率与适应能力，实现声光报警、视频联动等系统集成能力。

在本申请实施例中，还可以从“网络应用-->网络路径-->网络设备”三个层面进行网络智能分析，构建“秒级故障感知、分钟级故障定位”的智能运维能力，提供网元级按需使能和去使能健康预测功能，从而开启设备的秒级数据采样统计开关，随后设备主动基于gRPC方式定时周期性上报亚健康统计数据到运维诊断系统，基于AI算法进行跨段光纤的健康评估和预测分析。

在本申请实施例中，健康评估算法：光纤健康评估算法通过分析(例如，流动性分析、趋势性分析、门限分析、历史中断分析)跨段的光功率、光纤衰耗性能数据，提取光纤衰耗的流动特征、趋势特征、偏离度特征、中断特征数据，基于场景自适应多维预测算法(SAMPA，自研算法)，预测OTS性能劣化趋势，并输出预警等级(紧急/重要/次要/提示/无预警)。健康状态定义：故障：光纤接收光功率为-60dBm，认为无光；亚健康：光纤衰耗大于或等于亚健康门限；健康：光纤衰耗小于亚健康门限。预警等级定义：紧急等级：预测亚健康光纤在未来一小时内达到风险预警状态；重要等级：预测亚健康光纤在未来一天内达到风险预警状态；次要等级：预测亚健康光纤在未来一周内达到风险预警状态；提示等级：预测亚健康光纤在未来一月内达到风险预警状态；无预警：预测亚健康光纤在未来一月以上达到风险预警状态。

本申请实施例中提供的触发条件为：当采集到跨段光功率性能指标最近7天的15分钟数据时，启动亚健康评估模块，并采用健康评估模块每15分钟进行周期性全网的健康评估，映射到跨段光纤上进行可视；短周期算法(设备)：当采集到跨段OTS光纤性能指标最近5小时的分钟级数据时，启动亚健康风险等级的评估，以进行每5分钟进行周期性的跨段OTS亚健康评估。

本申请实施例中光纤故障定位，通过线路光纤质量监测是通过设备指定单板的内置光发送单元发射探测光脉冲到光纤内，由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其它类似的因素影响而发生瑞利散射与菲涅尔反射现象。通过采集并测量这些散射与反射光信号，以测量轨迹的形式来显示，该测量轨迹可以描绘出整段光纤内信号的强弱，从而可以分析出光纤各点的衰减程度，光纤局部规则性、断点及接头和连接器引起光功率损耗，实现链路损耗计算与故障定位。

在本申请实施例中，全网光纤按照健康状态(健康/亚健康/故障)分类统计能力，联动显示对应光纤列表及其健康数据,亚健康光纤按照预警等级(紧急/重要/次要/提示/无预警)分类统计能力，联动显示对应光纤列表及其健康数据；全网光纤按照处理状态(待处理/处理中)分类统计能力，并联动显示具体光纤列表；光纤列表单资源显示光纤详情，查看该资源的健康状态趋势、关键KPI(光纤衰耗、设计损耗、光功率)性能趋势、故障定位分析信息及处理建议。

本申请实施例依托部署分布式光纤传感系统，实现输电电缆沿线振动、应力和温度分布情况的实时监控，提供高可靠性威胁事件预警，提升电网运营效率和安全性，构建智能电网，对光纤劣化的主动预防和可视化诊断，能够减少70％-80％中断时间，能够有效降低运维成本，挽回业务中断带来的经济损失；还可以精准定位故障点，运维人员可以及时赶到故障现场解决问题，提高快速排查紧急故障的效率。并且，由于可以快速定位，运维人员无需实地勘测，不仅减少了时间成本，也节约运维成本。故障解决的效率提高，提高了分布式组网应用的整体运行和维护效率，系统可以实时监控数据，出现风险自动告警切换并联系运维人员。

实施例2

根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述通信线路的故障检测方法的系统实施例，图2是根据本发明实施例的一种通信线路的故障检测系统的结构示意图，如图2所示，上述通信线路的故障检测系统，包括：测试装置40和处理器42，其中：

测试装置40，用于采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；处理器42，与上述测试装置40连接，用于确定上述测试结果中的故障定位信息，并基于上述故障定位信息确定对应的预警信息。

在一种可选的实施例中，上述测试装置还用于采用上述目标测试方式对监测范围内的多条通信线路进行轮询测试；采用上述目标测试方式对监测范围内的多组通信线路进行轮询测试；采用上述目标测试方式对监测范围内的所有通信线路进行轮询测试。

在另一种可选的实施例中，上述处理器还用于确定与上述测试结果对应的当前曲线数据；依据目标曲线数据对上述当前曲线数据进行分析，得到分析结果，其中，上述分析结果包括以下之一：故障运行信息、正常运行信息；从上述分析结果中获取上述故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息。

在一种可选的实施例中，上述预警信息包括以下至少之一：紧急预警信息、重要预警信息、次要预警信息、仅提示预警信息，其中，上述紧急预警信息用于表征上述故障定位信息在第一时长内达到风险预警状态，上述重要预警信息用于表征上述故障定位信息在第二时长内达到风险预警状态，上述次要预警信息用于表征上述故障定位信息在第三时长内达到风险预警状态，上述仅提示预警信息用于表征上述故障定位信息在第四时长内达到风险预警状态，上述第二时长大于上述第一时长，上述第三时长大于上述第二时长，上述第四时长大于上述第三时长。

在一种可选的实施例中，上述系统还包括：分布式光纤传感器，与上述处理器连接，用于采集上述通信线路的故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息，其中，上述分布式光纤传感器设置在上述通信线路上，上述分布式光纤传感器包括以下至少之一：光纤位移传感器、光纤电流传感器、光纤光栅传感器、光纤声音传感器、光纤压力传感器、光纤荧光温度传感器、光纤气体传感器。

需要说明的是，本申请中的图2中所示通信线路的故障检测系统的具体结构仅是示意，在具体应用时，本申请中的通信线路的故障检测系统可以比图2所示的通信线路的故障检测系统具有多或少的结构。

需要说明的是，上述实施例1中的任意一种可选的或优选的通信线路的故障检测方法，均可以在本实施例所提供的通信线路的故障检测系统中执行或实现。

此外，仍需要说明的是，本实施例的可选或优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述，此处不再赘述。

实施例3

根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述通信线路的故障检测方法的装置实施例，图3是根据本发明实施例的一种通信线路的故障检测装置的结构示意图，如图3所示，上述通信线路的故障检测装置，包括：测试模块50、定位模块52和确定模块54，其中：

测试模块50，用于采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；定位模块52，用于确定上述测试结果中的故障定位信息；确定模块54，用于基于上述故障定位信息确定对应的预警信息。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，例如，对于后者，可以通过以下方式实现：上述各个模块可以位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的方式位于不同的处理器中。

此处需要说明的是，上述测试模块50、定位模块52和确定模块54对应于实施例1中的步骤S102至步骤S106，上述模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在计算机终端中。

需要说明的是，本实施例的可选或优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述，此处不再赘述。

上述的通信线路的故障检测装置还可以包括处理器和存储器，上述测试模块50、定位模块52和确定模块54等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元，上述内核可以设置一个或以上。存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

根据本申请实施例，还提供了一种非易失性存储介质实施例。可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述非易失性存储介质所在设备执行上述任意一种通信线路的故障检测方法。

可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中，上述非易失性存储介质包括存储的程序。

可选地，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以下功能：采用目标测试方式对通信线路进行测试，得到测试结果，其中，上述目标测试方式包括以下至少之一：点名测试、周期测试、光功率测试、故障触发测试、外部设备告警联动测试；确定上述测试结果中的故障定位信息；基于上述故障定位信息确定对应的预警信息。

可选地，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以下功能：采用上述目标测试方式对监测范围内的多条通信线路进行轮询测试；采用上述目标测试方式对监测范围内的多组通信线路进行轮询测试；采用上述目标测试方式对监测范围内的所有通信线路进行轮询测试。

可选地，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以下功能：确定与上述测试结果对应的当前曲线数据；依据目标曲线数据对上述当前曲线数据进行分析，得到分析结果，其中，上述分析结果包括以下之一：故障运行信息、正常运行信息；从上述分析结果中获取上述故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息。

可选地，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以下功能：采用分布式光纤传感器采集上述通信线路的故障运行信息，以及与上述故障运行信息对应的上述故障定位信息，其中，上述分布式光纤传感器设置在上述通信线路上，上述分布式光纤传感器包括以下至少之一：光纤位移传感器、光纤电流传感器、光纤光栅传感器、光纤声音传感器、光纤压力传感器、光纤荧光温度传感器、光纤气体传感器。

根据本申请实施例，还提供了一种处理器实施例。可选地，在本实施例中，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述任意一种通信线路的故障检测方法。

本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，上述存储器中存储有计算机程序，上述处理器被设置为运行上述计算机程序以执行上述任意一种的通信线路的故障检测方法。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有上述任意一种的通信线路的故障检测方法步骤的程序。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取非易失性存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个非易失性存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的非易失性存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。