浅谈数字化技术在电力通信光缆资源管理系统中的应用

  • 来源:消费电子
  • 关键字:数字化技术,应用,优化策略
  • 发布时间:2024-12-31 20:28

  王剑风

  【摘 要】随着科技的发展,电力通信光缆资源管理系统在电力系统中的作用逐渐增加。为此,文章针对该系统的内涵、功能架构及建设现状展开论述,指出系统仍存在一些问题亟须解决,并重点探讨了大数据、物联网、人工智能、区块链、云计算等数字化技术在光缆资源管理各环节中的应用,从管理效率、资源利用率、运维成本等维度对技术应用效果进行了评估。结果表明,数字化技术应用能够显著提高管理效率,大幅提高资源利用率,明显降低运维成本。研究旨在进一步提高数字化技术应用水平,提出优化数据质量、强化系统集成、创新应用场景、健全制度机制等策略建议,以期助力电力通信光缆资源管理实现高质量发展。

  【关键词】电力通信光缆;资源管理;数字化技术;应用;优化策略

  引言

  近年来,随着新型电力系统建设持续推进,电力通信光缆作为关键基础设施,其资源管理面临着诸多挑战。大数据、人工智能等数字化技术的快速发展,为破解光缆资源管理难题提供了新思路。引入数字化技术,推动电力光缆资源管理数字化转型,对于提高管理效率、降低运维成本、保障电网安全稳定运行至关重要。

  一、电力通信光缆资源管理系统概述

  (一)电力通信光缆资源的内涵与特点

  电力通信光缆资源是指电力系统中用于承载通信业务的光纤及其附属设施的总和。它具有分布广、点多线长、环境复杂和与电力设施同架等特点。电力通信光缆资源是电力系统的重要基础设施,是电网安全稳定运行的关键支撑。光缆资源的合理配置和高效利用,直接关系到电力通信网络的建设质量和运行效率[1]。因此,加强电力通信光缆资源管理,实现资源的全生命周期管控,对于提高电力通信保障能力,促进电力现代化发展具有重要意义。

  (二)电力通信光缆资源管理系统的功能架构

  电力通信光缆资源管理系统是一个集资源管理、业务管理、运维管理等功能于一体的综合管理平台。其功能架构主要包括光缆资源信息管理、光缆资源规划设计、光缆资源建设管理、光缆资源运维管理等模块。光缆资源信息管理负责光缆资源数据的采集、存储、处理和共享;光缆资源规划设计负责光缆线路的规划、可行性研究、方案设计等;光缆资源建设管理负责光缆工程的施工、验收、交付等;光缆资源运维管理负责光缆设施的巡检、维护、抢修等。各功能模块相互联系,形成了一个完整的闭环管理流程,为电力通信光缆资源管理提供了全方位、全过程的支撑。

  (三)电力通信光缆资源管理系统建设现状

  目前,国内各电力公司普遍建设了电力通信光缆资源管理系统,在资源可视化管理、线路健康状态分析、故障定位与抢修等方面发挥了重要作用。系统集成了地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)等先进技术,实现了光缆资源的精细化管理和自动化运维。但在实际应用中,仍存在资源数据准确性不足、业务协同度不高、管理力度不细等问题,难以满足新形势下的管理需求[2]。未来,电力通信光缆资源管理亟需引入大数据、人工智能等数字化技术,推动管理流程再造和业务模式创新,不断提高光缆资源管控水平,为电力通信网络高质量发展提供有力保障。

  二、数字化技术在电力通信光缆资源管理系统中的应用

  (一)大数据技术应用

  大数据技术在电力通信光缆资源管理中得到了广泛应用。一方面,利用多源异构的数据采集技术,如光纤传感、RFID、移动终端等,可以实现光缆资源数据的全面采集和高效整合,构建起完整、准确、实时的光缆资源数据库,为后续的数据分析和应用奠定坚实基础。另一方面,运用数据挖掘、机器学习等技术,能够对海量光缆资源数据进行深入分析和智能处理,挖掘潜在的规律和关联,实现光缆资源的精准画像和健康状态评估,为光缆规划、建设、运维等提供科学决策支持。同时,基于大数据的可视化技术,构建光缆资源全景模型,可以直观展现光缆网络的拓扑结构、关键节点、路由状态等,从而大幅提高管理人员对全网资源的感知和把控能力,为智能调度、故障诊断等应用奠定良好视觉基础。

  (二)物联网技术应用

  物联网技术赋能电力通信光缆资源管理,能够推动管理模式从被动响应向主动预防转变。分布式光纤传感、振动传感等物联网感知技术,不仅能够实时监测光缆设施的健康状态,包括光缆温度、应力、振动等关键参数,还能够及时发现光缆劣化、损伤等隐患,为光缆状态评估和预警提供第一手数据。同时,RFID、二维码等物联网标识技术也可以在光缆资源管理中得到创新应用,通过对光缆、接头盒、配线架等设施设备进行“物品电子身份证”式管理,实现对光缆资源的全生命周期跟踪与溯源,从而极大提高光缆资产管理的效率和精度[3]。此外,loT平台支撑下的光缆资源管理,可以打通规划、建设、运维等业务环节的数据壁垒,实现全流程信息化协同,形成光缆设施预警、故障诊断、调度抢修的闭环管控,从而有力保障光缆网络的安全稳定运行。

  (三)人工智能技术应用

  人工智能技术可以为电力通信光缆资源管理注入新动能。智能优化算法应用于光缆网络规划设计,能够通过机器推理和知识演绎,在海量参数中快速搜索出最优路由方案,并结合地理信息、电力负荷等数据进行方案评估,大幅提高光缆线路规划的效率和质量。光缆网络拓扑结构复杂,故障诊断是一大难题,因此,引入故障诊断专家系统、机器学习等人工智能技术,对海量历史故障数据进行学习和训练,掌握光缆故障的特征模式和诊断规则,可以实现自动化、智能化的光缆故障识别、定位、原因分析,极大缩短故障诊断时间,降低故障期间的通信中断风险。此外,人工智能基于强化学习技术,优化光缆资源调度策略,通过对网络状态、业务需求、资源属性等多维数据的实时分析,自主学习和动态调整光缆资源的配置方案,能够在确保光缆设施安全的前提下,最大化光缆资源利用效率,实现光缆网络的弹性智能运行。

  (四)区块链技术应用

  区块链技术以其去中心化、不可篡改等特性,为电力通信光缆资源管理提供创新解决方案。基于区块链搭建光缆资源使用权确权平台,可以将光缆资源的产权信息上链,再利用密码学原理对关键信息进行加密认证,从而实现光缆资源产权的可信登记和全生命周期管理,有效解决光缆资源产权归属不清、纠纷频发等问题。在跨区跨省的光缆资源共享利用场景中,区块链技术可构建光缆资源交易平台,实现光缆资源使用权的点对点交易和自动清结算。交易各方通过智能合约事先约定交易规则和服务质量,交易数据可以自动上链存证,这样既能保证交易的公平性,又能提高交易效率,从而破解跨区域光缆资源互通共享的信任风险。同时,区块链不可篡改、可追溯的特性,可以为光缆资源交易提供有力的安全保障,所有交易记录永久存储,方便监管审计和纠纷仲裁。

  (五)云计算技术应用

  云计算技术重塑了电力通信光缆资源管理的IT架构,实现了管理系统的集中化、服务化、弹性化。过去传统的光缆资源管理系统大多采用烟囱式架构,系统割裂、数据孤岛问题突出。引入云计算架构后,各个管理子系统和海量光缆数据迁移上云,打破了地域和部门间的界限,形成了统一的资源管理池,数据得以被集中管理,按需调用,这极大提高了资源配置效率和协同管理水平。同时,云计算平台良好的弹性扩展和负载均衡能力,赋予了光缆管理系统更强的适应性更够更加轻松应对管理规模和并发访问的动态变化,这确保了管理服务的连续性[4]。此外,云计算的服务化特性,能够促进光缆资源管理从单纯的支撑保障向服务创新延伸,通过开放API接口,云计算能够向各业务单元、合作伙伴等提供差异化的光缆资源服务,实现光缆资源的按需调配和弹性共享,盘活存量资源,创造增量价值。

  三、数字化技术应用效果评估

  (一)应用效果评估指标体系

  构建科学完善的评估指标体系是开展数字化技术应用效果评估的基础。这需要从管理效率、资源利用率、运维成本三个维度设计评估指标。管理效率维度重点关注数字化技术对光缆规划、建设、运维等业务流程优化和管理效率提高的贡献,如规划设计周期和故障处理时长等;资源利用率维度聚焦数字化手段对盘活存量光缆资源和提高资源使用效率的作用,如光缆共享率、复用率和闲置率等;运维成本维度评估数字化转型对光缆运维模式变革与成本结构优化的效果,如人工投入、备品备件费用及能耗成本等。

  (二)应用效果评估方法

  开展数字化技术应用效果评估需要采用科学的评估方法。定量评估可通过收集光缆规划、建设和运维等业务数据,对比分析数字化技术应用前后各指标数据的变化,计算指标优化幅度和提高率等,用数据说话,客观评价数字化技术的应用价值;定性评估可通过问卷调查、访谈等方式,广泛听取管理人员、一线员工、专家学者等利益相关方的意见建议,了解其对数字化技术应用的真实感受,归纳应用中的经验和改进空间,并从战略高度解析数字化转型对企业长远发展的影响。

  (三)应用效果评估结果

  通过对某电力公司的调研分析,数字化技术在电力通信光缆资源管理中的应用取得了积极成效。在管理效率方面,引入数字化管理平台后,光缆规划设计、故障处理等关键业务环节的作业效率明显提高,员工的主观获得感普遍较高。资源利用方面,利用物联网、区块链等新技术,光缆资源得到进一步盘活,跨区跨省的光缆资源共享机制更加顺畅,资源利用水平明显提高。成本管控方面,通过推行集中化、服务化的云管理模式,机房运维、备件库存等成本得以降低,但具体的成本降幅有待进一步量化分析。

  四、数字化技术应用优化策略

  (一)优化数据质量,夯实应用基础

  电力通信光缆资源管理应从数据源头抓起。首先,需要制定统一的数据标准规范,明确数据采集、传输、存储、处理等各环节的质量要求,建立全流程数据质量管控机制;其次,需要引入主数据管理理念,加强数据治理,提高数据的准确性、完整性、一致性和及时性;再次,需要运用人工智能、机器学习等技术,优化数据分析、挖掘算法,提高数据处理效率和价值转化能力;最后,需要加强数据安全合规管理,完善数据管理制度,强化数据脱敏、加密等措施,确保数据安全可控。唯有从数据源头夯实基础,提高数据质量,数字化技术应用才能行稳致远[5]。

  (二)强化系统集成,提高协同效率

  当前,电力通信光缆资源管理系统大多采用条块分割的建设模式,这导致了系统割裂、数据壁垒问题突出,业务协同困难。要破解"信息孤岛"困局,应立足业务实际,促进各系统的互联互通和业务流程再造;基于云计算、大数据等新型架构,推进管理系统的集中化部署、一体化设计,实现GIS、企业资源规划(Enterprise Resource Planning,ERP)、物联网等多源异构数据的无缝集成;运用微服务、应用程序编程接口(Application Programming Interface,API)等技术,打造开放共享的数据流通枢纽,推动跨部门、跨专业的数据共享和业务协同,建立管理协同机制,形成工作合力。唯有强化系统集成,打通数据流转,才能充分释放数字化技术的变革力量。

  (三)创新应用场景,拓展应用深度广度

  电力通信光缆资源管理应立足管理需求,因地制宜拓展数字技术的创新应用,用实际应用效果检验数字化转型成效;在光缆规划设计领域,运用大数据分析、知识图谱等技术,辅助光缆路由优化和方案评估;在光缆资源监管领域,应发挥物联网、区块链技术优势,实现光缆资产全生命周期管理和资源共享交易;在运维管理领域,应用数字孪生、虚拟现实(Virtual Reality,VR)、增强现实(Augmented Reality,AR)等新技术,提高光缆设施巡检、抢修的智能化水平[6]。要坚持需求导向,聚焦应用价值,不断探索数字技术与光缆管理的最佳结合点,持续拓展应用深度和广度,让数字化"实"起来。

  (四)健全制度机制,强化应用保障

  电力通信光缆资源管理应结合数字化转型的需要,系统梳理现有管理制度,以建立健全适应数字时代的制度体系;明晰数据归集、共享、应用的边界和流程,建立数据资源管理制度,促进数据要素有序流动;完善数字化人才队伍建设制度,加大复合型人才引进、培养和激励力度,打造高素质管理队伍;建立数字化应用成效评估机制,科学评价数字技术对管理效能提高的贡献度,形成应用导向;强化网络安全管理,健全数据安全、系统安全等配套管理制度,为数字化转型保驾护航。唯有筑牢制度基石,营造良好的制度环境,才能保障数字化技术应用行稳致远。

  结语

  电力通信光缆资源管理是一项复杂的系统工程,数字化技术的深度应用是大势所趋。实践表明,数字化技术与光缆资源管理的深度融合,能够有力促进管理模式创新,显著提高管理效能。展望未来,电力通信光缆资源管理应以数字化为牵引,以智能化为方向,持续推进管理流程再造和业务模式变革,不断提高光缆资源配置效率和使用效益,为构建泛在电力物联网,服务新型电力系统建设提供有力支撑,为电力高质量发展注入澎湃动力。

  参考文献:

  [1] 刘斌,李小鹏,买振兴.电力通信光缆资源管理数字化应用[J].电子技术,2024,53(03):194-195.

  [2] 罗斌,张志静,卢维虎.浅谈数字化技术在电力通信光缆资源管理系统中的应用[J].通讯世界,2024,31(01):112-114.

  [3] 李明,管伟.电力通信光缆资源管理中的数字化技术应用[J].集成电路应用,2024,41(01):402-403.

  [4] 姚涛,王从春,穆琼静.电力通信光缆资源管理数字化应用分析[J].数字通信世界,2023(04):101-103.

  [5] 蔡莹乾,张栋,朱渊婧.电力通信光缆资源管理数字化应用与研究[J].价值工程,2022,41(16):108-110.

  [6] 李自成.基于地理信息系统(GIS)的电力光缆故障快速定位分析[J].电气时代,2022(01):111-114.

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