一种基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统技术方案

基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统，包括客户端/服务器(C/S)、分布式光纤测温传感器、Oracle数据库、空间数据库引擎ArcSDE、GIS功能模块、数据处理模块、显示模块；GIS功能模块将地理信息数据经过数据处理后将海域空间信息传输给数据处理模块；分布式光纤温度传感器将采集的海底电缆采集信号传输给数据处理模块；数据处理模块对海底电缆采集信号进行数据处理并将结果输入到故障分析模块，最终将分析结果显示在显示模块上；采用Oracle数据库，并通过空间数据库引擎ArcSDE访问存储在Oracle数据库中的空间和属性数据，对分布式光纤温度传感器采集的温度数据进行检查、入库。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统
本技术涉及一种系统，尤其涉及一种基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统。
技术介绍
伴随着陆地资源的逐渐匮乏，海洋已经俨然成为人类资源探索的众矢之的，也是近几年国际上激烈竞争的焦点之一。随着世界各国对海洋的不断开发和研究，越来越多地用到了海底电缆。由于海底电缆深埋海底，其运行状态及故障的监测就显得尤为重要。一旦出现故障，其探测和修复往往耗费大量的人力、财力和时间，有时甚至超过敷设一根新电缆的投入。海缆的运行温度是电缆的一个重要参数。当电缆在额定负荷下运行时，线芯温度达到允许值。电缆一旦过负荷，线芯温度将急剧上升，加速绝缘老化，甚至发生热击穿。例如，研究发现，当交联聚乙烯(XLPE)电缆的工作温度超过允许值的8％时，其寿命将减半；如果超过15％，电缆寿命将只剩下1/4。所以，必须对海底电缆的温度进行实时的监控。1997年，亚喀巴湾，连接约旦和埃及的400kV海底电缆，采用分布式光纤传感监视电缆温度的变化，对高压电缆导线进行监测，该系统一直应用至今；国内对陆地高压电缆的表面温度也采用基于拉曼散射的分布式光纤温度传感技术进行监测；但是，目前这些研究方法对象往往都是陆地高压电缆，而且采用的技术方法单一，对于敷设在浅海域淤泥质海床上的海底电缆难以直接使用。
技术实现思路
本技术是针对现有技术中存在的不足，通过地理信息GIS采集技术将电子海图引入系统，通过监测点位置信息与地理信息的关联，实现了海底电缆的全程可视化监控，当发现故障点时，就可以显示出该故障点的位置和邻近的钻井平台位置信息，便于故障原因的查找和故障的及时修复。本技术通过以下技术方案加以实现：包括客户端/服务器(C/S)、分布式光纤测温传感器、Oracle数据库、空间数据库引擎ArcSDE、ArcGIS功能模块、数据处理模块、显示模块；其特征为：所述空间数据库引擎ArcSDE是所述ArcGIS功能模块与Oracle数据库之间的GIS通道，该ArcGIS功能模块将地理信息数据经过数据处理后将海域空间信息传输给数据处理模块；分布式光纤温度传感器将采集的海底电缆采集信号传输给数据处理模块；所述数据处理模块对海底电缆采集信号进行数据处理并将结果输入到故障分析模块，最终将分析结果显示在客户端/服务器(C/S)的显示模块上；通过采用Oracle数据库，并通过空间数据库引擎ArcSDE访问存储在Oracle数据库中的空间和属性数据，对分布式光纤温度传感器采集的温度数据进行检查、入库。优选为：优选为：所述分布式光纤测温传感器型号为SSTS-D-2000；所述数据处理模块核心模块采用嵌入式ARM9。优选为：通过数据处理模块将接收的信号进行数据处理后与设定阈值进行对比，将比较结果上传到显示模块中进行显示，比较电路采用的比较器型号为LM339。有益效果：实现了整个海底电缆系统的实时的可视化监控，解决了海缆空间数据的可视化表达和海缆温度、应力数据查询与分析，并给出故障的初步分析及推断。附图说明图1为本技术基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统海底电缆检测数据流程图。图2为本技术基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统信号处理一路原理图。具体实施方式实施例1地理信息系统(GIS)是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门学科为一体的新型学科，是由计算机系统、地理数据和用户组成的。它把地理位置和相关属性有机结合起来，通过对具有空间内涵的地理数据的获取(集成)、存储、检索、分析等操作，根据实际需要准确真实、图文并茂地生产并输出地理信息。目前，GIS在各行各业的应用和发展已成为势不可挡的国际潮流。ArcSDE是美国环境系统研究所公司(ESRI公司)研发的ArcGIS家族中的一员，是一个空间数据库中间件技术。ArcSDE是ArcGIS功能模块与关系数据库(本系统后台关系数据库采用Oracle)之间的GIS通道，ArcSDE以数据库为后台存储中心，为前端的GIS应用提供快速的空间数据访问，海量数据的快速读取和数据存储的安全高效是ArcSDE的重要特征。ArcSDE支持ArcGIS应用层并提供DBMS通道技术，使得空间数据可以存储于多种DBMS中。ArcSDE同时能保证所有的GIS功能可用，而无需考虑底层的DBMS。ArcSDE使用DBMS支持的数据类型，以表格的形式管理底层的空间数据存储，并可使用SQL在DBMS中访问这些数据。ArcSDE同时也提供了开放的客户端开发接口，通过这些接口用户定制的应用程序也可以访问底层的空间数据表。GIS服务器架构设计基于GIS的海底电缆监测系统采用客户端/服务器(C/S)模式，具有温度数据更新速度快、电缆状态显示直观准确等特点。该系统首先通过分布式光纤测温传感器采集海底电缆各个检测点的温度数据；其次该框架设计采用Oracle+ArcSDE，它是目前世界上最成熟、最稳定的空间数据管理技术，也是基础地理信息数据库工程建设的主流模式，主要存储两种类型的数据：海底基础地理数据和海底电缆温度数据，数据层采用Oracle数据库系统和ArcSDE空间数据引擎，实现海底电缆基础地理数据的高效存储和管理；中间层通过ArcSDE空间数据引擎实现对空间数据的访问，基于Arc－GISEngine和ArcIMS技术构建空间信息综合应用开发平台，实现空间数据应用的业务逻辑，如空间数据的表现和操作；应用层在ArcGISEngine和ArcIMS的基础上，实现海底电缆的基础地理数据库的具体应用。通过ESRI公司的空间数据库引擎ArcSDE访问存储在Oracle中空间和属性数据，对其进行温度数据检查、入库和更新的操作。该系统通过嵌入ESRI公司的ArcGISEngine组件完成GIS功能。基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统主要实现的功能：①环境参数获取：利用建立分布在海底电缆信息采集站，获取覆盖海底电缆周边范围的环境参数；②实时动态监测：采用分布式光纤测温技术实现全天候不间断监测海底电缆工作状态，将采集到的数据信息实时同步传输到监测中心，实现实时观测海底电缆的动态情况；③故障定位：如有故障，利用GIS地理信息系统完成定位；④预报分析：根据检测到的环境参数，并参考数据库中数据，综合分析，得到海底电缆对应工作状态。分布式光纤测温技术分布式光纤测温技术是一种新型的温度测量技术，该技术温度误差小、定位精度高、响应时间短、运行可靠且能实现长距离大范围测温，可有效应用于海底电缆的温度在线监测。该技术的核心部件就是分布式光纤温度传感器，它能够连续测量传感光纤沿线所在处的温度、应力应变，测量距离范围为几公里至几十公里，空间定位精度达到m的数量级，能够进行不间断自动测量，特别适用于大范围多点测量的应用场合。分布式光纤传感技术的原理，利用高功率激光脉冲入射到光纤中，在传播过程中与光纤分子相互作用产生3种散射光，即瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射。其中，布里渊散射基本原理是利用光纤单一截面上的布里渊散射光谱中心频率的漂移量与光纤所受的轴向应变和温度之间的线性关系如下式（1）所示：，1550nm波长的入射光在普通单模光纤中的各个系数为：通过测量分析中心频率的飘移变化，便可以得到光纤的外表温度和轴向应变。本系统可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统，包括客户端/服务器(C/S)、分布式光纤测温传感器、Oracle数据库、空间数据库引擎ArcSDE、ArcGIS功能模块、数据处理模块、显示模块；其特征为：所述空间数据库引擎ArcSDE是所述ArcGIS功能模块与Oracle数据库之间的GIS通道，该ArcGIS功能模块将地理信息数据经过数据处理后将海域空间信息传输给数据处理模块；分布式光纤温度传感器将采集的海底电缆采集信号传输给数据处理模块；所述数据处理模块对海底电缆采集信号进行数据处理并将结果输入到故障分析模块，最终将分析结果显示在客户端/服务器(C/S)的显示模块上；通过采用Oracle数据库，并通过空间数据库引擎ArcSDE访问存储在Oracle数据库中的空间和属性数据，对分布式光纤温度传感器采集的温度数据进行检查、入库。

【技术特征摘要】
1.一种基于地理信息GIS采集技术的海底电缆监测系统，包括客户端/服务器(C/S)、分布式光纤测温传感器、Oracle数据库、空间数据库引擎ArcSDE、ArcGIS功能模块、数据处理模块、显示模块；其特征为：所述空间数据库引擎ArcSDE是所述ArcGIS功能模块与Oracle数据库之间的GIS通道，该ArcGIS功能模块将地理信息数据经过数据处理后将海域空间信息传输给数据处理模块；分布式光纤温度传感器将采集的海底电缆采集信号传输给数据处理模块；所述数据处理模块对海底电缆采集信号进行数据处理并将结果输入到故障分析模块，最终将分析结果显示在客户端/服务器(C/S)...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛明梅，
申请(专利权)人：江苏省金威测绘服务中心，
类型：新型
国别省市：江苏,32