一种光纤余长及光缆寿命预测的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光缆管理领域，特别是涉及一种光纤余长及光缆寿命预测的方法和装置。主要包括：采集光纤的环境影响因素，其中，环境影响因素包括雷击、覆冰、风摆、自重和温度中的一项或多项；计算每种环境影响因素相应的光缆比载，根据光缆比载计算光纤余长；根据环境影响因素的历史数据生成历史输入数据，使用历史输入数据对神经网络进行训练，建立光纤余长及光缆寿命的预测模型；根据当前环境影响因素生成当前输入数据，利用预测模型，根据当前输入数据对光纤余长和光缆寿命进行预测。本发明专利技术综合考虑光缆的多种环境影响因素，使用神经网络对光纤的余长进行预测，并根据余长对光缆的寿命极限进行预测。进行预测。进行预测。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤余长及光缆寿命预测的方法和装置


[0001]本专利技术涉及光缆管理领域，特别是涉及一种光纤余长及光缆寿命预测的方法和装置。

技术介绍

[0002]中国光纤光缆经过近40多年的发展，其生产工艺已十分成熟，光纤光缆的使用量也逐年增加。目前，国内部分老通信线路已达到或超过光缆的预期寿命，运营商、电力行网等客户开始着眼对这些光缆线路进行可靠性及寿命的评估，老线路的延寿或更替已逐渐成为国内外客户关注的热点问题，因此对光缆所处的状态进行预测是十分重要的。
[0003]经过调研可知，目前已有的光缆寿命预测方法，要么考虑情况单一，比如单一考虑风吹影响；要么在实验过程中都需要设定许多理想条件，比如设定光缆所受应力或者温度恒定。但实际情况下，光缆所受到应力和温度应当是时刻变化的，故而这些方法都不能对光缆寿命有一个很好的预测。
[0004]鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决现有技术由于预测条件限制导致光缆寿命预测不准确的现象，是本
待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术解决了由于预测条件限制导致光缆寿命预测不准确的问题。
[0006]本专利技术实施例采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种光纤余长及光缆寿命预测的方法，具体为：采集光纤的环境影响因素，其中，环境影响因素包括雷击、覆冰、风摆、自重和温度中的一项或多项；计算每种环境影响因素相应的光缆比载，根据光缆比载计算光纤余长；根据环境影响因素的历史数据生成历史输入数据，使用历史输入数据对神经网络进行训练，建立光纤余长及光缆寿命的预测模型；根据当前环境影响因素生成当前输入数据，利用预测模型，根据当前输入数据对光纤余长和光缆寿命进行预测。
[0008]优选的，计算每种环境影响因素相应的光缆比载，根据光缆比载计算光纤余长，包括以下步骤：根据光缆所受雷击影响因素计算出光缆受雷击影响的比载；和/或，根据光缆所受覆冰影响因素计算出光缆受覆冰影响的比载；和/或，根据光缆所受风摆影响因素和所受覆冰影响因素计算出光缆受风摆影响的比载；根据光缆受雷击影响的比载、受覆冰影响的比载和受风摆影响的比载，结合温度信息计算出当前状态光缆所受的应力，根据应力计算当前状态下的光纤余长。
[0009]优选的，所述根据光缆所受雷击影响因素计算出光缆受雷击影响的比载，具体包括：当雷击电流大于光缆的最大承受电流时，对光缆进行退役处理；当雷击电流小于光缆的最大承受电流时，以光缆的自重比载作为光缆受雷击影响的比载。
[0010]优选的，所述根据光缆所受覆冰影响因素计算出光缆受覆冰影响的比载，具体包
括：当光缆有覆冰影响时，根据光缆的自重比载以及冰重比载共同计算光缆受覆冰影响的比载。当光缆没有覆冰影响时，以光缆的自重比载作为光缆受覆冰影响的比载。
[0011]优选的，所述根据光缆所受风摆影响因素和所受覆冰影响因素计算出光缆受风摆影响的比载，具体包括：当光缆有风摆影响且无覆冰影响时，根据光缆的自重比载以及风压比载计算光缆受风摆影响的比载；当光缆无风摆影响且有覆冰影响时，根据光缆的自重比载以及冰重比载计算光缆受风摆影响的比载；当光缆有风摆影响且有覆冰影响时，根据光缆的自重比载、冰重比载以及风压比载计算光缆受风摆影响的比载；当无风摆影响且无覆冰影响时，根据光缆的自重比载计算光缆受风摆影响的比载。
[0012]优选的，所述根据环境影响因素的历史数据生成历史输入数据，具体包括：按照指定时间步长采集环境影响因素对应的数据，将同一个采集时间点的一个或多个环境影响因素对应的数据组合为数组，将所有需要使用的数组的集合作为历史输入数据。
[0013]优选的，所述使用历史输入数据对神经网络进行训练，还包括：将历史输入数据划分为训练集和测试集，具体包括：将全部历史输入数据的样本划分为K个大小相等的样本子集；依次遍历K个样本子集，把当前的样本子集作为验证集，其余所有样本作为训练集，进行模型的训练和评估；所有样本子集评估完成后，把K次评估指标的平均值作为最终的评估指标。
[0014]优选的，所述使用历史输入数据对神经网络进行训练，具体包括：
[0015]进行训练时的训练损失函数表示为如下公式：
[0016][0017]其中，u
i
和f(x
i
)分别表示第i个样本的真实值和预测值，m为样本的个数。
[0018]优选的，所述根据当前输入数据对光纤余长和光缆寿命进行预测，具体包括：向预测模型中输入预测时间段之前指定时间段的输入数据，通过预测模型预测并输出预测时间段的光纤余长数据；当预测时间段内出现光纤余长不足的情况时，表明光缆寿命极限时间在该预测时间段。
[0019]另一方面，本专利技术提供了一种光纤余长及光缆寿命预测的装置，具体为：包括至少一个处理器和存储器，至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，存储器存储能被至少一个处理器执行的指令，指令在被处理器执行后，用于完成第一方面中的光纤余长及光缆寿命预测的方法。
[0020]与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果在于：综合考虑了光缆的多种环境影响因素，使用神经网络对光纤的余长进行预测，并根据余长对光缆的寿命极限进行预测，使得预测结果更符合实际情况，并能够根据不同使用场景的环境因素进行自行调整，提高了预测的灵活性和高效性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的一种光纤余长及光缆寿命预测的方法流程图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的一种光纤余长及光缆寿命预测的方法中光纤余长计算流程图；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的另一种光纤余长及光缆寿命预测的方法中光纤余长计算流程图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的一种光纤余长及光缆寿命预测的方法中使用的神经网络架构示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例提供的另一种光纤余长及光缆寿命预测的方法流程图；
[0027]图6为本专利技术实施例提供的另一种光纤余长及光缆寿命预测的方法流程图；
[0028]图7为本专利技术实施例提供的一种光纤余长及光缆寿命预测的装置结构示意图；
[0029]其中，附图标记如下：
[0030]11：处理器；12：存储器。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]本专利技术是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤余长及光缆寿命预测的方法，其特征在于，具体包括：采集光纤的环境影响因素，其中，环境影响因素包括雷击、覆冰、风摆、自重和温度中的一项或多项；计算每种环境影响因素相应的光缆比载，根据光缆比载计算光纤余长；根据环境影响因素的历史数据生成历史输入数据，使用历史输入数据对神经网络进行训练，建立光纤余长及光缆寿命的预测模型；根据当前环境影响因素生成当前输入数据，利用预测模型，根据当前输入数据对光纤余长和光缆寿命进行预测。2.根据权利要求1所述的光纤余长及光缆寿命预测的方法，其特征在于，计算每种环境影响因素相应的光缆比载，根据光缆比载计算光纤余长，包括以下步骤：根据光缆所受雷击影响因素计算出光缆受雷击影响的比载；和/或，根据光缆所受覆冰影响因素计算出光缆受覆冰影响的比载；和/或，根据光缆所受风摆影响因素和所受覆冰影响因素计算出光缆受风摆影响的比载；根据光缆受雷击影响的比载、受覆冰影响的比载和受风摆影响的比载，结合温度信息计算出当前状态光缆所受的应力，根据应力计算当前状态下的光纤余长。3.根据权利要求2所述的光纤余长及光缆寿命预测的方法，其特征在于，所述根据光缆所受雷击影响因素计算出光缆受雷击影响的比载，具体包括：当雷击电流大于光缆的最大承受电流时，对光缆进行退役处理；当雷击电流小于光缆的最大承受电流时，以光缆的自重比载作为光缆受雷击影响的比载。4.根据权利要求2所述的光纤余长及光缆寿命预测的方法，其特征在于，所述根据光缆所受覆冰影响因素计算出光缆受覆冰影响的比载，具体包括：当光缆有覆冰影响时，根据光缆的自重比载以及冰重比载共同计算光缆受覆冰影响的比载；当光缆没有覆冰影响时，以光缆的自重比载作为光缆受覆冰影响的比载。5.根据权利要求2所述的光纤余长及光缆寿命预测的方法，其特征在于，所述根据光缆所受风摆影响因素和所受覆冰影响因素计算出光缆受风摆影响的比载，具体包括：当光缆有风摆影响且无覆冰影响时，根据光缆的自重比载以及风压比载计算光缆受风摆影响的比载；当光缆无风摆影响且有覆冰影响时，根据光缆的自重比载以及冰重比载计算光缆受风摆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李源，朱家烨，牛孟超，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：