设备接口设计论文

摘要：随着我国电力建设的迅速发展其电网结构日趋复杂，电力调度配网自动化系统作为电力监控调度业务的技术支撑也愈发重要。今天小编给大家找来了《设备接口设计论文 (精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

设备接口设计论文 篇1：

“预先介入”对铁路房屋与设备接口设计质量的控制

摘要：铁路工程中，保证房屋建筑与设备专业达到高质量的接口设计，是使建筑及各种设备满足使用功能的重要条件，由于设备专业具有专业性较强，及隐蔽性、复杂性、产品更新快等特点，因此是否能为房屋建筑设计提供及时、准确的接口设计信息已经成为目前设计过程中的难题。本文提出在接口设计过程中设置“预先介入”机制，是有效提高设计质量的措施，值得推广应用。

关键词：设计质量;现状;改进;方法

1.接口设计质量问题

铁路工程的投资巨大，其质量事关公众安全和国家民生。

本文作者认为，质量是产品、过程或服务满足规定或潜在要求特征和特性的总和，是为了满足要求的一组固有的特性。质量问题实际是经济问题，决定着某种要求达成满足所花费的最终成本，同时质量也是企业生存的根本，必须高度重視[1]。

铁路房屋建筑作为铁路工程的重要组成部分，其设计的一大特点是涉及专业众多，设计接口问题繁杂，容易出现“错漏碰缺”现象，从源头给工程质量埋下隐患。

其中，对于车、机、工、电、辆、供、网、水、暖、风等专业所要求的房屋建筑专业的相关接口设计(以下简称接口设计)，是一个设计管理较为薄弱的环节。其特点是涉及专业种类繁多、技术各异、要求繁琐、工艺性强，各专业相关配合度高，需要设计人员投入较大的精力进行精心设计，设计人员在客观上容易对其产生畏避心理。此外，设备接口所需要的设备基础、沟槽、管洞、预埋件等一般埋设在地面或者土建结构内，但其设计成果并不明显，也容易使设计人员对其忽视和轻视。由于这些原因，经常导致最终房屋建筑施工图出现细节不够完整、前后表达矛盾、内容错误等设计质量问题。

这些问题必然会在后期工程的设计和施工中产生以下负面的表现。

1.1拖延设计进度，图纸供图不及时使工程建设进度受影响。

2.2接口设计粗糙，细节交代不清晰导致施工错误。

1.3设计交底不到位，缺少针对性，设备安装队伍和土建队伍之间出现脱节。

1.4出现拆改、返工或工程废弃，造成人力物力的浪费。

“细节决定成败”，铁路工程中房屋建筑和设备专业之间的接口设计，讲究的就是细节设计的正确和及时，因此，提高接口设计的质量问题是铁路房屋建筑工程设计管理的重点。

2.管理现状

上述问题，技术的原因不是重点，重点在于接口设计过程中，缺乏进一步的管理和控制。

目前在铁路工程设计的组织管理上，常见的做法是整个工程设计项目组会设置统一协调的设计项目负责人(以下称总体)，总体主要负责协调所有专业的设计工作。通常还会设置若干“副总体”协助其分管一定工作，实际工程中，这样的设计管理层级，对设计工作的管理通常是有效的。

但是同样包含在设计管理范围之内的接口设计，为什么常常会出现问题?

主要的原因在于接口设计管控在细节方面没有深入，由于“设备未招标”这一客观因素而未能进一步找寻预案，导致在接口设计问题上，各专业设计人员实际体现出的是偏于群体关系，团队意识尚有欠缺。

工作团队和工作群体的重要区别，在于群体成员个人的绩效相加构成群体绩效，而团队成员努力的结果会使团队的绩效远远大于个人绩效的相加[2]。

群体的特点，容易导致一系列负面效果。

2.1观望等待

设备招标滞后，客观上存在设计输入信息的不完整性，对此最常见的问题是设计人员反复在项目组内反馈设计条件的不完善的信息，无法完成这部分具体设计。这就会从源头上出现观望和等待，未采取主动措施，产生了工作惰性。

2.2互相推诿

相关专业不是积极配合，而是互相推诿，把接口设计不完善的信息问题推给对方，尤其是设计进度要求提供施工文件紧迫阶段。这种表现出群体成员害怕承担相关责任，而有意规避问题，而不是作为一个团队，共同承担责任，努力解决存在的问题。

2.3预案缺失

客观原因总是无法避免，怨天尤人毫无意义，从设计管理角度而言，只有做好处理各种可能发生的问题的预案，才是应对的正确方法，这就需要有一个良好的管理过程，这是解决以上问题的关键。处理一个问题，解决方案有多样性和择优性，群体成员若不去思考预案，而是囿于现状，问题自然无法得到妥善解决。

以上几个问题反映当前在工程项目设计的管理上，需应急待解决。

3.接口设计管理应采用“预先介入”方法

客观原因无处不在，虽然可能是设计制约因素，但本文作者认为这是可以改变的，因为一个良好团队，具体有的特征就是实干的、协调的，是高效率、有责任感、自信和有控制力的[3]。能把制约因素造成的问题按照合理方式解决，不带来后续负面效果，这就是团队应该做的事情。

针对接口设计，对设计管理而言，如何从“群体”转变为“团队”，需要从如下几方面入手改进：

3.1计划、

工作伊始，在设计工作计划中应树立 “预先介入”意识，有深入问题找寻预案的决心，抛弃等待、观望的心态，这是影响接口设计成败的关键。如果还是相关专业秉承以往“设计条件”不足的表面理解，而不去深入分析问题，计划就是不完整的，有缺陷的。

3.2组织

表现在编写设计信息输入的阶段，应设置“预先介入”信息，将接口设计配合工作纳入设计过程组织中，而不是很肤浅的表述为“受设备招标影响;待设备招标之后……”，这样的文字实际是从源头造成了一定的模糊，使参与人有机会去等待和观望。从设计管理层面而言，一切工作都应有具体的组织，不应存在模糊的内容。

3.3协调

具体表现在各相关专业对接口设计的共同认知，也就是要互相主动提供和确认设计条件，尽可能做到及时、准确、详实，而不应存在理解上有歧义。

3.4控制

管理人员对设计工作的组织和协调过程应进行监督和控制，其中包括有必要带有一定的强制性和奖惩措施。否则，管理就是一句空话。

3.5指挥

根据工程项目设计进度总计划，提出某专业设计文件具体工作的完成时间，并指定具体人员负责。具体到某工程项目设计而言，总体可以指定站后某副总体具体指挥此事，此外，除了进度，技术上的管理也应纳入指挥范畴，要求技术审查人共同参与各种问题处理预案的工作。

以上内容，都是设计管理中采用“预先介入”方法的最基本要求。

4.设置“预先介入”方法的实践

“预先介入”还需要有一定的具体方法。管理的八大原则之一强调的是过程方法，过程是“一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动”，简化是其重要方法，简化过程，“一是将过于复杂的过程分解为较为简单的子过程;二是将不必要的过程取消或合并”[1]。

“包容设计”是接口设计“预先介入”较好的实践方法，具体而言就是将以往的设计成功经验和数据固化，提前做好多种预案，以应对接口设计中可能出现的问题，规避“设备未招标”这一未知问题带来的设计复杂性，将其程序化、简单化。

本文作者近年在某铁路工程的车辆段组合库设计管理中设置了“预先介入”方法采用包容设计，取得了较好的效果，其具体情况如下。

该工程设计时，建设方对组合库内主要设备的招标工作因客观原因尚未完成，设备的具体尺寸未进行确定，为了顺利推进设计工作，满足工期要求，设计对有关设备尺寸参数和水电气等接口问题预先介入，进行了包容设计。即房屋建筑专业联合设备专业，对以往该类设备的尺寸(长、宽、高)进行整理和分析，为即将安装的设备预留出合理而足够的空间尺寸，并考虑了今后设备进入室内的方式，以及预留了多处水、电、气等与设备接驳的可能方案。待该工程主体结构、室内外装修施工基本结束时，甲方方才完成设备招标工作，由于进行了“预先介入”，采用包容性设计，后续设备成品的安装和水、电、气接口的施工非常顺利，施工质量良好。

再例如在某工程设计时，房屋建筑与信号专业接口设计配合由于采用了“预先介入”方法，成功避免了短期内信号设备用房因设备需要增多而引起的扩建改造问题。

该工程建设过程中，存在大量铁路专用线引入的可能性，由于本工程和专用线建设周期不同步，后期专用线线接入之后，极可能影响到房屋建筑对信号设备用房规模的控制。为了确保工程按期开通，也为了避免后期专用线引入增加信号设备从而导致信号房间面积不够而出现短期内就对新建建筑进行拆除、扩建和改造，浪费人力物力的情况。房屋建筑和信号专业设计人员预先介入专用线引入带来的问题，认真进行房屋空间包容性设计，从工程投资情况、设备预计数量、设备尺寸、设备布局、房屋结构、管线路径等方面，对土建预留条件做了具体的要求，将其列入设计输入信息内，并在后续施工图设计中认真执行。该项目竣工通车后，短期内便陆续有多条专用线接入，多处站点果然对信号设备用房提出了增容要求，由于事先采用了“预先介入”方法，增加的信号设备得以顺利安装，该工程信号房屋建筑从未出现短期内的拆除、扩建和改造现象，土建投资也得到良好控制，总体效果良好。

以上实例说明，接口设计设置“预先介入”方法，采用包容性设计，是一个提高接口设计质量的好方法。

5.进一步提高和改善设置“预先介入”方法的展望

为了更好的实现这一设计管理方法，做几点具体的展望。

5.1积累有关设备的信息资料

行业规则决定，设备虽然厂家不同，但在设计要求的技术参数和性能一致前提下，在国家统一规范和标准的框架内，其型号的变化是有一定限度的。所以，在接口设计输入中，设备资料信息其实有一定的成熟性和依据性，并不是囿于“设备未招标”而束手无策。认识到这一点很关键。

因此，可以总结以往设计成果，提取设备专业工艺要求，尤其是关于设备接口方面的要求，将涉及到的设备分类，每一类设备再按照规格、技术参数、型号等进一步细分，并根据市场设备的更新改进不断修正和补充，形成完整的设备接口技术资料档案。设计中遇到相关接口设计时，可事先查阅该档案，将接口设计信息列入设计输入中。

这就可以消除对设备招标这一制约因素的依赖，更可以提高设计效率和接口设计质量，保证图纸、文件、工程投资等方面的完整性。

5.2编制定型化的有关设备接口设计输入信息，供本单位设计人员用作通用图或者定型图。

为了提高设计功效，减少人为的疏忽，可以将接口设计相关信息在设计输入中定型化，对“以往成熟的设计经验”进行固化。

举例而言，对于强电专业经常要求的室内电缆沟，可以根据以往成功的设计实例，提取各种类型的电缆沟，结合工程所在地区气候条件、建材供应情况等因素，将其应用范围、宽度、深度、沟体结构做法、防水做法、预埋件做法、盖板做法、集水排水做法、穿越墙体和基础的做法等，作为定型或通用设计，列入工程设计输入中，供各相关专业设计人员直接选用。

5.3提高设计人员的团队意识

设置“预先介入”的接口设计管理方法，可以提高设计人员的团队意识。工程设计是一项团队合作工作，接口设计在这方面体现得更淋漓尽致，某一个专业的疏忽，都会导致其他专业设计文件的错误和缺陷。

例如电气电缆引入设计，如果采用“预先介入”方法，无论电缆数量如何，只要预先介入了电缆引入的相关设计，根据以往类似工程设计成果，提出“包容性”預留条件，写入设计输入中，设计人员互相提示、互相预留、互相避让，形成团队合作氛围，则完全可以在工程量和投资许可的范围内完美解决这一问题。

4、开展全过程控制质量方法，进一步提高和完善设置“预先介入”设计管理方法

房屋建筑与设备专业的接口设计，除了在总体组织下专业自己的确认，更重要的是专业之间的配合过程，这一过程，是设计全过程的重要组成。设置“预先介入”设计管理方法，应推广到整个工程设计全过程各个细节方面的质量控制，使各方面细节能经过充分深思熟虑，有充足的预案，对功能要求有足够的包容，最终使设计成果全面完整。

结语

在接口设计中，“预先介入”可以作为一个业务管理课题，进行归类和总结，提炼出具有代表性的，将设备专业对房建专业的要求作为内部“定型图”或“通用图”进行一定程度的固化，便于设计人具有针对性的确认和选用。这样可以在很大程度上消除设备专业和土建专业在接口设计方面容易脱节的弊端，提高工作效率。更重要的是，即使在设备没有完成招标的客观条件下，有利于提高个工程设计的整体质量。

参考文献

[1]李晓男、顾海洋，《质量管理与控制技术基础》，北京理工大学出版社，2017年8月1日出版。

[2]卢盛忠，《管理心理学》，浙江教育出版社，2008年6月1日出版。

[3]王岩、郭志达、王俊峰等，《组织行为学》，经济管理出版社，2019年7月出版。

作者：沙川

设备接口设计论文 篇2：

配网自动化系统设备及接口状态自动巡检功能的设计应用

摘要：随着我国电力建设的迅速发展其电网结构日趋复杂，电力调度配网自动化系统作为电力监控调度业务的技术支撑也愈发重要。配网自动化系统包括众多服务器、工作站、数据库等相关设备及与外部系统交互接口应用，目前主要由配网运维值班人员每天对系统所有设备及接口进行人工巡检，运维人员每天需要登录系统所有设备，输入相关指令来检查设备电源、网络、CPU等是否正确，巡检时间长，工作量较大。因此，研发配网自动化系统硬件及接口自动巡检功能，确保系统设备异常能及时发现及消缺尤为重要。

关键词：配网自动化系统;自动巡检;功能设计

本论文通过分析目前配网自动化系统人工巡检的工作量和存在的问题，研究设计在原有配网自动系统基础上，实现配网自动化系统设备及接口状态自动巡检功能，并开展功能应用以及应用效果分析，实现配网设备异常的自动发现及告警功能，提高系统设备异常的响应时间，保障系统长期不间断运行。

1 配网自动化系统巡检现状

配网自动化系统运维人员每天需对系统包括主站SCADA、数据库、前置等多类设备，以及运行服务总线、平台智能告警等服务器开展日常巡检，运维巡视设备较多，并且主站通过总线与GIS、计量、营销及OMS平台交互，接口程序较多，系统运维人员需要记住并输入多条指令，对运维人员技术要求较高，配网系统硬件、接口软件运行情况巡检，操作比较耗时且存在误操作风险。配网系统软件服务程序的所有告警信息相同颜色展示，较难区分出告警、隐患、故障等不同级别的告警信息。

2 配网自动化系统硬件及接口状态自动巡检功能的设计

配网自动化系统硬件及接口自动巡检功能，基于自动巡视数据分析结果，通过图形化方式进行巡检及查看结果。主要设计如下功能：1)采用流程化巡檢，巡检人员可通过系统界面引导，直接查看结果并确认;2)使用友好、易于操作的可视化界面，运维人员通过鼠标操作，界面上点击按钮实现，或仅用少量的输入就可以完成复杂的巡检指令;3)将不同级别的告警按照不同的颜色展示。

2.1系统设计流程。系统将通过TCP协议远程获取各服务器、工作站、数据库的重要参数，以图形化的方式展示在系统界面上。可设置自动巡检时间，自动将巡检结果记录在系统中，巡检人员只需通过系统进行查阅。使用图形化界面操作，避免运维人员记忆大量的复杂指令。使用差异化分级告警展示，实现告警快速定位及响应处置。

2.2技术架构。系统基于Python开发环境，采用QT开源图形化框架，最终使用Linux操作系统提供的原生API进行二次封装。Python是实现自动化的工具，通过Python将固定套路的工作流程通过Python编程进行封装，在通过Python组织和调用，实现机器的智能管理，提高程序开发效率。

2.3系统功能。系统用于对各服务器、工作站和数据库的性能及应用监视，通过TCP协议技术手段，远程获取局域网内各设备的状态，将各设备的性能及应用的状态图形化显示出来，减少系统巡检人员反复输入口令的时间。本系统的主要的功能模块为：告警实时监控、历史查询、设备管理、系统设置。

3 配网自动化系统硬件及接口状态自动巡检功能的应用

3.1告警实时监控。通过配置配网系统需监视的设备信息，实现服务器等设备状态的实时监视，设备状态主要字段包括设备名称、最后一次刷新时间、磁盘使用率、内存使用率、CPU使用率、文件更新、操作系统日志、数据库日志等。将巡检的设备结果以不同颜色展示：一级告警图标为红色，二级告警图标为黄色，正常图标为绿色。

3.2历史告警查询。可查询设备巡检的历史告警事项，默认显示全部事项，按发生时间顺序倒序排列。可根据服务器名称、告警级别、发生时间进行查询。

3.3设备管理。实现自动巡检功能新增设备、编辑设备信息、删除设备等操作，界面主要显示设备信息及启用的巡检功能，可对配网系统自动巡检设备进行配置管理。

3.4系统设置。自动巡检功能设置，主要用于设置巡检频率，磁盘使用率、内存使用率、CPU使用率等告警触发条件以及告警分级配置，满足对于不同设备的监视要求可区别设置，实现系统的灵活配置应用。

4 应用效果分析

在配网自动化系统日常巡视使用自动巡检功能的图形化界面操作，避免了运维人员记忆大量的复杂指令，方便运维人员操作。使用差异化告警展示，不同级别的告警按照不同颜色展示，运维人员的关注点更集中，能够快速定位系统故障信息，开展应急处理，保障配网系统保持健康状态，实现长期稳定运行。通过该应用开展配网巡检，大大提高主站运维人员巡检工作效率，避免巡视缺漏情况，同时降低了因人工输入错误带来的系统风险，提高系统安全水平。

5结束语

总之，配网自动化系统硬件及接口状态自动巡检功能的实现，减轻了工作人员大量人工巡检的工作量，同时通过自动巡检，能实时的发现系统硬件或接口存在的异常及故障情况，提示系统维护人员能快速响应，及时处理异常及故障，为配电网监控调度人员应用配网自动化系统开展配电网的运行监视及控制，提供了强有力的技术支撑。进而保证配网自动化系统的长期稳定运行。

参考文献：

[1]蒋钢.配电网自动化系统研究与应用探讨[J].科技风，2010，(19)：212，219.

[2]郑乐平.配网自动化系统的研究与应用[J].中国高新技术企业，2008，(23)：113，118.

(作者单位：广东电网有限责任公司惠州供电局)

作者：王晓光

设备接口设计论文 篇3：

多形态OTDR光缆监测设备通讯接口设计与实现

摘要：随着5G等网络应用的深入推进，承栽业务的光缆总量还在不断增大。光纤作为网络传输的主要媒介，其在网运行质量直接影响到上层网络的健康性、可靠性和稳定性。光时域反射仪OTDR (Optical Time-Domain Reflectometer)是一种检测光纤是否存在断裂、接头耦合性不佳、介质非均匀性等缺陷的检测仪，主要包括用于临时测试的手持式便携型和24 h实时在线监测型两大类。面向光缆OTDR手持式测试仪设计通用型通信接口程序，建立一套基于SOR数据文件的通信流程和解析方法，针对实时在线监测型检测设备以SOCKET实现定制化的网络化接口程序，针对离散的OTDR光缆监测设备建立系统化的采集接口系统，实现了将多形态OTDR光缆监测的原始测试数据解析后集中推送到上层光缆质量应用分析系统的功能。该接口系统在某局的试点应用结果表明：接口运行稳定，应用效果良好，对光缆的运行监测具有现实意义。

关键词：OTDR;光纤;通讯接口：光缆监测

文献标志码：A

0 引言

20世纪60年代，光纤通信首次被高锟等人提出并被广泛应用到光通信领域。随着高清视频业务的普及，移动通信技术开始向5G (5th Ceneration Mobile Communica-tion Technology)的迈进，5G等新形态网络应用被大范围的推进商用，通信网络的流量需求持续攀升，光缆作为通信网络最主要的传输媒介，其应用规模在不断增长。全球90%以上数据信息都需要借助光网络进行传输与交换，利用5G+4K/8K VR直播、工业互联网等获得迅猛发展，互联网流量需求呈现十倍甚至百倍的增长势头，互联网数字洪流时代已经开启。

光纤作为网络传输的主要媒介，其在网运行质量直接影响到上层网络的健康性、可靠性和稳定性。针对光纤的检测研究，国外学者运用分叉理论推导光纤舞动方程近似解并讨论分叉临界条件以及提出偏心惯性耦合失稳机理，国内学者进行了基于受激布里渊效应的分布式光纤传感器件的研究，提出一种基于正交双频探测光的BOTDR傳感技术，有效地解决BOTDR技术中出现泵浦脉冲频谱畸变的问题[1-6]。

现阶段对光缆进行质量检测主要是通过光时域反射仪OTDR (Optica Time-Domain Reflectometer)来检测光纤是否存在断裂、接头耦合性不佳、介质非均匀性等缺陷，主要包括用于临时测试的手持式便携型和24 h实时在线监测型两大类。本文面向光缆OTDR手持式测试仪利用JAVA设计通用型通信接口程序，建立一套基于SOR数据文件的通信流程，再以JAVA的SOCKET实现定制化的实时在线监测型检测设备的接口程序，以建立多形态的多形态的OTDR光缆监测设备通讯接口系统。

1 光时域反射技术

1.1 技术原理

光时域反射( OTDR)技术是目前用于检测光缆纤芯是否存在损耗特性的一种探测技术，由于沿途地震、台风、雷击、舞动、覆冰、杆塔倾斜、偷盗、窃听等外部因素，借助OTDR技术检测光缆的质量是一种有力技术手段，结合CIS等技术能够方便地实现空间故障定位分析。OTDR的基本工作原理是：借助双向耦合器将探测脉冲光注入被测光纤通路中，由于该脉冲光在光纤介质中将向前传输的同时还会产生背向瑞利散射光，利用双向耦合器将这些背向瑞利散射光耦合到光电检测电路中，通过返回的信号来分析和判断光纤承载业务的质量情况[7-8];

假设脉冲光从光纤的起始端到接收到该脉冲光在光纤中某处的瑞利散射光所需要的时间为t，在t时间内脉冲光从起始端至该处实际上往返传播了一次，那么该位置到光纤起始端的距离L为：

由式(4)可知，经过OTDR探测的结果将转为光纤沿线瑞利散射曲线，通过这条曲线可直观表达出该光纤纤芯通路起止端沿线的损耗情况。通过这些曲线的变化特征能够直观反映出光纤的熔接点、接头、裂纹甚至断点等异常情况时，从而用来检测光纤是否存在断裂、接头耦合性不佳、介质非均匀性等缺陷。

图1所示为典型的OTDR曲线的变化特征反应在光纤上典型的缺陷点的对应的关系。图中纵轴是光功率的衰减值，横坐标为光缆的距离。

1.2 OTDR系统结构

OTDR探测设备结构如图2所示，在脉冲发生器的驱动下光源产生有规律的探测脉冲光，探测脉冲光通过定向耦合器从起始端面射入被测光纤通路，在被测光纤中产生的背向瑞利散射和反射信号经过定向耦合器输出到光电探测器中，通过光电探测器捕获并输出信号，对该信号经放大和模数转换后经形成探测结果信号，最终将该数字信号处理成以横坐标为光缆的距离、纵坐标为衰减值的二维数据集，实现对被测纤芯以距离为单位的衰耗特征的定位[9]。由于OTDR直接探测背向瑞利散光的规律，光源输出功率越高，背向散射信号就越强，因此，应根据被测纤芯的纤芯通路的距离选择合适的光源输出功率。

2 通信接口设计

2.1 整体接口系统架构

系统整体接口架构包括三层：传感层、采集层、应用层，其中传感层主要包括用于临时行测试用的手持式OTDR测试仪和安装于机房并与固定光纤连接的24 h实时在线OTDR设备。因此，采集OTDR数据要采取两种手段。首先，当前阶段手持式OTDR测试仪不具备网络通信能力，更无法提供标准化的二次开发接口，因此，手持式OTDR测试仪将通过其数据导出功能，将测试结果导出为SOR数据文件，并通过解析服务器，将SOR中的数据解析处理，送达到采集层的采集服务器。其次，针对实时在线OTDR往往提供二次开发接口，将该OTDR通过网络与实施在线设备采集服务器建立网络连接，通过调用二次开发的API接口实现可动态调用的数据采集。当采集层完成数据解析和采集后，将所有不同来源的OTDR原始数据通过网络传送到上层应用服务器的数据库，供上层应用系统进行图形化分析和呈现。

2.2 手持终端型接口设计

手持式OTDR测试仪完成测试后将自动生成SOR数据文件，该文件通过USB口导出到制定U盘后上传至SOR数据解析服务器。由于SOR数据文件保存了测试结果的原始数据，该数据量十分庞大，为了减轻数据解析的压力，提升数据解析效率，减轻电脑终端或手机APP端的数据呈现效率，数据解析服务将利用道格拉斯抽稀算法对数据进行压缩处理。该算法是一种将OTDR曲线近似表示为一系列点，并减少点的数量的一种算法，该算法的原始类型分别由乌尔斯·拉默(Urs Ramer)于1972年以及大卫·道格拉斯(David Douglas)和托马斯·普克(Thomas Peucker)于1973年提出，并在之后的数十年中由其他学者予以完善。SOR数据文件的处理过程如下：

(1)将OTDR曲线首尾两点连接形成直线AB;

(2)在OTDR曲线中检索离该直线段距离最大的点C，并通过计算获得点C与到直线AB的距离D;

(3)预先设定阈值T，通过计算获得距离D与T的差S;

(4)当S≥T时，则用C点将该曲线分割成AC和BC两段，并将AC和BC两段分别再按步骤(1)～(3)的操作;

(5)当S

(6)以上步骤完成后依次将各个分割点连接并形成折线，最终就快速形成能反应OTDR衰耗特征的近似曲线。

通过以上算法的应用，缩短了对原数OTDR测数据解析所需的时间，也为后续的数据存取和应用呈现提高了效率。

2.3 实时在线型接口设计

由于OTDR光源、传感器等核心部件比较昂贵，而需要被检测的光缆纤芯数量很庞大，为了减少光缆检测是应用成本，需要将实时在线实时在线型OTDR进行适当改进，增加光开关(OSW)，实际测试时能够根据上层应用系统的指令自动切换被测光纤，实现1：Ⅳ的探测需求。因此，数据采集服务器TCP网络协议与主控卡进行通信，主控卡根据指令控制光开关(OSW)，最后光开关(OSW)与OTDR模块建立链接，在采集服务配置好OTDR监测参数，譬如测试量程、测试脉宽、测量时间、群折射率、结束门限、非反射门限等参数后，通过Socket与OTDR模块建立动态通信，发送相关测试指令到OTDR模块，并由OTDR模块返回测试结果给采集服务器[12-13]。

3 系统实现与应用

采用基于Windows操作系统的JAVA开发语言和以SQLServer2012SP1作为原始数据和解析结果的数据库完成接口系统的开发，主要完成了接口参数界面的设计、各种OTDR硬件驱动程序的封装、二次开发和算法设计，针对手持式OTDR测試仪和实时在线OTDR设备实现配套的接口，图4-5为部分系统解析出来的OTDR分析结构曲线。

通过以上OTDR接口采集到数据后传送到上层应用系统数据库，通过上层应用系统进行分析后可通过图形化方式呈现OTDR衰耗曲线。图4所示为某运营商单条纤芯通路的OTDR的衰耗曲线图，图5所示为某运营商一条承载5G业务的光缆段中多条纤芯批量测试的OTDR的衰耗曲线图。从这些衰耗曲线图中能够直观呈现光缆的衰耗特征，同时也看出同一条光缆内不同纤芯的衰耗僮不完全一致，这为光路调度时选择优质纤芯通路提供了直观有效的筛选手段[14-16]。

该系统已经在多个运营商及电力通信企业投入使用，接口系统完成了承载5G或其他通信业务的光缆质量检测任务，节省了大量的人力物力，在很大程度上提高了光缆现场质量监测的效率，保障了光路调度的质量，为光缆业务的可靠、稳定运行提供有力保障。

4 结束语

本文设计并实现了一套多形态OTDR光缆监测设备通讯接口设计方案，针对不同的手持式OTDR仪表和实时在线的OTDR设备分别实现了通讯接口，整套接口方案实现了与上层应用系统的对接，经实际生产应用检验，整套接口方案对下实现了稳定的设备层数据采集功能，对上层应用系统实现了可靠的原数数据推送的能力，通过图形化手段呈现光缆是否存在断裂、接头耦合性不佳、介质非均匀性等不良情况，为承载运营商5G业务、广电乃至电网等通信业务提提了直观有效的筛选手段。

本文所述方案需要将手持式OTDR仪表的测试结果导出为SOR数据文件，并将该文件通过第三方载体(譬如U盘)导入到系统进行解析，在操作方便性方面存在一定的障碍，在实际的光路业务调度时反应及时性还不够。因此，建议在现有研究成果的基础上进一步研究手持式OTDR仪表与接口服务器建立实时对接的可行性，不断提升接口服务的便利性和及时性。

参考文献：

[1]张增华，奚后纬，王薇，一种通用的光时域反射仪软件设计与实现[J].电脑知识与技术，2010，6(31)：8784-8786.

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[4]王婷，田凤，汤文青，等.分布式光纤温度传感系统的布里渊频移提取方法[J].激光与光电子学进展，2019，56(17)：348-354.

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作者：胡光雄 刘伟 王传志