針對(duì)開灤集團(tuán)光纖網(wǎng)絡(luò)規(guī)模龐大、傳統(tǒng)人工管理模式效率低、故障排查周期長等問題，設(shè)計(jì)并開發(fā)了光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)，構(gòu)建了資源管理、物理資源管理、光纖自動(dòng)監(jiān)測(cè)及查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表四大子系統(tǒng)，集成圖形化管理、統(tǒng)一資源調(diào)度、分權(quán)分域權(quán)限控制等功能，實(shí)現(xiàn)了光纖網(wǎng)絡(luò)的全生命周期管理。平臺(tái)通過光功率監(jiān)測(cè)、OTDR多通路檢測(cè)及GIS系統(tǒng)融合，實(shí)時(shí)監(jiān)控主干光纖線路性能，實(shí)現(xiàn)故障告警與地理定位，顯著縮短搶修時(shí)間，保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

文章來源：《智能礦山》2025年第4期“學(xué)術(shù)園地”欄目

第一作者：楊淑欣，正高級(jí)工程師，現(xiàn)任開灤集團(tuán)有限責(zé)任公司信息與控制中心業(yè)務(wù)主管，主要從事智能礦山通信技術(shù)管理及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的相關(guān)工作。E-mail：563035834@qq.com

作者單位：開灤集團(tuán)有限責(zé)任公司

引用格式：楊淑欣，張濤，王春明.開灤集團(tuán)光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)的研發(fā)與應(yīng)用[J].智能礦山，2025，6(4)：66-70.

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開灤集團(tuán)有限責(zé)任公司（簡稱開灤集團(tuán)）針對(duì)管井、光纜、纖芯數(shù)量多且各維度信息量大的特點(diǎn)，組織團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)，統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)配光纜資源，基于集團(tuán)專網(wǎng)通信與信息統(tǒng)一運(yùn)維管理，為企業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)智能化管理提供了科學(xué)合理的技術(shù)手段。

光纖網(wǎng)絡(luò)研發(fā)背景

開灤集團(tuán)骨干光纖環(huán)網(wǎng)光纜總長度467 km，骨干節(jié)點(diǎn)12個(gè)，光纖網(wǎng)絡(luò)為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，建設(shè)初期采用人工記錄的傳統(tǒng)手段進(jìn)行管理。但由于管井光纜眾多，光纜資源歸屬復(fù)雜，光纖經(jīng)緯度位置、光纜資源屬性相關(guān)信息難以記錄，發(fā)生故障處理時(shí)排查周期長、搶修困難、重要鏈路業(yè)務(wù)無法保障等系列問題。

在數(shù)據(jù)管理方面，由于長期缺乏統(tǒng)一記錄導(dǎo)致大量設(shè)備配置參數(shù)、連接關(guān)系、鏈路關(guān)系無法一目了然，新技術(shù)人員工作中存在許多困難，成為集團(tuán)發(fā)展智能化建設(shè)的痛點(diǎn)之一。隨著集團(tuán)信息通信網(wǎng)絡(luò)光改逐步推進(jìn)，為保證光纖網(wǎng)絡(luò)管理自動(dòng)化、管理規(guī)范化和完善資源庫的管理需求，以IT服務(wù)管理行業(yè)和軟件設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)踐為設(shè)計(jì)依據(jù)，遵循開放性、健壯性、安全性等設(shè)計(jì)原則，建設(shè)信息與通信資源監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)勢(shì)在必行。

光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)改造目標(biāo)

光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)旨在對(duì)標(biāo)通信生產(chǎn)資源一體化運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜設(shè)備臺(tái)賬的及時(shí)有效掌握，在開灤集團(tuán)內(nèi)部建立統(tǒng)一資產(chǎn)的管理、控制、調(diào)配和監(jiān)控的“四個(gè)統(tǒng)一”的資產(chǎn)全生命周期管理的信息管理平臺(tái)，具體改造目標(biāo)包括5個(gè)方面。

（1）圖形化管理通信資源

開灤集團(tuán)資源通信網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜，通過圖形化管理將復(fù)雜信息直觀化，便于管理員快速理解網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)狀態(tài)、監(jiān)控和排查故障、實(shí)時(shí)響應(yīng)、自動(dòng)報(bào)警、快速響應(yīng)異常、定位源頭指導(dǎo)決策，增強(qiáng)整體通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。

（2）圖形化管理硬件設(shè)備

融合圖形數(shù)據(jù)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，對(duì)設(shè)備端口、管道位置、長度、各種線路的路由走向進(jìn)行直觀圖形化管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的快速掃描查詢。

（3）統(tǒng)一管理資源調(diào)度

以規(guī)范資源管理工作流程為目標(biāo)，將資源管理業(yè)務(wù)化、工單化，將工作流程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。提高開灤集團(tuán)光纖資源的精準(zhǔn)匹配和調(diào)度，避免管線資源的浪費(fèi)和閑置；通過全面、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持為管理層快速、科學(xué)、合理決策提供幫助，促進(jìn)不同部門間的信息流通和資源共享，提高運(yùn)作效率和公司的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）分權(quán)分域綜合管理系統(tǒng)構(gòu)件

為不同級(jí)別的管理員提供對(duì)應(yīng)管理權(quán)限設(shè)置，在保證各個(gè)系統(tǒng)和組織被統(tǒng)一管理的前提下賦予自治權(quán)，確保需求變化或技術(shù)更新時(shí)各個(gè)部分的靈活快速響應(yīng)，為維護(hù)提供故障隔離機(jī)制的優(yōu)良基石。

（5）提升公司形象和工作效率

通過信息與通信資源監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)建設(shè)，改善目前工作弊端，提高工作質(zhì)量。在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)爭取創(chuàng)造最大的社會(huì)效益。

光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)建設(shè)方案

基于光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控的改造目標(biāo)，開灤集團(tuán)骨干光纖環(huán)網(wǎng)資源智慧管理平臺(tái)由資源管理平臺(tái)、查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表、具有開放接口可外接光纖自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理和物理資源管理共4個(gè)子系統(tǒng)組成，利用面向服務(wù)的軟件架構(gòu)和分布式系統(tǒng)等技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)設(shè)備管理、光纜管理等多個(gè)實(shí)用功能。光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)構(gòu)建思路如圖1所示。

圖1 光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)構(gòu)建思路

（1）構(gòu)建資源管理平臺(tái)

開發(fā)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)定全局系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)計(jì)靜態(tài)字典管理模塊定制及配置表單中的選擇項(xiàng)。通過提供數(shù)據(jù)源管理和對(duì)象管理，以支持多種數(shù)據(jù)庫類型的數(shù)據(jù)源操作和表單操作。開發(fā)對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系管理，實(shí)現(xiàn)在表單上自由選擇對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)對(duì)象記錄，同時(shí)保留操作日志，記錄數(shù)據(jù)操作歷史，便于管理人員進(jìn)行查詢操作。

（2）構(gòu)建物理資源管理子系統(tǒng)

物理資源管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供按地理區(qū)域?qū)νㄐ耪具M(jìn)行自由劃分的區(qū)域管理功能，同時(shí)搭配機(jī)房管理，為安裝設(shè)備及設(shè)施的房間繪制平面圖，方便實(shí)現(xiàn)機(jī)房概況的編輯與顯示、機(jī)房的管理與關(guān)聯(lián)等功能。配備數(shù)字機(jī)房管理，3D顯示機(jī)房信息，結(jié)合開發(fā)設(shè)備資源管理模塊，方便完成安裝在機(jī)房內(nèi)的機(jī)柜、ODF架、數(shù)字配線架、設(shè)備等資源的入庫。設(shè)置光纜資源管理模塊，綜合管理光纜、光交接點(diǎn)設(shè)備。光纖資源管理系統(tǒng)部分功能如圖2所示。

圖2 光纖資源管理系統(tǒng)部分功能

（3）可外接光纖自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)

自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)通過配備監(jiān)控告警功能，監(jiān)測(cè)網(wǎng)元設(shè)備并及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)告警信息，幫助維護(hù)人員更快、更有效地處理重要告警，提高維護(hù)效率；系統(tǒng)設(shè)計(jì)多方式的告警呈現(xiàn)功能，通過支持設(shè)備層次樹、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、圖表3種告警形式，按層次呈現(xiàn)告警信息；配備告警配置功能，支持人工確認(rèn)和自動(dòng)確認(rèn)的批量處理；系統(tǒng)提供告警類型統(tǒng)計(jì)、告警級(jí)別統(tǒng)計(jì)等多種告警統(tǒng)計(jì)方式。

（4）構(gòu)建查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表子系統(tǒng)

查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表子系統(tǒng)為相關(guān)管理人員提供光纜網(wǎng)查詢，提供光纜網(wǎng)資源設(shè)施屬性、路由等內(nèi)容的文字查詢和圖形查詢；支持設(shè)備查詢，方便管理者按設(shè)備類型、設(shè)備型號(hào)進(jìn)行查詢，明確每臺(tái)設(shè)備數(shù)量、位置以及使用情況；統(tǒng)計(jì)功能完成對(duì)綜合網(wǎng)絡(luò)資源利用情況的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)網(wǎng)內(nèi)資源利用率和網(wǎng)元中具體設(shè)備利用率進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)更加合理的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配，為光纜管理、設(shè)備管理、端口管理提供依據(jù)。

光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

（1）SOA技術(shù)框架

采用面向服務(wù)體系架構(gòu)（SOA），遵循Java EE技術(shù)體系，采用組件化、動(dòng)態(tài)化的軟件技術(shù)，利用一致的可共享的數(shù)據(jù)模型，按照界面展現(xiàn)層、界面控制層、應(yīng)用服務(wù)層等實(shí)現(xiàn)多層技術(shù)體系設(shè)計(jì)，以滿足不同職能層次對(duì)信息化業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)管理需求。

（2）前后端分離技術(shù)

前端關(guān)注界面展現(xiàn)，后端關(guān)注業(yè)務(wù)邏輯，前、后端通過遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，分工明確，職責(zé)清晰。

（3）遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)

JSON-RPC為輕量級(jí)且無狀態(tài)的遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）協(xié)議，允許客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行無狀態(tài)通信，實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程過程調(diào)用。

光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能

針對(duì)開灤集團(tuán)光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)構(gòu)建前期的建設(shè)框架，利用SOA技術(shù)框架、前后端分離技術(shù)和遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)，開發(fā)了光纖資源管理系統(tǒng)。搭建起資源管理平臺(tái)，設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)管理模塊，包括權(quán)限管理、日志管理、系統(tǒng)狀態(tài)、安全策略和菜單管理5個(gè)子模塊，確保系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和易用性，為管理系統(tǒng)正常運(yùn)行和維護(hù)提供基礎(chǔ)。

構(gòu)建了物理資源管理子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了包含區(qū)域管理、部門管理等的基礎(chǔ)管理、機(jī)房管理、設(shè)備管理、光纜管理和線路管理，保障了信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行和性能優(yōu)化。通過開發(fā)具有開放接口可外接光纖自動(dòng)監(jiān)測(cè)的管理子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)拓?fù)涔芾?，幫助管理人員有效管理和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，保證監(jiān)控告警功能的實(shí)現(xiàn)。在3個(gè)子系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，增加端口管理等功能，共同構(gòu)建查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表子系統(tǒng)，為綜合人員管理提供決策支持、業(yè)績?cè)u(píng)估、資源優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控和服務(wù)。

應(yīng)用案例

在開灤集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房安裝1臺(tái)光纖在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重要礦級(jí)生產(chǎn)礦井，滿足局機(jī)房至開灤（集團(tuán)）林西礦業(yè)有限公司、開灤（集團(tuán)）唐山礦業(yè)分公司、河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院、開灤集團(tuán)國際物流有限責(zé)任公司、開灤集團(tuán)有限責(zé)任公司礦山救護(hù)大隊(duì)等主干光纖線路，光纖監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)滿足定期檢測(cè)光纖衰減情況，在出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)告警，通過光衰減曲線輔助分析故障原因，配合地理資源系統(tǒng)精確定位故障點(diǎn)距離，保障及時(shí)、快速搶修、維護(hù)。

（1）設(shè)置光功率分析監(jiān)控參數(shù)

傳輸網(wǎng)絡(luò)告警監(jiān)測(cè)分析模塊前期設(shè)置收通信光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并配合光端機(jī)的無光告警，將收通信光視作監(jiān)測(cè)光，在接收端光端機(jī)前的ODF上利用分光耦合器件分取3%的光功率，通過光功率告警集成采集單元（AIU）送至計(jì)算機(jī)分析處理，實(shí)現(xiàn)光功率動(dòng)態(tài)變化的告警監(jiān)測(cè)。分光損耗理論值為0.15 dB，不影響正常通信。

（2）設(shè)置光纖性能和故障監(jiān)測(cè)

對(duì)光纖性能和故障監(jiān)測(cè)的分析模塊設(shè)置計(jì)算機(jī)控制的OTDR卡和配套光器件（包括光開關(guān)、波分復(fù)用器、濾光器等），監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)通過程控光開關(guān)（OSU）選擇被測(cè)光纖，路由選通后OTDR發(fā)射1 625 nm檢測(cè)光，再經(jīng)過波分復(fù)用器件（WDM）復(fù)用到傳輸網(wǎng)絡(luò)中，檢測(cè)光的反射波由計(jì)算機(jī)控制的OTDR進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)光纜運(yùn)行性能的監(jiān)測(cè)和故障精確定位，多通路OTDR監(jiān)測(cè)如圖3所示。

圖3 多通路OTDR監(jiān)測(cè)

（3）光纖光纜資源管理與規(guī)劃

開灤集團(tuán)骨干光纖環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)合GIS系統(tǒng)，可視化管理光纜資源，在地圖上準(zhǔn)確建立光纜、管道、人孔、機(jī)樓等空間資源，通過使用熔接等功能生成光纜路由網(wǎng)絡(luò)，生成專題網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，集中管理光纖網(wǎng)絡(luò)資源，合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，開灤集團(tuán)骨干光纖環(huán)網(wǎng)拓?fù)淙鐖D4所示。

圖4 開灤集團(tuán)骨干光纖環(huán)網(wǎng)拓?fù)?/span>

光纖環(huán)網(wǎng)智慧管控平臺(tái)的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)

光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)的應(yīng)用和推廣實(shí)現(xiàn)了光纖網(wǎng)絡(luò)資源高效管理，為未來網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的現(xiàn)實(shí)支撐。展望未來，光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)仍將面臨3個(gè)方面的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

（1）智能化管理

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的進(jìn)步，未來光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)應(yīng)更加智能化。通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)模型，管理平臺(tái)應(yīng)具備自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置，優(yōu)化資源分配，預(yù)防故障發(fā)生，大幅提升網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和效率的優(yōu)勢(shì)。

（2）集成化服務(wù)

面對(duì)復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)需求，光纖管理平臺(tái)需要實(shí)現(xiàn)更高程度的服務(wù)集成，包括但不限于數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)服務(wù)、云計(jì)算接入等，平臺(tái)能夠支持跨領(lǐng)域的資源整合和管理，為用戶提供一站式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)解決方案。

（3）安全性與隱私保護(hù)

網(wǎng)絡(luò)攻擊手段的不斷升級(jí)和數(shù)據(jù)隱私保護(hù)要求的提高，光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)需加強(qiáng)安全性設(shè)計(jì)，包括采用更先進(jìn)的加密技術(shù)、實(shí)施細(xì)粒度的訪問控制和監(jiān)控機(jī)制，以及建立完善的數(shù)據(jù)保護(hù)政策，確保網(wǎng)絡(luò)和用戶數(shù)據(jù)的安全。

結(jié) 語

光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)將兼?zhèn)渲悄芑⒓苫?、安全可靠、靈活擴(kuò)展等特點(diǎn)，在為用戶提供更高效、穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的同時(shí)，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、安全防護(hù)、資源優(yōu)化和環(huán)境保護(hù)，光纖環(huán)網(wǎng)資源管理平臺(tái)將繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)革新和策略調(diào)整，以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和業(yè)務(wù)需求。

END

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄7種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國法院士

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

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