打开文本图片集
（广西贵港市光速达电子科技有限公司，广西 贵港 537100）
【摘 要】为确保高速公路、铁路各项业务传输通道的安全和稳定，广西贵港市光速达电子科技有限公司研究开发了一种高速公路、铁路防备意外的通信光缆监控系统。经应用表明，该系统能够做到精准定位报警，一旦发生意外事故，可以赢得宝贵的处理时间，有效地降低了高速公路、铁路的交通事故发生率。
【关键词】高速公路；铁路；防备意外的通信光缆；监控系统；设计与应用
【中图分类号】TN913.33 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）06-0060-03
随着我国社会、经济的快速发展，信息通信成为最重要的政治、经济、国防动脉，线缆、光缆的铺设已经如同人体中的血脉网络一样，无时无刻都在给我们的国防、铁路、高速公路、建设工地和交通工具提供通信服务，这些线缆十分重要，以至于光缆通信主干线或铁路、高速公路的线缆一旦发生断裂，其带来的社会经济损失将无法估量[1]。尽管我国各地的高速公路和铁路沿线都按规范安装有光缆和摄像，对各个路段进行监视或监测，以保证交通道路的安全，但是由于大自然的灾害不可抗拒，地震、洪水、泥石流不可避免地发生，还有沿线的牲畜、野生动物或者人为的误闯，沿线布设的光缆一旦中断就会造成严重的事故。因此，如何及时高效地维护和管理高速公路、铁路通信光缆，确保各项业务传输通道的安全和稳定是高速公路、铁路行业当前迫切需要解决的问题[2]。
1 传统光缆线路维护管理模式及其不足
我国传统的高速公路、铁路光缆线路维护与管理模式流程如下：发生光缆故障→通知维护单位→人工测试光缆故障发生点→赶到故障点→查找手孔位置→处理故障。可见，传统的维护模式需要大量训练有素的专业人员及专业测试工具，故障点查找困难，排障时间长，严重影响高速公路通信光缆的正常工作[3]。
2 光缆自动监测原理与方法
2.1 系统原理
一种高速公路、铁路防备意外的通信光缆系统监控装置，其系统原理如下：在重要路段和重要场合同时安装2条光缆，一条是带有反光膜的主光缆，另一条是应急铠装光缆。主光缆安装在设定的路线上，一旦光缆发生破坏中断，作为获取中断后信号定位用，应急铠装光缆担负日常通信、视频、音频及数据传输任务；应急铠装光缆和主光缆一起与终端监测主机连接，在通信管理方认为必要时，主光缆与应急铠装光缆每隔一段路段或在重要的地方安装摄像头和报警器，能够做到精准定位报警，一旦发生意外事故，可以赢得宝贵的处理时间，有效地降低了高速公路、铁路的交通事故发生率。
2.2 系统监测方法
目前，高速公路、铁路现有的通信系统都是按照规范预埋或架空的。随着社会的发展，车辆和高铁在迅猛增加，路面的交通事故和高铁事故时有发生。为了第一时间掌握和了解道路情况，研发人员经过观察调研，利用光缆中断后能准确定位的特性，先在高速公路、铁路两边的镀锌铁隔离带上凸出部分清理干净，粘上涂覆反光材料的光纤或表面粘贴一层反光膜，或采用不带钢蕊辅助的强力反光膜光缆。24小时全天候随时等待信号中断，只要中断就意味着有车辆或受到其他外力碰到护栏了。再利用终端测试距离，准确定位，通知路政或交警、医院启动应急救援预案。在同方向隔离带缺口或服务站、加油站入口的地方采取正常浅埋带铠光缆。为了做到实时监测，如果不利用原规范深埋的光缆，就另在隔离带内浅埋一条带铠光缆做监控路面的视频、音频传输。
3 高速公路通信光缆监控系统设计
本系统设计的目的在于提供一种能克服现有高速公路、铁路护栏在遭到自然灾害或人为、动物行为发生光缆损坏或折断后无法立刻预警、控制、救援，而提供一种铺设新的通信光缆的方法和装置。
高速公路、铁路防备意外的通信光缆监控系统的构成主要有以下几个方面。
3.1 系统构成
3.1.1 应急铠装光缆
应急铠装光缆主要担负日常通信、视频、音频及数据传输任务；每隔一段路段可以安装一套视频、报警器，视频、报警器的电力通过采用太阳能板、小型风力发电机和蓄电池提供。应急铠装光缆具有延伸功能，可以呈螺旋状，构造如同电话听筒连接线一样，也可以呈“之”字形，外表有强力纤维膜，最大的特点是在光缆被拉扯、被物体掩埋或受压迫的时候，不容易立刻断开。
3.1.2 带有反光膜的主光缆
带有反光膜的主光缆是光缆表面涂覆反光材料或者将普通的光纤主光缆固定在高速公路、铁路的护栏板镀锌铁隔离带上凸出部分后，表面粘贴一层反光膜，其作用是一旦主光缆被破坏中断的时候，作为获取中斷后信号定位和预警用。
3.1.3 反光材料
反光材料是涂料中加入高折射率玻璃微珠反光粉。反光膜是将不干胶材料和高折射率玻璃微珠反光粉混合后喷到有夹网布的高分子材料上，夹网布基层有超强的抗拉强度，可像普通的夹网布一样使用，直接喷绘，直接绷紧安装。
3.1.4 光缆的光纤芯数
光缆的光纤芯数根据通信需要设置，应急铠装光缆与主光缆的光纤芯数可以相同，也可以不相同。
3.1.5 应急铠装光缆
应急铠装光缆和带有反光膜的主光缆中间安装有连接器，一旦主光缆被破坏中断后能够方便更换。应急光缆使用带铠光缆浅埋入隔离带让高速公路、铁路“活起来”（看得见听得到）。该方法能够做到精准定位报警，具有安全可靠、经济实惠、维护方便的特点，保证路面可监视，万一发生意外给事故处理赢得宝贵的时间；由于增加了长条型的强力反光膜，所以提高了司机无论白天还是黑夜的能见度，提高安全性和救援速度，有效地降低交通事故发生率。
如图1所示，反光膜通信光缆作为主光缆和应急铠装光缆，它们的端头分别从主信号箱和应急信号箱接出，安装在高速铁路、高速公路的护栏柱和路基上，主光缆粘贴在护栏杆凸出部分上；两芯带铠光缆作为视频、音频、数据及常用通信。主光缆作为随时准备被破坏中断取信号定位。主光缆表面粘贴有一层反光膜，或者光缆表面涂覆反光材料。应急铠装光缆采用螺旋式结构或“之”字形，即使事故发生地遭遇塌方或者被拉扯，都不会立刻断开，保证了足够的时间发出事故地点的信号。应急铠装光缆主要担负日常通信、视频、音频及数据传输任务；每隔一段路段可以安装具有一套摄像头、报警器的监控装置，摄像头、报警器的电力通过蓄电池提供，白天采用太阳能板，有风时采用小型风力发电机发电，将电力储存于蓄电池中。
3.2 系统功能
（1）利用2条单芯光缆实施对公路、铁路护栏的监控、预警，其中一条采用用反光通信光缆或反光膜粘贴固定在高速公路、铁路护栏上，使护栏形象植入神经，然后在护欄隔离带下浅埋一条铠装光缆传输视频、音频信号，再通过终端处理达到使公路、铁路形象智能化，同时提高其安全性和应急救援速度的作用。能够全天候进行实时终端监控，只要有信号中断就意味着有车辆或其他外力碰到了护栏，利用终端平台测试距离准确定位，再利用视频系统初步了解现场情况，然后通知路政、交警和医院实施应急救援，提高了救援的及时性和准确性。同时，使现场得到及时清理，恢复道路通畅，伤者得到及时的救护，从而争取了很多宝贵时间，及早消除附带的安全隐患。反光光缆在公路、铁路两侧具有良好反光性，可起到路标警示作用，切实有效预防了交通事故的发生。
（2）具有成本低、施工方便的特点，只要在公路、铁路增加较小的投入，从1对光缆增加到2对光缆（例如两芯增加到四芯），增加的成本不多（目前每米光缆的价格为2～5元），但是在重要路段增加这些小的投入，就可以提高安全性和救援速度，预防重大灾难事故的发生。
（3）所有的高速公路、铁路只要使用本方法和装置就可以第一时间知道出事地点，同时用视频系统也可以初步了解发生事故现场的情况，把人民生命财产损失降到最低限度。
（4）采用本方法和装置，除了能够监控人为发生事故，也对自然灾害起到监控作用。大多数的高速公路、铁路的护栏、边坡都经过山体，当发生地壳运动及泥石流时会对车辆行人造在巨大的威胁，利用双光缆则可以及时了解路基、栏杆和地质的变化。
4 应用案例
广西贵港市某段高速公路，由于靠近山区牧场干线，道路崎岖，牛群经常靠近公路并践踏栏杆，且采石场经常放炮，使得通信光缆经常发生中断。由于没有备用光缆，抢修人员很难检查发现断开的地点，给高速公路沿途的通信带来了故障。通过进行光纤通信系统防备意外保护装置试验以后，最近通信光缆发生断开了1次，由于同时安装2条光缆，1条是主光缆，另1条是应急铠装光缆，主光缆断开以后，应急铠装光缆安装的摄影机立刻将信号传导到路段管理监测主机，技术人员凭着路段管理监测主机的信号，20 min就赶到了中断点，很快就抢了修好线路故障，恢复了正常通信。
参 考 文 献
[1]黄龙坡.光缆实时监测系统[J].光通信研究，2001（2）：47-50.
[2]吕为.光缆线路监测与资源管理系统的设计与实现[J].电力系统通信，2005（2）：63-65.
[3]朱华托.光缆监测系统的原理及实现[J].信息科技，2011（20）：75-76.
[责任编辑：陈泽琦]
【作者简介】邓小健，男，广西贵港人，本科，广西贵港市光速达电子科技有限公司总经理，助理工程师，研究方向：通信光缆应用技术。