本發明涉及數據處理領域。更具體地，本發明涉及一種基于大數據的5g通訊光纜壽命預測方法及系統。

背景技術：

1、隨著5g網絡的迅速擴張和應用，5g通訊光纜成為了支撐信息傳輸不可或缺的基礎設施，其性能和壽命直接關系到網絡的穩定與可靠，然而，這些光纜大多架設在高空區域，面對復雜多變的外部環境因素，光纜的衰減問題變得日益突出。衰減不僅意味著信號強度的減弱，還可能導致數據傳輸錯誤率的上升，影響網絡的整體性能，更重要的是，光纜的衰減程度與其使用壽命密切相關，隨著光纜老化，其抵抗外界干擾的能力逐漸下降，衰減問題愈發嚴重。

2、當前光纜監測主要依賴人工定期巡檢，由于人工巡檢的周期性和局限性，往往難以實現光纜線路的全面覆蓋和實時監控，從而增加了光纜故障的風險和維修成本。隨著5g網絡的快速部署，光纜數量呈指數級增長，傳統的人工巡檢方式已遠遠不能滿足實際需求。

3、傳統的加權平均算法雖然可以通過賦予近期衰減數據較高的權重來捕捉信號衰減趨勢，并據此進行未來衰減值的預測，但該方法存在一定的局限性：未能充分考慮光纜在不同方向上受到振動影響所導致的信號衰減差異。這種方向性差異在實際應用場景中往往會對預測結果的準確性產生顯著影響。

技術實現思路

1、為解決上述傳統的加權平均算法無法準確反映不同方向振動對信號衰減的影響，導致光纜壽命預測結果不準確的技術問題，本發明在如下的多個方面中提供方案。

2、在第一方面中，一種基于大數據的5g通訊光纜壽命預測方法，包括：

3、實時采集光纜信號數據，計算當前光纜傳輸的衰減程度和振動影響程度；所述數據包括光纜的衰減量和振動加速度；

4、預設一個滑動窗口，滑動窗口內最后一個信號為當前光纜信號，基于滑動窗口內每個光纜信號的衰減程度和振動影響程度計算每個光纜信號在各振動方向上的平滑參數；

5、利用滑動窗口內每個光纜信號在各振動方向上的平滑參數對對應的衰減量加權平均，獲取光纜壽命的預測結果，所述預測結果為：

6、；式中，表示光纜壽命的預測值；表示當前光纜信號在第個振動方向傳輸的衰減量的預測值，表示歷史衰減量最小值，為所述振動方向的總數；所述衰減量的預測值由所述加權平均得到。

7、本發明首先實時采集光纜的衰減量和振動加速度數據，通過對這些數據的分析，計算出當前光纜傳輸的衰減程度和振動影響程度，然后利用預設的滑動窗口內每個光纜信號在各振動方向上的平滑參數對對應的衰減量進行加權平均，充分考慮了不同振動方向對光纜衰減的影響，多維度的綜合分析能夠更全面地評估光纜的性能變化，提高壽命預測的準確性。

8、優選地，所述預測結果還包括：

9、當所述壽命的預測值大于預設的閾值時，觸發預警。

10、觸發預警后，維護團隊可以迅速響應，對可能即將失效的光纜進行檢修或更換，從而顯著減少因光纜故障導致的服務中斷時間，確保網絡的穩定性和連續性。

11、優選地，所述衰減程度的獲取過程包括：

12、計算當前光纜傳輸的衰減量與歷史最小衰減量的絕對差值；

13、計算當前光纜傳輸的衰減量相較于歷史若干次平均衰減量的變化比例；

14、將所述絕對差值與所述變化比例的乘積作為當前光纜傳輸的衰減程度。

15、通過計算當前光纜傳輸的衰減量與歷史最小衰減量的絕對差值，可以敏銳地捕捉到光纜在當前時刻相較于其最佳狀態的性能變化，即使是微小的衰減增加，也能被準確識別；計算當前光纜傳輸的衰減量相較于歷史若干次平均衰減量的變化比例，能夠反映出光纜衰減情況隨時間的演變趨勢。

16、既考慮了當前衰減量與最佳狀態的差距，又考慮了當前衰減量與長期平均狀態的相對變化，能夠更準確地反映光纜傳輸性能的實際變化情況。

17、優選地，所述振動影響程度的獲取過程包括：

18、計算每個振動方向上的振動加速度與對應振動方向歷史上最大振動加速度的比例并歸一化處理，得到當前光纜傳輸在各振動方向上的振動影響程度。

19、通過計算每個振動方向上的振動加速度與對應振動方向歷史上最大振動加速度的比例并歸一化處理，能夠將不同振動方向和不同強度的振動轉化為一個相對統一的量化指標，即振動影響程度，進而可以清晰地看到當前振動情況在歷史數據中的相對位置。如果當前振動影響程度接近或超過歷史較高水平，可能意味著光纜面臨著更大的潛在風險。

20、優選地，所述平滑參數滿足關系式為：

21、；式中，為滑動窗口內第個光纜信號在第個振動方向上的平滑參數，為滑動窗口內第個光纜信號的衰減程度，為滑動窗口內第個光纜信號在第個振動方向的振動影響程度，為滑動窗口每個光纜信號的衰減程度與其在第個振動方向的振動影響程度的乘積的標準差。

22、通過結合光纜信號的衰減程度和振動影響程度，對信號進行加權處理，從而平滑信號的波動，其次通過引入標準差，能夠反映信號衰減與振動影響程度的離散程度，使得平滑參數可以根據型號的波動性動態調整平滑程度，從而能夠有效地平滑信號、抑制噪聲、突出重要特征，并提高信號處理的穩定性和可靠性。

23、優選地，所述衰減程度的獲取過程包括：

24、計算當前光纜傳輸的衰減量與歷史平均衰減量的差值；

25、將所述差值與所述歷史平均衰減量的比值作為當前光纜傳輸的衰減程度。

26、優選地，所述振動影響程度滿足關系式為：

27、；式中，為當前光纜傳輸過程中第個振動方向的振動影響程度，為當前光纜傳輸過程中第個振動方向的振動加速度，為歷史光纜傳輸過程中第個振動方向的最大振動加速度，為當前光纜傳輸過程中第個振動方向的峰值因子，為振動方向的數量。

28、通過計算峰值因子，能夠表征振動信號中峰值的顯著程度，在光纜傳輸過程中，較高的峰值因子意味著振動信號中存在更明顯的峰值，這可能對應于突發的、高強度的振動事件，對光纜傳輸的影響更為顯著。

29、引入峰值因子不僅能夠反映振動信號的極端特性，還能通過加權方式提高評估的靈敏度和準確性，從而為光纜傳輸的穩定性和可靠性提供重要保障。

30、優選地，所述峰值因子為當前光纜傳輸過程中第個振動方向的振動影響程度所達到的峰值與其均方根值的比值。

31、優選地，所述當前光纜信號在第個振動方向傳輸的衰減量的預測值滿足關系式為：

32、；式中，為當前光纜信號在第個振動方向傳輸的衰減量的預測值，為滑動窗口內第個光纜信號在第個振動方向上的平滑參數，為滑動窗口內第個光纜信號的衰減量，為滑動窗口內光纜信號的數量。

33、第二方面，一種基于大數據的5g通訊光纜壽命預測系統，包括：處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當所述計算機程序指令被所述處理器執行時實現任一項所述的基于大數據的5g通訊光纜壽命預測方法。

34、本發明的有益效果是：

35、通過實時采集光纜信號數據，綜合考慮光纜的衰減量和振動加速度等多個關鍵參數，從多個維度對光纜狀態進行評估，相比單一參數預測，能更全面、準確地反映光纜的實際運行狀況，從而提高壽命預測的準確性。

36、基于滑動窗口內每個光纜信號的衰減程度和振動影響程度計算平滑參數，并利用該參數對衰減量進行加權平均來獲取預測結果。這種處理方式能夠有效平滑數據波動，減少噪聲干擾，使得預測結果更加穩定和可靠，更貼近光纜實際壽命情況。