電力網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)解決方案

1、電力網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)解決方案一、概述我國電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展迅速，大規(guī)模的農(nóng)網(wǎng)改造、城網(wǎng)改造工作已經(jīng)全面展開，電力網(wǎng)日益復(fù)雜，用戶對供電質(zhì)量的要求也越來越高，傳統(tǒng)的手工管理方式已經(jīng)不能夠適應(yīng)當(dāng)前的管理。采用新的技術(shù)和手段，使我們的工作步入定量化、科學(xué)化、自動化、現(xiàn)代化的軌道，已成為電力行業(yè)當(dāng)前十分緊迫地任務(wù)?；趪a(chǎn)優(yōu)秀的 GIS 基礎(chǔ)平臺 MAPGIS 上開發(fā)的電力網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)克服了歷年來信息系統(tǒng)在處理圖形和數(shù)據(jù)時的分離，將各種信息與地理位置很好地結(jié)合在一起，圖文并茂，簡便直觀，是集中運用地理信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成果，可以管理的數(shù)據(jù)量更大，分析功能更強(qiáng)。對電力部門管理創(chuàng)新

2、、技術(shù)創(chuàng)新、提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益、提高電力市場競爭力等方面都起著舉足輕重的作用。、以地理地圖為背景，實現(xiàn)輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)的可視化計算機(jī)管理。它將室內(nèi)設(shè)備、架空線、地下電纜、各種設(shè)施設(shè)備以圖形和屬性表格相結(jié)合的形式表現(xiàn)出來，為電力部門的管理提供強(qiáng)大和有效工具；、準(zhǔn)確統(tǒng)計企業(yè)資產(chǎn)，根據(jù)市政建設(shè)需要，科學(xué)地規(guī)劃、決策、設(shè)計，使工程規(guī)劃更合理、工程預(yù)算更準(zhǔn)確，為企業(yè)節(jié)省大量人力物力投入，給企業(yè)帶來效益；將新竣工資料及時、準(zhǔn)確地傳送到各部門、各系統(tǒng)，使電力網(wǎng)絡(luò)資源得到充分利用，大大減少了以前由于資料不全、靠人工記憶或由于相關(guān)管理人員變動而造成的大量線路資源浪費；、提供了準(zhǔn)確的資源信息，為電力企業(yè)內(nèi)部其它

3、系統(tǒng)的建設(shè)打下了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；同時為跟上今后市政管理建設(shè)步伐，與城市的各類其它系統(tǒng)接口，共同服務(wù)于城市建設(shè)打下了基礎(chǔ)二、系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織中心服務(wù)器上存放全局地理底圖和電網(wǎng)數(shù)據(jù)，包括電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，客戶端通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，變動信息也通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳送給服務(wù)器，系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時性和各客戶端訪問數(shù)據(jù)的一致性。本系統(tǒng)還可與其它系統(tǒng)接口，實現(xiàn)更廣泛的信息共享。下圖形象地說明了這種數(shù)據(jù)關(guān)系。系統(tǒng)由專人維護(hù)，數(shù)據(jù)定期備份，客戶具有不同的權(quán)限，客戶權(quán)限大體上分為查詢和編輯兩種。查詢用戶無法修改數(shù)據(jù)，但可讀取網(wǎng)線資源，編輯用戶經(jīng)過嚴(yán)格地培訓(xùn)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的變更和維護(hù)工作。為了減少網(wǎng)絡(luò)

4、傳輸量，提高系統(tǒng)工作效率，我們建議將底圖數(shù)據(jù)放在客戶端。因為底圖修改次數(shù)少，修改間隔時間長，這種基本靜態(tài)的數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳輸，很浪費網(wǎng)絡(luò)資源，相反，將其放在客戶端并不會影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。三、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因此，建立電力網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)是一項較大的系統(tǒng)工程，為了保證系統(tǒng)以后的質(zhì)量及運行效率，系統(tǒng)運行必須有一個適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)電力局現(xiàn)行機(jī)構(gòu)設(shè)置與管理模式，充分考慮電力局在管理和業(yè)務(wù)等方面的特殊要求，以及系統(tǒng)擴(kuò)展的需要，系統(tǒng)采用 Client/Server 結(jié)構(gòu)的客戶機(jī)/服務(wù)器方案。服務(wù)器與主干網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)帶寬在 100M 以上，客戶端需要 10M 以上的帶寬，如果可能，可以考慮采用雙網(wǎng)卡連接主干網(wǎng)上不同

5、的交換機(jī)以提高系統(tǒng)的可靠性。為確保系統(tǒng)的響應(yīng)速度，一個 10M 共享網(wǎng)絡(luò)中連接的客戶端數(shù)目最好不要超過 10 個。從經(jīng)濟(jì)實用性考慮，并綜合多種配置的性價比，建議 GIS 中心服務(wù)器采用單機(jī)備份的方式，可以逐步配置，也可以一步到位。服務(wù)器內(nèi)存要求 1024M 以上，處理能力達(dá)到 9000 TpmC。為了保證數(shù)據(jù)的安全性，服務(wù)器應(yīng)具有鏡像、熱備份、容錯功能。為確保備份數(shù)據(jù)存儲在單獨的硬盤上，同一備份數(shù)據(jù)在兩個硬盤上做鏡像備份，服務(wù)器應(yīng)配備 4 個以上硬盤?？蛻魴C(jī)可以選用 PIII450 以上檔次的普通微機(jī)，內(nèi)存 128M，顯示器 15 或 17 英寸。電力局內(nèi)部目前使用的局域網(wǎng)若能滿足系統(tǒng)性能，可

6、考慮使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，而不用另外組網(wǎng)。四、系統(tǒng)配置、軟件配置服務(wù)器端操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫配置：操作系統(tǒng): Windows 2000 Advanced Server 或 Windows2000 Server 或 Windows NT 4.0數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：SQL Server 7.0 企業(yè)版或 SQL Server 2000 企業(yè)版等以上版本客戶機(jī)端軟件配置:操作系統(tǒng): Windows98 第二版,Windows 2000 professional ,Windows NT Workstation. 2、硬件配置服務(wù)器：惠普 LH6000，雙 CPU PIII Xeon-700，418G；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)：ED

7、-1516 集線器，Bay301 交換機(jī)；客戶機(jī)：Pentium III，內(nèi)存 128M，硬盤 10G，15 或 17 寸彩顯；工程掃描儀：清華紫光A3；打印機(jī)： 彩色繪圖儀A0 幅面HP DJ450C 300dpi 激光打印機(jī)A4 幅面 HPLJ6L 600dpi五、系統(tǒng)主要技術(shù)方案 、海量圖庫高效管理系統(tǒng)地圖庫以圖幅為單位來管理，具有強(qiáng)大的地圖無縫拼接、管理、顯示、漫游和靈活方便的跨圖幅檢索能力，可管理多達(dá)數(shù)千幅地圖。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的索引技術(shù)，地圖庫文件只記錄數(shù)據(jù)索引，保證整個地圖庫方便的更新和快速打開顯示。同時，系統(tǒng)還提供了強(qiáng)大的地理圖形錄入和編輯功能。、大型網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作能力系統(tǒng)提供多任

8、務(wù)、多用戶的工作環(huán)境，空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)存放在大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。具備安全的系統(tǒng)登錄、訪問權(quán)限設(shè)置。允許多人同時對系統(tǒng)進(jìn)行訪問，大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。、電網(wǎng)模型的建立系統(tǒng)首先要解決的問題是如何用 GIS 建立電網(wǎng)模型，針對這個問題，可以有兩種解決方案：一種是將架空線、桿塔作為點線文件處理，兩者之間除了坐標(biāo)聯(lián)系外，再無其它聯(lián)系。這種方式只能作表層的管理，本系統(tǒng)中我們不采用這種方案。第二種方案是，用網(wǎng)文件表述電網(wǎng)，能夠反映出設(shè)備之間的連接關(guān)系，開關(guān)的通斷狀態(tài)，便于實現(xiàn)各種電網(wǎng)分析和今后各種功能的擴(kuò)展。從長遠(yuǎn)考慮，為了真正解決電力企業(yè)的問題，本系統(tǒng)選用第二種方案 加上地理背景圖后，基

9、本的電網(wǎng)模型為：上述圖形通過位置坐標(biāo)疊加顯示在一起 、兩套坐標(biāo)系統(tǒng)的實現(xiàn)具有地理背景的線路走向圖模型已經(jīng)建立起來了，但實際應(yīng)用中，有些電力部門如調(diào)度部門并不關(guān)心實際的線路走向，更關(guān)心電網(wǎng)的連接關(guān)系，這種連接關(guān)系反映在系統(tǒng)圖或一次結(jié)線圖中。電力用戶的需求就是把線路走向圖與一次結(jié)線圖結(jié)合起來，并維護(hù)他們之間的對應(yīng)關(guān)系。我們把這種獨特的描述方式稱為兩套坐標(biāo)系統(tǒng)，兩套坐標(biāo)系統(tǒng)的采用使 GIS 系統(tǒng)的模型變?yōu)椋荷蠄D中主電網(wǎng)為線路走向圖，輔電網(wǎng)為一次結(jié)線圖，輔電網(wǎng)不帶地理背景。兩套坐標(biāo)系統(tǒng)最關(guān)鍵的問題是保證元素的嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系，系統(tǒng)在每種元素的屬性中添加一個對應(yīng)字段，用于指向另一套坐標(biāo)中的對應(yīng)圖元，在添加、

10、刪除、改變拓?fù)潢P(guān)系的編輯操作時，系統(tǒng)自動進(jìn)行另一套坐標(biāo)系統(tǒng)的維護(hù)。為了保證屬性的一致，兩套圖形共用主電網(wǎng)的屬性庫，利用一個屬性庫，才可以真正保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。、開閉所、分接箱、變電站等設(shè)備的模型設(shè)計在電網(wǎng)中，開閉所等設(shè)備是比較特殊的一類設(shè)備，他們本身是一個設(shè)備點，其本身所具有的屬性是人們所關(guān)心的，同時它們內(nèi)部又包括開關(guān)等設(shè)備，這些內(nèi)部設(shè)備之間的連接關(guān)系也是人們關(guān)心的，并且真正對電網(wǎng)分析起作用。底層平臺在這方面提供了強(qiáng)有力地支持，在WN 網(wǎng)文件中進(jìn)行擴(kuò)展，開發(fā)出嵌入式井模型。開閉所作為井設(shè)備，打開井設(shè)備可查看內(nèi)部設(shè)備的連接關(guān)系，系統(tǒng)同時管理井設(shè)備和內(nèi)部設(shè)備，并根據(jù)用戶需要在兩種顯示狀態(tài)之間切換。

11、、面向用戶的設(shè)備庫不同的電力局對所管設(shè)備會有不同的要求，并且隨著電力數(shù)據(jù)的完善，系統(tǒng)以后很可能會向高壓、低壓方向縱深發(fā)展，固定不變的設(shè)備庫顯然不能滿足用戶要求。系統(tǒng)提供的設(shè)備庫模塊，允許用戶對設(shè)備進(jìn)行增加、刪除、編輯等操作。 設(shè)備庫集中管理設(shè)備，內(nèi)容包括設(shè)備的專業(yè)名稱（如桿塔、架空線等）、設(shè)備的類型（點 狀設(shè)備還是線狀設(shè)備）、設(shè)備的圖形符號（子圖號或者線型號）以及設(shè)備的臺帳屬性結(jié)構(gòu)。、臺帳數(shù)據(jù)庫以及運行維護(hù)數(shù)據(jù)的管理設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)利用 WB 文件實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)版中則轉(zhuǎn)化為 SQL Server 數(shù)據(jù)庫中的表。文件的屬性結(jié)構(gòu)是可以修改的，這樣用戶就可以自己在實際的使用過程中進(jìn)行調(diào)整。 實際使用中，屬

12、性數(shù)據(jù)又分為臺帳數(shù)據(jù)和運行維護(hù)數(shù)據(jù)。臺帳數(shù)據(jù)與設(shè)備是一對 一的關(guān)系，每一種設(shè)備對應(yīng)一個 WB 文件。運行維護(hù)數(shù)據(jù)包括檢修、故障、缺陷、掛牌等，設(shè)備與這些數(shù)據(jù)是一對多的關(guān)系，一種設(shè)備可以掛接多個運行維護(hù)記錄，也可以一個都不掛接。 系統(tǒng)設(shè)計出附表庫來集中管理運行維護(hù)數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)檢修、故障、缺 陷、掛牌等數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、屬性結(jié)構(gòu)編輯以及與設(shè)備的掛接。、地名庫模糊查詢定位在電網(wǎng)運行期間，不管是事故處理還是規(guī)劃設(shè)計等，快速的定位到某點都將是很常用、也是很重要的手段，試想如果在故障停電幾十分鐘后還不能找到事故點，那后果將會如何？為了快速準(zhǔn)確的定位，本系統(tǒng)提供了多種定位手段，如定位線定位、查詢定位、地名庫定位功

13、能。對于地名庫定位，不僅能定位到一個具體的位置，同時能進(jìn)行模糊匹配，搜索出所有與輸入字段匹配的地名供選擇。、開放式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)根據(jù)目前電網(wǎng)工作的實際情況，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采取開放形式，用戶可以在具有一定專業(yè)知識和管理技術(shù)的前提下修改和設(shè)置數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，增加、刪除數(shù)據(jù)表，從而可以大大提高系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。、獨特的圖數(shù)互動查詢方式對于查詢到的結(jié)果，系統(tǒng)提供圖數(shù)互動的顯示方式。選定屬性框中的一條記錄，對應(yīng)設(shè)備的圖形會跳轉(zhuǎn)顯示在窗口內(nèi)，選擇一個設(shè)備，又可以馬上看到其所包含的屬性信息。該技術(shù)很好地解決了長期以來圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的分離問題，能夠圖文并茂、簡便直觀地將信息傳送到用戶面前。六、系統(tǒng)功能模塊、地圖管理

14、子系統(tǒng)本系統(tǒng)完成對電子地圖的編輯，實現(xiàn)海量圖庫管理，包括圖件矢量化、 AutoCAD 等多種格式轉(zhuǎn)換、外業(yè)調(diào)繪成圖和誤差矯正、圖幅無縫拼接、投影變換等功能。A、圖形輸入提供豐富的矢量圖形成圖方式：利用數(shù)字化儀輸入成圖利用野外全站儀、電子手簿輸入成圖利用掃描儀數(shù)字輸入成圖通過鍵盤輸入點坐標(biāo)方式利用鼠標(biāo)在圖形窗口中定位成圖可以讀入已經(jīng)存儲于文件中的圖形、點、線坐標(biāo)信息并自動成圖對于多種圖形格式文件，及各種 GIS 軟件系統(tǒng)的輸出圖形文件均可以轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可以接收的格式；同時，系統(tǒng)中的圖形也可以通過格式轉(zhuǎn)換為其它軟件能接收的格式。B、圖形編輯圖形編輯是地形圖編輯管理模塊中最重要、不可缺少的部分，是一個

15、重要的維護(hù)管理工具，通過編輯能夠改善繪圖精度、更新圖形內(nèi)容、豐富圖形表現(xiàn)力，實現(xiàn)圖形綜合，同時對各種圖形文件（點、線、區(qū)、網(wǎng)等）或整個工程項目的儲存、更新、備份；管理著圖層和窗口的操作，其主要功能有：對點、線、區(qū)三種圖元的各種操作和編輯對點、線、區(qū)三種圖元參數(shù)的編輯和統(tǒng)改拓?fù)涮幚砗拖到y(tǒng)庫編輯錯誤檢查提供各種圖形的矢量化功能對各種工作區(qū)（點、線、區(qū)、光柵）和網(wǎng)絡(luò)的管理利用窗口達(dá)到交互式圖形編輯使圖形的編輯、修改、設(shè)計、更新更加方便、精確提供圖形分層的編輯功能C、圖形輸出圖形輸出系統(tǒng)和分析結(jié)果輸出系統(tǒng)是本系統(tǒng)主要輸出手段。圖形輸出系統(tǒng)主要是讀取 MAPGIS 的各種輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行版面編輯處理、排版

16、、圖形整飾，最終形成各種格式的圖形文件，其主要功能有：地形圖的輸出各種圖形文件（點、線、區(qū)、網(wǎng)等）的輸出 WINDOWS 輸出POSTSCRIPT 輸出光柵處理輸出 D、圖庫管理圖庫管理在整個系統(tǒng)中負(fù)責(zé)基礎(chǔ)信息的管理，它是所有系統(tǒng)建立的根本基礎(chǔ)， 直接關(guān)系到本系統(tǒng)運作的穩(wěn)定和信息來源的準(zhǔn)確性。圖形庫管理主要是針對空間數(shù)據(jù)的管理，用于儲存和管理地圖信息，屬于專用的地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。其主要功能 有：以圖幅為單位來管理圖形數(shù)據(jù)并實現(xiàn)圖幅漫游為用戶提供了靈活直觀的數(shù)據(jù)入庫手段多種強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)查詢途徑方便的圖幅與圖幅之間的接邊功能，消除相鄰圖幅間的接合誤差。對不是嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的圖幅提供了圖幅校正功能提供圖

17、幅檢索功能構(gòu)造裁剪框，形成新的圖幅 E、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換MAPGIS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能為 MAPGIS 系統(tǒng)和其他 GIS 系統(tǒng)間架設(shè)了一座橋梁，實現(xiàn)了不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到數(shù)據(jù)資源的共享。本系統(tǒng)主要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括：AUTOCAD 格式轉(zhuǎn)換 ARCINFO 格式轉(zhuǎn)換 MAPINFO 格式轉(zhuǎn)換、輔助作圖子系統(tǒng)輔助作圖子系統(tǒng)提供方便的管理電力網(wǎng)絡(luò)的手段，迅速直觀地構(gòu)造整個網(wǎng)絡(luò)，建立與網(wǎng)絡(luò)元素相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)庫，提供豐富有力的網(wǎng)絡(luò)輸入手段。除了直接的手動 輸入外，還對大批量的數(shù)據(jù)采取了外掛數(shù)據(jù)庫的方式，大大方便了信息錄入。A、屬性數(shù)據(jù)輸入選中設(shè)備編輯屬性列表編輯屬性設(shè)備屬性復(fù)制 B、空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入支持鼠標(biāo)、

18、鍵盤輸入，從測量數(shù)據(jù)輸入，并且可以多人同時編輯，從而大大簡化數(shù)據(jù)輸入工作，縮短了數(shù)據(jù)輸入時間C、電網(wǎng)編輯及設(shè)計提供拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變，移動、刪除、修改設(shè)備參數(shù)等多種編輯手段。D、倒入倒出屬性數(shù)據(jù)庫選擇要操作的電網(wǎng)文件，并選擇倒入的數(shù)據(jù)源，即可成批的倒入屬性數(shù)據(jù)。同樣，可以將屬性數(shù)據(jù)倒出到外部數(shù)據(jù)源所指定的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以方便用戶直接操縱數(shù)據(jù)。3、設(shè)備管理子系統(tǒng)子系統(tǒng)提供多種輔助工具，對已有的基本臺帳數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)、故 障數(shù)據(jù)等進(jìn)行管理，可進(jìn)行模糊地名定位，在電網(wǎng)范圍內(nèi)劃定區(qū)域，指定設(shè)備類型，構(gòu)造檢索條件，快速尋找指定目標(biāo)，能夠在線路上模擬掛牌操作，可以對線路中現(xiàn)有的掛牌進(jìn)行檢索，打印出圖形和報表，從而提高行業(yè)工作效率。A、常用工具裁剪：矩形裁剪、多邊形裁剪、圓形裁剪、任意多邊形裁剪；按照線路進(jìn)行查詢量算：量算兩點