电力网络地理信息系统解决方案

1、电力网络地理信息系统解决方案一、概述我国电网建设发展迅速，大规模的农网改造、城网改造工作已经全面展开，电力网日益复杂，用户对供电质量的要求也越来越高，传统的手工管理方式已经不能够适应当前的管理。采用新的技术和手段，使我们的工作步入定量化、科学化、自动化、现代化的轨道，已成为电力行业当前十分紧迫地任务。基于国产优秀的 GIS 基础平台 MAPGIS 上开发的电力网络地理信息系统克服了历年来信息系统在处理图形和数据时的分离，将各种信息与地理位置很好地结合在一起，图文并茂，简便直观，是集中运用地理信息技术、计算机技术、数据库技术、网络技术的成果，可以管理的数据量更大，分析功能更强。对电力部门管理创新

2、、技术创新、提高工作效率和经济效益、提高电力市场竞争力等方面都起着举足轻重的作用。、以地理地图为背景，实现输电网、配电网的可视化计算机管理。它将室内设备、架空线、地下电缆、各种设施设备以图形和属性表格相结合的形式表现出来，为电力部门的管理提供强大和有效工具；、准确统计企业资产，根据市政建设需要，科学地规划、决策、设计，使工程规划更合理、工程预算更准确，为企业节省大量人力物力投入，给企业带来效益；将新竣工资料及时、准确地传送到各部门、各系统，使电力网络资源得到充分利用，大大减少了以前由于资料不全、靠人工记忆或由于相关管理人员变动而造成的大量线路资源浪费；、提供了准确的资源信息，为电力企业内部其它

3、系统的建设打下了坚实的数据基础；同时为跟上今后市政管理建设步伐，与城市的各类其它系统接口，共同服务于城市建设打下了基础二、系统数据组织中心服务器上存放全局地理底图和电网数据，包括电网空间数据、图形数据和属性数据，客户端通过内部网络访问服务器，变动信息也通过内部网络传送给服务器，系统实现了数据的实时性和各客户端访问数据的一致性。本系统还可与其它系统接口，实现更广泛的信息共享。下图形象地说明了这种数据关系。系统由专人维护，数据定期备份，客户具有不同的权限，客户权限大体上分为查询和编辑两种。查询用户无法修改数据，但可读取网线资源，编辑用户经过严格地培训，负责系统电网数据的变更和维护工作。为了减少网络

4、传输量，提高系统工作效率，我们建议将底图数据放在客户端。因为底图修改次数少，修改间隔时间长，这种基本静态的数据在网上传输，很浪费网络资源，相反，将其放在客户端并不会影响数据的准确性。三、系统网络结构因此，建立电力网络地理信息系统是一项较大的系统工程，为了保证系统以后的质量及运行效率，系统运行必须有一个适当的网络结构。根据电力局现行机构设置与管理模式，充分考虑电力局在管理和业务等方面的特殊要求，以及系统扩展的需要，系统采用 Client/Server 结构的客户机/服务器方案。服务器与主干网的联络带宽在 100M 以上，客户端需要 10M 以上的带宽，如果可能，可以考虑采用双网卡连接主干网上不同

5、的交换机以提高系统的可靠性。为确保系统的响应速度，一个 10M 共享网络中连接的客户端数目最好不要超过 10 个。从经济实用性考虑，并综合多种配置的性价比，建议 GIS 中心服务器采用单机备份的方式，可以逐步配置，也可以一步到位。服务器内存要求 1024M 以上，处理能力达到 9000 TpmC。为了保证数据的安全性，服务器应具有镜像、热备份、容错功能。为确保备份数据存储在单独的硬盘上，同一备份数据在两个硬盘上做镜像备份，服务器应配备 4 个以上硬盘。客户机可以选用 PIII450 以上档次的普通微机，内存 128M，显示器 15 或 17 英寸。电力局内部目前使用的局域网若能满足系统性能，可

6、考虑使用现有网络，而不用另外组网。四、系统配置、软件配置服务器端操作系统和数据库配置：操作系统: Windows 2000 Advanced Server 或 Windows2000 Server 或 Windows NT 4.0数据库管理系统：SQL Server 7.0 企业版或 SQL Server 2000 企业版等以上版本客户机端软件配置:操作系统: Windows98 第二版,Windows 2000 professional ,Windows NT Workstation. 2、硬件配置服务器：惠普 LH6000，双 CPU PIII Xeon-700，418G；网络交换机：ED

7、-1516 集线器，Bay301 交换机；客户机：Pentium III，内存 128M，硬盘 10G，15 或 17 寸彩显；工程扫描仪：清华紫光A3；打印机： 彩色绘图仪A0 幅面HP DJ450C 300dpi 激光打印机A4 幅面 HPLJ6L 600dpi五、系统主要技术方案 、海量图库高效管理系统地图库以图幅为单位来管理，具有强大的地图无缝拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力，可管理多达数千幅地图。系统采用了先进的索引技术，地图库文件只记录数据索引，保证整个地图库方便的更新和快速打开显示。同时，系统还提供了强大的地理图形录入和编辑功能。、大型网络协同工作能力系统提供多任

8、务、多用户的工作环境，空间数据和属性数据存放在大型关系数据库中，实现了数据共享。具备安全的系统登录、访问权限设置。允许多人同时对系统进行访问，大大提高企业的生产效率。、电网模型的建立系统首先要解决的问题是如何用 GIS 建立电网模型，针对这个问题，可以有两种解决方案：一种是将架空线、杆塔作为点线文件处理，两者之间除了坐标联系外，再无其它联系。这种方式只能作表层的管理，本系统中我们不采用这种方案。第二种方案是，用网文件表述电网，能够反映出设备之间的连接关系，开关的通断状态，便于实现各种电网分析和今后各种功能的扩展。从长远考虑，为了真正解决电力企业的问题，本系统选用第二种方案 加上地理背景图后，基

9、本的电网模型为：上述图形通过位置坐标叠加显示在一起 、两套坐标系统的实现具有地理背景的线路走向图模型已经建立起来了，但实际应用中，有些电力部门如调度部门并不关心实际的线路走向，更关心电网的连接关系，这种连接关系反映在系统图或一次结线图中。电力用户的需求就是把线路走向图与一次结线图结合起来，并维护他们之间的对应关系。我们把这种独特的描述方式称为两套坐标系统，两套坐标系统的采用使 GIS 系统的模型变为：上图中主电网为线路走向图，辅电网为一次结线图，辅电网不带地理背景。两套坐标系统最关键的问题是保证元素的严格对应关系，系统在每种元素的属性中添加一个对应字段，用于指向另一套坐标中的对应图元，在添加、

10、删除、改变拓扑关系的编辑操作时，系统自动进行另一套坐标系统的维护。为了保证属性的一致，两套图形共用主电网的属性库，利用一个属性库，才可以真正保持数据的一致性。、开闭所、分接箱、变电站等设备的模型设计在电网中，开闭所等设备是比较特殊的一类设备，他们本身是一个设备点，其本身所具有的属性是人们所关心的，同时它们内部又包括开关等设备，这些内部设备之间的连接关系也是人们关心的，并且真正对电网分析起作用。底层平台在这方面提供了强有力地支持，在WN 网文件中进行扩展，开发出嵌入式井模型。开闭所作为井设备，打开井设备可查看内部设备的连接关系，系统同时管理井设备和内部设备，并根据用户需要在两种显示状态之间切换。

11、、面向用户的设备库不同的电力局对所管设备会有不同的要求，并且随着电力数据的完善，系统以后很可能会向高压、低压方向纵深发展，固定不变的设备库显然不能满足用户要求。系统提供的设备库模块，允许用户对设备进行增加、删除、编辑等操作。 设备库集中管理设备，内容包括设备的专业名称（如杆塔、架空线等）、设备的类型（点 状设备还是线状设备）、设备的图形符号（子图号或者线型号）以及设备的台帐属性结构。、台帐数据库以及运行维护数据的管理设备的属性数据利用 WB 文件实现，网络版中则转化为 SQL Server 数据库中的表。文件的属性结构是可以修改的，这样用户就可以自己在实际的使用过程中进行调整。 实际使用中，属

12、性数据又分为台帐数据和运行维护数据。台帐数据与设备是一对 一的关系，每一种设备对应一个 WB 文件。运行维护数据包括检修、故障、缺陷、挂牌等，设备与这些数据是一对多的关系，一种设备可以挂接多个运行维护记录，也可以一个都不挂接。 系统设计出附表库来集中管理运行维护数据，负责检修、故障、缺 陷、挂牌等数据库的创建、属性结构编辑以及与设备的挂接。、地名库模糊查询定位在电网运行期间，不管是事故处理还是规划设计等，快速的定位到某点都将是很常用、也是很重要的手段，试想如果在故障停电几十分钟后还不能找到事故点，那后果将会如何？为了快速准确的定位，本系统提供了多种定位手段，如定位线定位、查询定位、地名库定位功

13、能。对于地名库定位，不仅能定位到一个具体的位置，同时能进行模糊匹配，搜索出所有与输入字段匹配的地名供选择。、开放式数据库结构根据目前电网工作的实际情况，本系统的数据库采取开放形式，用户可以在具有一定专业知识和管理技术的前提下修改和设置数据库结构，增加、删除数据表，从而可以大大提高系统的可扩充性。、独特的图数互动查询方式对于查询到的结果，系统提供图数互动的显示方式。选定属性框中的一条记录，对应设备的图形会跳转显示在窗口内，选择一个设备，又可以马上看到其所包含的属性信息。该技术很好地解决了长期以来图形数据与属性数据的分离问题，能够图文并茂、简便直观地将信息传送到用户面前。六、系统功能模块、地图管理

14、子系统本系统完成对电子地图的编辑，实现海量图库管理，包括图件矢量化、 AutoCAD 等多种格式转换、外业调绘成图和误差矫正、图幅无缝拼接、投影变换等功能。A、图形输入提供丰富的矢量图形成图方式：利用数字化仪输入成图利用野外全站仪、电子手簿输入成图利用扫描仪数字输入成图通过键盘输入点坐标方式利用鼠标在图形窗口中定位成图可以读入已经存储于文件中的图形、点、线坐标信息并自动成图对于多种图形格式文件，及各种 GIS 软件系统的输出图形文件均可以转换成系统可以接收的格式；同时，系统中的图形也可以通过格式转换为其它软件能接收的格式。B、图形编辑图形编辑是地形图编辑管理模块中最重要、不可缺少的部分，是一个

15、重要的维护管理工具，通过编辑能够改善绘图精度、更新图形内容、丰富图形表现力，实现图形综合，同时对各种图形文件（点、线、区、网等）或整个工程项目的储存、更新、备份；管理着图层和窗口的操作，其主要功能有：对点、线、区三种图元的各种操作和编辑对点、线、区三种图元参数的编辑和统改拓扑处理和系统库编辑错误检查提供各种图形的矢量化功能对各种工作区（点、线、区、光栅）和网络的管理利用窗口达到交互式图形编辑使图形的编辑、修改、设计、更新更加方便、精确提供图形分层的编辑功能C、图形输出图形输出系统和分析结果输出系统是本系统主要输出手段。图形输出系统主要是读取 MAPGIS 的各种输出数据，进行版面编辑处理、排版

16、、图形整饰，最终形成各种格式的图形文件，其主要功能有：地形图的输出各种图形文件（点、线、区、网等）的输出 WINDOWS 输出POSTSCRIPT 输出光栅处理输出 D、图库管理图库管理在整个系统中负责基础信息的管理，它是所有系统建立的根本基础， 直接关系到本系统运作的稳定和信息来源的准确性。图形库管理主要是针对空间数据的管理，用于储存和管理地图信息，属于专用的地图数据库管理系统。其主要功能 有：以图幅为单位来管理图形数据并实现图幅漫游为用户提供了灵活直观的数据入库手段多种强有力的数据查询途径方便的图幅与图幅之间的接边功能，消除相邻图幅间的接合误差。对不是严格标准的图幅提供了图幅校正功能提供图

17、幅检索功能构造裁剪框，形成新的图幅 E、数据转换MAPGIS 数据转换功能为 MAPGIS 系统和其他 GIS 系统间架设了一座桥梁，实现了不同系统间的数据转换，从而达到数据资源的共享。本系统主要的数据转换包括：AUTOCAD 格式转换 ARCINFO 格式转换 MAPINFO 格式转换、辅助作图子系统辅助作图子系统提供方便的管理电力网络的手段，迅速直观地构造整个网络，建立与网络元素相关的属性数据库，提供丰富有力的网络输入手段。除了直接的手动 输入外，还对大批量的数据采取了外挂数据库的方式，大大方便了信息录入。A、属性数据输入选中设备编辑属性列表编辑属性设备属性复制 B、空间数据转入支持鼠标、

18、键盘输入，从测量数据输入，并且可以多人同时编辑，从而大大简化数据输入工作，缩短了数据输入时间C、电网编辑及设计提供拓扑结构建立和拓扑结构改变，移动、删除、修改设备参数等多种编辑手段。D、倒入倒出属性数据库选择要操作的电网文件，并选择倒入的数据源，即可成批的倒入属性数据。同样，可以将属性数据倒出到外部数据源所指定的数据库系统，以方便用户直接操纵数据。3、设备管理子系统子系统提供多种辅助工具，对已有的基本台帐数据、缺陷数据、检修数据、故 障数据等进行管理，可进行模糊地名定位，在电网范围内划定区域，指定设备类型，构造检索条件，快速寻找指定目标，能够在线路上模拟挂牌操作，可以对线路中现有的挂牌进行检索，打印出图形和报表，从而提高行业工作效率。A、常用工具裁剪：矩形裁剪、多边形裁剪、圆形裁剪、任意多边形裁剪；按照线路进行查询量算：量算两点