基于GIS的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

劉長(zhǎng)文

阿城繼電器股份有限公司，黑龍江哈爾濱 150302

0 引言

由于油田電網(wǎng)具有分散、復(fù)雜等特點(diǎn)，在每次檢查時(shí)需要大量的人力物力，而且由于線路刀閘數(shù)量眾多，每次檢修時(shí)需要斷開的所檢修線路的供電，需要斷開很多刀閘，稍有不慎或者疏忽就會(huì)導(dǎo)致檢修工人生命危險(xiǎn)，因此，每次檢修都要很仔細(xì)的檢查哪些刀閘需要斷開，為了解決此問(wèn)題，設(shè)計(jì)一個(gè)油田電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)。

1 地理信息系統(tǒng)的組成

地理信息系統(tǒng)，從功能或內(nèi)容上來(lái)看，它是一種以計(jì)算機(jī)為工具，具有地理空間定位功能的空間信息管理系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)作為一個(gè)功能強(qiáng)大的空間信息管理系統(tǒng)，主要由以下4個(gè)部分組成：

1）計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備：這是系統(tǒng)的硬件環(huán)境，用于存貯、處理、輸入輸出數(shù)字地圖及數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)的硬件環(huán)境主要由計(jì)算機(jī)及一些外圍設(shè)備聯(lián)接形成的；

2）計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)：這是系統(tǒng)的軟件環(huán)境，負(fù)責(zé)執(zhí)行系統(tǒng)的各項(xiàng)操作與分析的功能。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)管理功能，GIS需要有與硬件環(huán)境相配套的多種軟件功能模塊。在軟件層次上需要有系統(tǒng)軟件、基礎(chǔ)軟件、基本功能軟件、應(yīng)用軟件等多層次體系；

3）地理空間數(shù)據(jù)：它反映了GIS的管理內(nèi)容，是系統(tǒng)的操作對(duì)象和原料。它一般包括三個(gè)方面的內(nèi)容：即空間位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，地理實(shí)體之間空間拓?fù)潢P(guān)系以及相應(yīng)于空間位置的屬性數(shù)據(jù)。其目的就是為了更好地管理和分析空間數(shù)據(jù)；

4）系統(tǒng)的組織管理人員：它包含了系統(tǒng)的建設(shè)管理人員和用戶，它決定了系統(tǒng)的工作方式和信息的表示方式，這是GIS中最活躍、最重要的部分。包括具有地理信息系統(tǒng)知識(shí)和其它專業(yè)知識(shí)的高級(jí)應(yīng)用人才，具有計(jì)算機(jī)知識(shí)和其它專業(yè)知識(shí)的軟件應(yīng)用人才以及具有較強(qiáng)實(shí)際操作能力的硬軟件維護(hù)人才。

2 地理信息GIS系統(tǒng)的功能：

2.1 基本功能

1）圖形顯示：將網(wǎng)內(nèi)的電子矢量地圖進(jìn)行分層顯示；2）圖形操作：對(duì)象選擇，圖層的移動(dòng)、放大和縮?。?）電網(wǎng)模擬：使用深度優(yōu)先遞歸算法來(lái)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行模擬；4）刀閘操作：對(duì)地圖進(jìn)行刀閘操作，使電網(wǎng)在不導(dǎo)通的時(shí)候是打開方式，在導(dǎo)通的時(shí)候是關(guān)閉的狀態(tài)。

2.2 高級(jí)功能

一般GIS所具有的功能以外，結(jié)合電網(wǎng)模擬系統(tǒng)特點(diǎn)，它還應(yīng)具有以下功能：

1）對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行環(huán)路分析；2）對(duì)各個(gè)油井進(jìn)行報(bào)表分析；3）對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行最短路徑分析。

3 方案的具體實(shí)現(xiàn)

3.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)際上就是一個(gè)將圖形對(duì)象和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)構(gòu)成電子地圖并納入數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理的過(guò)程。某一地區(qū)的基礎(chǔ)地理信息是構(gòu)建該地區(qū)地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，獲得研究對(duì)象的電子地圖是需要做的第一步工作。通常，這項(xiàng)工作由GIS工具軟件來(lái)完成。電子地圖的格式標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是SuperMap格式及SuperMap軟件支持的其它標(biāo)準(zhǔn)格式。

3.2 程序的本功能的實(shí)現(xiàn)

程序框架是用Visaul Basic 6.0實(shí)現(xiàn)的。

1）地圖的基本操作

地圖的基本操作包括放大、縮小、漫游、選擇、全幅顯示、刷新等，這幾項(xiàng)操作主要用于瀏覽地圖，因此，SuperMap把這些其中大部分基本操作都封裝在SuperMap控件的內(nèi)部（包括不同操作狀態(tài)下的鼠標(biāo)狀態(tài)也會(huì)自動(dòng)更改），相對(duì)其它組件式GIS軟件來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)化了編程過(guò)程，開發(fā)人員所要做的只是設(shè)置SuperMap 的Action 屬性的狀態(tài)（設(shè)置Action狀態(tài)后不用對(duì)SuperMap進(jìn)行刷新，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)刷新SuperMap控件），然后就可以在SuperMap上進(jìn)行相應(yīng)的操作了。全幅顯示和刷新是SuperMap的兩個(gè)方法，不能通過(guò)狀態(tài)設(shè)置來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的操作，也不需要另外用鼠標(biāo)在SuperMap上進(jìn)行多余的操作。

（1）設(shè)置選擇狀態(tài)。SuperMap1.Action = ScaSelection 按住Shift鍵可以進(jìn)行多個(gè)目標(biāo)選擇；按住Ctrl 鍵實(shí)現(xiàn)圖層之間的目標(biāo)切換選擇；

（2）設(shè)置放大狀態(tài)。SuperMap.Action = ScaZoomIn 可以單擊地圖進(jìn)行放大，也可以在地圖上拖動(dòng)一個(gè)矩形框進(jìn)行矩形放大，當(dāng)進(jìn)行矩形放大時(shí)，拖出的這個(gè)矩形自動(dòng)擴(kuò)充到SuperMap控件的視圖范圍；

（3）設(shè)置縮小狀態(tài)。SuperMap.Action = ScaZoomOut 可以單擊地圖進(jìn)行縮小，也可以在地圖上拖動(dòng)一個(gè)矩形框進(jìn)行矩形縮小，當(dāng)進(jìn)行矩形縮小時(shí)，SuperMap控件的當(dāng)前視圖自動(dòng)縮小到拖出的這個(gè)矩形大小；

（4）設(shè)置自由縮放狀態(tài)。SuperMap.Action = ScaZoomFree 按住鼠標(biāo)向上移動(dòng)則放大，向下移動(dòng)則縮??；

（5）設(shè)置漫游狀態(tài)。SuperMap.Action = ScaPan 當(dāng)?shù)貓D鎖定時(shí)不能把地圖拖到地圖窗口以外，不能進(jìn)行隨意漫游；

（6）全幅顯示地圖。SuperMap.ViewEntire 說(shuō)明：此時(shí)的顯示范圍為地圖窗口中所有圖層邊界的并集；

（7）刷新地圖。SuperMap.Refresh。

2）地圖的查找分析

地圖查找分析是利用的深度優(yōu)先搜索算法，深度優(yōu)先搜索算法任意選定一個(gè)結(jié)點(diǎn)v作為起始點(diǎn)，如果有連通路，可去訪問(wèn)相鄰的點(diǎn)，如果有多個(gè)連通分支，逐個(gè)連通分支如上訪問(wèn)即可。深度優(yōu)先搜索法訪問(wèn)各結(jié)點(diǎn)，我們也稱圖的深度優(yōu)先遍歷。

3）倒閘操作

對(duì)分析的各個(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行倒閘操作，對(duì)于程序分析出的各個(gè)節(jié)點(diǎn)凡是開關(guān)節(jié)點(diǎn)屬性值為1的顯示為開關(guān)接通，開關(guān)節(jié)點(diǎn)屬性值為-1的顯示為開關(guān)斷開。利用鼠標(biāo)選擇后可以改變節(jié)點(diǎn)的屬性值，從而達(dá)到進(jìn)行刀閘開關(guān)的目的。

4 結(jié)論

通過(guò)基于GIS的電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的具體開發(fā)過(guò)程，可以認(rèn)識(shí)到：集成二次開發(fā)是一種比較合適的開發(fā)方式。基于SuperMap平臺(tái)，開發(fā)小型的GIS是比較合適的，同樣它也有強(qiáng)大的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)拓?fù)浞治?，?shù)據(jù)管理。

[1]賀仁杰，譚躍進(jìn).加權(quán)約束滿足問(wèn)題的改進(jìn)深度優(yōu)先搜索算法[J].系統(tǒng)工程學(xué)報(bào)，2004，19.

[2]龔健雅.當(dāng)代地理信息技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.