基于電網(wǎng)GIS平臺(tái)的配電電纜及通道精益管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

周大鵬 胡畔 周毅

摘 要：隨著我國(guó)城市化建設(shè)的快速發(fā)展，城市電網(wǎng)逐漸由地面轉(zhuǎn)入地下。城市電網(wǎng)傳統(tǒng)管理模式已經(jīng)不能滿足發(fā)展的要求，怎樣有效管理隱形地下電力電纜、提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性已經(jīng)成為電力系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文所提出的構(gòu)建基于GIS平臺(tái)配電電纜及通道精益管理系統(tǒng)，由傳統(tǒng)的管理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)方式的電力電纜信息向以管理空間數(shù)據(jù)為主的電力電纜信息轉(zhuǎn)變，對(duì)電纜及通道中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題與缺陷進(jìn)行歸納、消除。

關(guān)鍵詞：配電電纜；GIS；數(shù)據(jù)分析；移動(dòng)巡檢

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）24-0115-02

0 引言

隨著城市的發(fā)展、電纜化率的進(jìn)一步提高，特別是近些年來(lái)，電力基礎(chǔ)設(shè)施均參照城市化模式，輸配電線路大量采用電纜[1-2]。由于電纜管線規(guī)模的迅速加大加上目前管理模式的相對(duì)滯后，傳統(tǒng)的管理模式在日常管理當(dāng)中已經(jīng)暴露出不少缺點(diǎn)[3]?，F(xiàn)針對(duì)地下電纜管理存在的諸多問(wèn)題，結(jié)合自身多年來(lái)的配網(wǎng)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，提出建立地下電纜信息標(biāo)準(zhǔn)化，精益化管理模式的想法，以提高地下電纜運(yùn)行管理水平，保障電纜的安全運(yùn)行。GIS（Geographic Information System）即地理信息系統(tǒng)，是一種在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)支持下，以空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理和綜合分析，為規(guī)劃、決定、管理和研究提供信息的技術(shù)系[4]，具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動(dòng)態(tài)性[5]。

配電電纜是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市電網(wǎng)逐漸由地面轉(zhuǎn)入地下。城鎮(zhèn)建設(shè)發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)的住宅小區(qū)、道路、市政設(shè)施有了很大的改觀，人們對(duì)居住環(huán)境有了更新更高的要求，在城鎮(zhèn)建設(shè)和改造規(guī)劃中對(duì)繁華地段經(jīng)常要求管線下地，如何建設(shè)好城市配電電纜管網(wǎng)是一個(gè)全新的研究課題。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

為確保地下電纜安全運(yùn)行與管理，便于運(yùn)行維護(hù)和檢修，必須清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示電力電纜在地下的位置、深度和其所占的空間尺寸（寬度、高度、走向），同時(shí)為進(jìn)一步加強(qiáng)電纜通道運(yùn)維管理，更加有效、全面的實(shí)現(xiàn)地下電纜數(shù)字化管理，及時(shí)排查電纜隱患，掌握通道資源利用情況，擴(kuò)大GIS應(yīng)用范圍，完善提升PMS2.0數(shù)據(jù)覆蓋范圍，需要研究地下電纜及其通道全息化管理手段以及移動(dòng)巡檢作業(yè)實(shí)現(xiàn)方式，為此遼寧公司開展配電電纜及通道精益化管理輔助工具項(xiàng)目建設(shè)工作。

該系統(tǒng)是基于電網(wǎng)GIS平臺(tái)的二次開發(fā)，具有專題展示、數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)巡檢三大特色功能模塊，遵循J2EE技術(shù)路線，應(yīng)用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）和Weblogic中間件，按照數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、應(yīng)用邏輯層、應(yīng)用服務(wù)層、表現(xiàn)層實(shí)現(xiàn)多層技術(shù)體系架構(gòu)，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一的訪問(wèn)接口，應(yīng)用邏輯層在數(shù)據(jù)服務(wù)層的基礎(chǔ)上建立各種功能組件，實(shí)現(xiàn)配電電纜及通道精益化管理的各類功能，表現(xiàn)層是展現(xiàn)給用戶的應(yīng)用界面。如圖1所示。

2 系統(tǒng)功能模塊

2.1 專題展示功能

專題圖形通過(guò)電纜井、電纜管道、管道截面之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系自動(dòng)生成，需要包括：電纜井名稱、截面信息、管孔信息、穿孔電纜、信息所處位置等等。根據(jù)這些信息，能夠?qū)崿F(xiàn)清晰的專題圖形展示。

專題圖形展示模塊包括：

（1）電纜井刨面圖展示：根據(jù)電纜井及其通道的實(shí)際穿孔情況生成刨面圖專題圖形展示功能。

（2）電纜通道橫縱截面展示：在選取的地下電纜段中，展示該電纜段的橫縱截面專題圖。

（3）電纜段直埋專題圖：在GIS地圖中，展示直埋電纜段的走向?qū)ｎ}圖。

（4）架空線路展示：在GIS地圖中，展示線路走廊設(shè)備及周邊地形環(huán)境。

（5）變電站展示：在GIS地圖中，展示變電站設(shè)備及周邊地形環(huán)境。

2.2 屬性分析功能

實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史數(shù)據(jù)和歷史故障記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表輸出的功能，方便用戶進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)分析和離線存檔，輸出文檔為EXCEL格式。實(shí)現(xiàn)在本地的Excel文檔中，查看到導(dǎo)出的歷史數(shù)據(jù)和歷史故障的詳細(xì)信息的功能。

數(shù)據(jù)分析模塊包括：

（1）臺(tái)賬管理：可以通過(guò)獲取地下電纜臺(tái)帳信息并成地圖設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)，用戶選擇地圖設(shè)備點(diǎn)擊查看臺(tái)帳時(shí)，展示地下電纜臺(tái)帳信息。

（2）工井埋設(shè)標(biāo)高：標(biāo)注工井、埋設(shè)底端和頂端的標(biāo)高，方便直觀是查看。

（3）圖紙管理：點(diǎn)擊某一設(shè)備，彈出該設(shè)備的相關(guān)圖紙信息，包括竣工圖紙、電纜系統(tǒng)接線圖、布置圖、斷面圖、施工圖、安裝圖等。

（4）查詢定位：查詢定位功能包括在地圖場(chǎng)景中對(duì)各種基礎(chǔ)地理要素、電力設(shè)備的圖形和屬性互查和快速空間定位，可應(yīng)用輸變電設(shè)備、地下電纜設(shè)備的查詢定位。

（5）空間查詢：設(shè)定需查詢的設(shè)備類型，在地圖場(chǎng)景上進(jìn)行幾何對(duì)象選擇（包括：點(diǎn)選擇、矩形選、及多邊形選擇），生成符合條件的查詢結(jié)果列表。空間幾何查詢的方式為射線相交或相包含關(guān)系。

（6）坐標(biāo)定位：通過(guò)輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)，在地圖場(chǎng)景中進(jìn)行空間定位。

2.3 移動(dòng)巡檢功能

基于RDID電子標(biāo)簽研發(fā)移動(dòng)巡檢終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下電纜故障點(diǎn)的實(shí)時(shí)點(diǎn)位與信息查詢，根據(jù)RFID標(biāo)簽的信息自動(dòng)關(guān)聯(lián)電纜所處軌跡以及相鄰電纜工具的專題示意圖，使檢修人員可根據(jù)電子標(biāo)簽中的主鍵查詢所有相關(guān)的屬性信息，提高檢修效率。

移動(dòng)巡檢模塊包括：

（1）巡視計(jì)劃編制：根據(jù)電纜及其通道巡視內(nèi)容編制電纜巡視計(jì)劃，獲取巡視內(nèi)容以及巡視范圍。

（2）巡視計(jì)劃下發(fā)：根據(jù)移動(dòng)終端的所屬設(shè)備主人，將巡視計(jì)劃下發(fā)到巡檢設(shè)備主人所屬的巡視計(jì)劃。

（3）巡視執(zhí)行：根據(jù)巡視計(jì)劃的內(nèi)容以及巡視范圍，對(duì)地下電纜及其通道進(jìn)行巡視，將巡視結(jié)果上傳到PMS2.0等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接。

（4）巡視監(jiān)控：根據(jù)巡視終端的移動(dòng)軌跡，對(duì)巡檢計(jì)劃的執(zhí)行過(guò)程進(jìn)行全方位的監(jiān)控，保障巡視結(jié)果的真實(shí)有效。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 移動(dòng)GIS的應(yīng)用

以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)、以智能手機(jī)或平板電腦為終端、結(jié)合北斗、GPS或基站為定位手段的移動(dòng)GIS系統(tǒng)，從終端運(yùn)算性能、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、空間分析復(fù)雜性等方面進(jìn)行綜合提升，促進(jìn)傳統(tǒng)應(yīng)用于桌面端和Web端的各種GIS功能向移動(dòng)應(yīng)用轉(zhuǎn)變，在移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的瀏覽地圖、采集圖片、編輯數(shù)據(jù)、查詢業(yè)務(wù)信息、使用路線導(dǎo)航等實(shí)用功能。

3.2 面向服務(wù)的地圖發(fā)布技術(shù)

配電電纜及通道精益化管理輔助工具采用地圖應(yīng)用和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)分別將業(yè)務(wù)服務(wù)注冊(cè)到企業(yè)服務(wù)總線，由企業(yè)服務(wù)總線統(tǒng)一管理交互的所有服務(wù)，進(jìn)行消息分發(fā)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)GIS平臺(tái)與不同業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成。提供基于云計(jì)算架構(gòu)的數(shù)據(jù)發(fā)布和實(shí)時(shí)分析服務(wù)，實(shí)現(xiàn)分布式部、彈性部署，支持動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡。

3.3 細(xì)節(jié)層次模型

細(xì)節(jié)層次模型技術(shù)是一種有效的實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)字高程模型的可視化方法，把數(shù)字高程模型組織成多級(jí)分辨率的層次，計(jì)算視點(diǎn)與數(shù)據(jù)區(qū)域的距離遠(yuǎn)近，選擇合適的分辨率的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行繪制，實(shí)現(xiàn)越接近越清晰的效果。從而降低系統(tǒng)開銷，提高系統(tǒng)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

為更好的實(shí)現(xiàn)地下電纜及其通道精細(xì)化的管理，提高地下電纜綜合管理水平，完成基于電纜的各類規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的制定。標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的地下管溝資源及電纜管理，大大提升電力公司的電纜運(yùn)維檢修水平；提升基于地下電纜的各類業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐，建立常態(tài)基于地下電纜的信息數(shù)據(jù)滾動(dòng)維護(hù)條件，形成常態(tài)信息維護(hù)機(jī)制；根據(jù)現(xiàn)有各大系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求和格式要求，可以在第一時(shí)間提供最完整、準(zhǔn)確、時(shí)效的數(shù)據(jù)支持各系統(tǒng)應(yīng)用（例如國(guó)網(wǎng)GIS、PMS等）；針對(duì)一線人員，電纜工區(qū)班組人員，本系統(tǒng)可以隨時(shí)提供完整、準(zhǔn)確的一手資料，以供班組人員檢修、搶修、巡檢等工作。

參考文獻(xiàn)

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