基于MapX的電力系統(tǒng)GIS人機(jī)交互設(shè)計(jì)

朱作欣，朱全勝，馬超，李衛(wèi)東

（1.大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院，遼寧大連116024;2.河南電力試驗(yàn)研究院，河南鄭州450052；3.重慶市電力公司，重慶 400014）

基于MapX的電力系統(tǒng)GIS人機(jī)交互設(shè)計(jì)

朱作欣1，朱全勝2，馬超3，李衛(wèi)東1

（1.大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院，遼寧大連116024;2.河南電力試驗(yàn)研究院，河南鄭州450052；3.重慶市電力公司，重慶 400014）

Liaoning BaiQianWan Talents Program（2008921023）。

隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等，電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)愈加繁多，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、分析的難度越來(lái)越大[1-2]。為克服對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的難度，可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是將可視化技術(shù)與地理信息系統(tǒng)（GIS）相結(jié)合后，更能有效地提高電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的效率[3]。

GIS是一種空間信息系統(tǒng)，它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)及地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及信息管理學(xué)等多種學(xué)科支持下，對(duì)基于地理分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地域分布廣泛、節(jié)點(diǎn)繁多且設(shè)備分散，同時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行管理工作又常與地理位置有關(guān)，因而GIS能夠在電力系統(tǒng)的監(jiān)控及分析工作中起到非常重要的作用[4]。

通常，GIS的開(kāi)發(fā)有3種實(shí)現(xiàn)方式：獨(dú)立開(kāi)發(fā)、單純二次開(kāi)發(fā)和集成二次開(kāi)發(fā)。其中，獨(dú)立開(kāi)發(fā)成本較高、難度較大，適用于大型的、較復(fù)雜的系統(tǒng)；集成二次開(kāi)發(fā)難度最小，開(kāi)發(fā)成本較低，更適用于中小型監(jiān)控系統(tǒng)以及各類計(jì)算、分析工程項(xiàng)目；單純二次開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)難度及成本介于二者之間。

本文選用MapInfo及MapX軟件，應(yīng)用VB編程工具，介紹并實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)GIS的集成二次開(kāi)發(fā)。首先使用MapInfo繪制圖層，在此基礎(chǔ)上，利用二次開(kāi)發(fā)工具實(shí)現(xiàn)了GIS人機(jī)交互的基本功能，并進(jìn)行了更深入的開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了若干高級(jí)的應(yīng)用功能。

1 電力GIS開(kāi)發(fā)方式及開(kāi)發(fā)工具

電力系統(tǒng)GIS以先進(jìn)的GIS為主要技術(shù)手段，將基于地理分布相互聯(lián)系的發(fā)電廠、變電站、輸電線等所包含的電氣信息進(jìn)行提取、存儲(chǔ)，輔以電力系統(tǒng)專業(yè)軟件進(jìn)行整理加工，使之成為電力系統(tǒng)決策及控制所關(guān)心和需要的空間屬性、物理屬性、加工數(shù)據(jù)、圖形表格等[5]。GIS強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)管理和分析能力可為復(fù)雜的電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理、分析和維護(hù)以及用戶電力應(yīng)用輔助決策、電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)等提供支持。

1.1 GIS開(kāi)發(fā)方式

常見(jiàn)GIS的開(kāi)發(fā)有3種實(shí)現(xiàn)方式：獨(dú)立開(kāi)發(fā)、單純二次開(kāi)發(fā)和集成二次開(kāi)發(fā)。獨(dú)立開(kāi)發(fā)要求開(kāi)發(fā)者獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)所有算法，對(duì)開(kāi)發(fā)能力、專業(yè)水平、編程能力要求高；單純二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用GIS編程語(yǔ)言進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，相對(duì)專業(yè)編程語(yǔ)言功能較差；集成二次開(kāi)發(fā)通過(guò)專業(yè)GIS工具軟件實(shí)現(xiàn)GIS功能效果、通過(guò)編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境。

對(duì)于一些中小型系統(tǒng)，集成二次開(kāi)發(fā)可以大大縮減開(kāi)發(fā)時(shí)間，并節(jié)約成本。在集成二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中，可將GIS工具對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、分析功能與可視化開(kāi)發(fā)語(yǔ)言所具有的高效、方便等編程優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，此舉可有成效地提高應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，同時(shí)具有更良好的外觀效果、更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，可靠性好，易于移植，且便于維護(hù)。

1.2 本文選取的GIS開(kāi)發(fā)工具

在眾多GIS專業(yè)軟件中，MapInfo公司開(kāi)發(fā)的MapInfo軟件較為成熟、應(yīng)用功能強(qiáng)大且操作簡(jiǎn)便，因而應(yīng)用較為廣泛。而MapX是該公司提供的基于ActiveX（OCX）技術(shù)的可編程控件，使用與MapInfo一致的地圖數(shù)據(jù)格式。

MapInfo軟件作為企業(yè)級(jí)大型數(shù)據(jù)庫(kù)前端工具，開(kāi)創(chuàng)了一種智能GIS模式，可以方便、直觀地展現(xiàn)數(shù)據(jù)和地理信息的關(guān)系，其周密而詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析能力，可以幫助用戶從地理的角度更好地理解信息，輔助用戶做出更具洞察力的分析和決策。MapInfo軟件本身不支持編程語(yǔ)言，需要通過(guò)MapX控件將設(shè)計(jì)好的地圖及GIS功能嵌入到開(kāi)發(fā)環(huán)境中，進(jìn)行電力系統(tǒng)GIS的開(kāi)發(fā)。

MapX是具有強(qiáng)大地圖分析能力的ActiveX控件產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)與多種高級(jí)語(yǔ)言的無(wú)縫連接。在眾多可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境中，將MapX控件直接嵌入窗體中進(jìn)行編程，即可實(shí)現(xiàn)MapInfo的GIS功能。

本文應(yīng)用MapInfo創(chuàng)建GIS圖層、建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，在VB編程環(huán)境中通過(guò)MapX控件實(shí)現(xiàn)GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2 GIS圖的設(shè)計(jì)與繪制

MapInfo制作地理信息圖的一個(gè)要點(diǎn)是數(shù)據(jù)組織采用層次結(jié)構(gòu)，對(duì)地圖分層繪制和管理。電力系統(tǒng)的對(duì)象數(shù)量很多，對(duì)這樣的龐大系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)矢量化，需要依據(jù)一定的原則進(jìn)行分層，這樣有利于信息數(shù)據(jù)的輸入維護(hù)，以及后續(xù)階段的開(kāi)發(fā)。

本文以某電網(wǎng)為對(duì)象，設(shè)計(jì)和繪制簡(jiǎn)化的GIS圖?？紤]功能及作用的不同，將該電網(wǎng)分為以下幾層：基礎(chǔ)地圖層、發(fā)電廠層、變電所層、220kV輸電線層、500kV輸電線路層等。各圖層的空間數(shù)據(jù)信息及屬性數(shù)據(jù)信息通過(guò)MapInfo的表進(jìn)行維護(hù)。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中已做簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)人員可依據(jù)實(shí)際需要，制作更加詳盡、細(xì)致的GIS圖層。

所有圖層相互疊加之后，即為最終所繪制的GIS圖，如圖1所示。

圖1 某電網(wǎng)的原始GIS圖Fig.1 The original GIS map of a grid

所繪制圖層不能在V B可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境中直接使用，需要制作成V B可用的文件格式。使用M a p X自帶的G e o S e t M a n a g e r軟件，將M a p I n f o的工作區(qū)間統(tǒng)一保存，生成G e o S e t文件，該文件即可在二次開(kāi)發(fā)中直接進(jìn)行功能性開(kāi)發(fā)，為實(shí)現(xiàn)基于M a p X的電力系統(tǒng)GIS人機(jī)交互功能提供圖形基礎(chǔ)。

3 GIS人機(jī)交互基本功能的實(shí)現(xiàn)

生成GIS圖GeoSet文件后，便可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更多功能的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用MapInfo所提供的數(shù)據(jù)分析功能，編寫程序?qū)贛apX的電力系統(tǒng)GIS人機(jī)交互基本功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)空間功能、查詢功能、詳細(xì)數(shù)據(jù)展示功能、專題圖功能等簡(jiǎn)單的基本功能，以及鷹眼圖功能、等高線圖功能、3D可視化功能等復(fù)雜的基本功能[6]。

3.1 GIS人機(jī)交互簡(jiǎn)單的基本功能

3.1.1 空間功能

空間功能主要包含地圖放大、縮小、拖動(dòng)、選擇圖層、還原、退出等，均為GIS圖形操作的基本功能。以放大功能為例，其程序代碼如下：

3.1.2 查詢功能

針對(duì)空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)，按數(shù)據(jù)所屬范圍或關(guān)注對(duì)象名稱進(jìn)行查詢，符合要求的對(duì)象被亮顯。方便用戶快速準(zhǔn)確找到關(guān)注對(duì)象，有利于進(jìn)一步的調(diào)度或查詢工作。程序代碼如下：

3.1.3 詳細(xì)數(shù)據(jù)展示功能

將GIS數(shù)據(jù)以表格形式顯示。可以完成表格統(tǒng)計(jì)、分析等多項(xiàng)工作；生成精美直觀的分析圖表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、計(jì)算與分析；進(jìn)行專業(yè)的科學(xué)統(tǒng)計(jì)運(yùn)算等。為用戶決策和判斷提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，使信息顯示更全面有條理，方便計(jì)算統(tǒng)計(jì)。

3.1.4 專題圖功能

電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)及線路繁多，若單純采用表格或文本方式顯示數(shù)據(jù)，不利于快速分析電網(wǎng)全局的狀態(tài)。利用可視化圖形顯示數(shù)據(jù)，則有利于快速地了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。MapX提供了多種可視化的專題圖功能，可方便地實(shí)現(xiàn)GIS各類顯示對(duì)象的可視化。

常見(jiàn)的有餅圖、柱形圖、范圍圖、等級(jí)符號(hào)圖、獨(dú)立值圖等5種專題圖，這些專題圖所提供的可視化方式也是電力系統(tǒng)中較為常用的方式。以餅圖為例，截取某區(qū)域發(fā)電廠數(shù)據(jù)的餅圖類專題圖，如圖2所示。

在圖2中，圓餅面積大小表示該電廠總的機(jī)組容量，餅圖中紅色部分為實(shí)際發(fā)電量，綠色部分為剩余發(fā)電量，通過(guò)該圖可以直觀地看出機(jī)組利用程度、發(fā)電情況及發(fā)電冗余，為發(fā)電計(jì)劃調(diào)整提供依據(jù)。程序代碼如下：

柱形圖功能與餅圖功能類似；范圍圖、等級(jí)符號(hào)圖將數(shù)據(jù)按所屬范圍、等級(jí)分類標(biāo)識(shí)，顯示對(duì)全局的貢獻(xiàn)或所占份額；獨(dú)立值圖中標(biāo)識(shí)符與圖例中具體數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，避免直接在圖上顯示數(shù)據(jù)造成圖形的混亂。

圖2 發(fā)電廠餅圖Fig.2 Power station pie map

3.2 GIS人機(jī)交互復(fù)雜的基本功能

3.2.1 鷹眼圖功能

鷹眼圖具有同步顯示和導(dǎo)航功能：通過(guò)鷹眼圖對(duì)主視圖的位置進(jìn)行指示；在鷹眼圖上尋找關(guān)注位置并在主視圖上對(duì)應(yīng)顯示。實(shí)現(xiàn)全局和細(xì)節(jié)信息的同時(shí)顯示，從而揭示數(shù)據(jù)的內(nèi)部規(guī)律，如圖3所示。

1）鷹眼圖同步顯示功能。鷹眼圖層有一個(gè)紅色的矩形框，該矩形框始終顯示著主視圖的位置，當(dāng)主視圖尺寸改變或拖動(dòng)時(shí)，矩形框大小和位置隨之改變。當(dāng)用戶對(duì)主視圖進(jìn)行放大、縮小、拖動(dòng)等操作的同時(shí)，可以清楚地感知畫面在整個(gè)系統(tǒng)中的位置，以避免位置上的不明確和混亂。該功能實(shí)現(xiàn)方式為：提取主視圖的邊界信息，將其與鷹眼圖圖層內(nèi)紅色矩形框的位置信息保持相同。

2）鷹眼圖導(dǎo)航功能。通過(guò)鼠標(biāo)在鷹眼圖中進(jìn)行位置的選取，在主視圖上對(duì)相應(yīng)位置進(jìn)行顯示。在所選定的矩形區(qū)域內(nèi)單擊鼠標(biāo)，矩形框會(huì)移動(dòng)到以鼠標(biāo)點(diǎn)擊點(diǎn)為中心的位置。方便用戶尋找關(guān)注區(qū)域，提高工作效率。該功能實(shí)現(xiàn)方式為：通過(guò)鼠標(biāo)的點(diǎn)擊、移動(dòng)和松開(kāi)，在鷹眼圖上選定矩形范圍，并將此范圍設(shè)置為對(duì)應(yīng)主視圖的邊界。

圖3 鷹眼圖與主視圖Fig.3 Eagle eye map and main view map

3.2.2 等高線圖功能

等高線在電力系統(tǒng)可視化中的使用已經(jīng)越來(lái)越多。在等高線圖中，數(shù)據(jù)不再是通過(guò)單獨(dú)的點(diǎn)顯示，而是融入到圖形顏色中的一部分，按暖色到冷色顯示從大到小的數(shù)據(jù)。將離散的數(shù)據(jù)連續(xù)顯示，比普通幾何圖形顯示數(shù)據(jù)更加自然、直觀，有利于用戶觀測(cè)變化趨勢(shì)和全局狀態(tài)，從而對(duì)電網(wǎng)全局和局部細(xì)節(jié)狀態(tài)進(jìn)行快速的判斷[7]。

在獨(dú)立開(kāi)發(fā)過(guò)程中，等高線有多種實(shí)現(xiàn)方式，但大都專業(yè)性較強(qiáng)，且需要耗費(fèi)較多的開(kāi)發(fā)時(shí)間。MapInfo中提供了等高線圖的生成功能，顯示效果好，且實(shí)現(xiàn)方式非常簡(jiǎn)單。圖4為本文所實(shí)現(xiàn)的發(fā)電廠發(fā)電量等高線圖。

圖4 發(fā)電廠發(fā)電量等高線圖Fig.4 Power generation contour map

3.2.33 D可視化功能

與2D可視化相比，3D可視化增加了一個(gè)縱向維度，增加了可顯示的信息種類[8]。例如用戶對(duì)電壓進(jìn)行安全分析時(shí),需要同時(shí)顯示節(jié)點(diǎn)電壓、發(fā)電機(jī)無(wú)功等數(shù)據(jù)信息,此時(shí)一個(gè)3D圖便可以顯示出所要求的信息。

MapInfo提供2種3D顯示功能：3D棱柱圖、3D地形圖。對(duì)3D圖進(jìn)行拖拽、旋轉(zhuǎn)、縮放等操作，可以觀測(cè)到細(xì)節(jié)信息和被遮蓋的部分。

本文實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠發(fā)電量的3D棱柱圖、3D地形圖，如圖5所示。其中，左圖為3D棱柱圖，將3D技術(shù)與柱形圖相結(jié)合，是目前比較常用的3D可視化技術(shù)，按照參數(shù)大小在平面圖上立起棱柱，顯示的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、直觀，用棱柱高低進(jìn)行參數(shù)對(duì)比和分析更加有效率；右圖為3D地形圖，將3D技術(shù)與等高線圖相結(jié)合，整個(gè)地圖會(huì)產(chǎn)生凹凸變化，信息就蘊(yùn)含在地形的高低中，同時(shí)將色彩與高度相結(jié)合，顯色的變化也反映了數(shù)據(jù)的大小。圖5中2種顯示方法顯示數(shù)據(jù)相同，設(shè)計(jì)人員可依據(jù)不同的工作需要進(jìn)行選取。

圖5 發(fā)電廠發(fā)電量3D棱柱圖及3D地形圖Fig.5 Power generation 3D prism map and 3D topographic map

4 GIS人機(jī)交互高級(jí)功能的實(shí)現(xiàn)

為滿足用戶更多的應(yīng)用需求，不能局限于MapX控件所能提供的功能，電力系統(tǒng)GIS還需要添加更多的高級(jí)功能。依據(jù)電力系統(tǒng)GIS的特點(diǎn)，本節(jié)對(duì)GIS人機(jī)交互高級(jí)功能[9]進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究，包括關(guān)聯(lián)多屏顯示功能、自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能。

4.1 關(guān)聯(lián)多屏顯示功能

單一屏幕中顯示的數(shù)據(jù)種類和總量有限。采用多屏顯示的方法可以實(shí)現(xiàn)多類型、多數(shù)量的數(shù)據(jù)同時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)單一屏幕難以完成的顯示任務(wù)。多屏顯示的使用減少了用戶大量的調(diào)畫面等屏幕管理操作，從而降低用戶短期記憶負(fù)荷。多屏顯示的硬件實(shí)現(xiàn)方法是在一臺(tái)主機(jī)上通過(guò)多屏顯卡驅(qū)動(dòng)多臺(tái)顯示器。屏幕數(shù)量及排列方式可任意設(shè)定。

為使多屏顯示發(fā)揮更大的作用，需要在不同的屏幕上顯示合適的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和圖形，例如不同窗口顯示不同種類的信息、縮略等級(jí)地圖、顯示方式等；不同窗口顯示互補(bǔ)信息；將復(fù)雜的信息分解在多個(gè)窗口中顯示等。

普通多屏顯示畫面間沒(méi)有聯(lián)系或者聯(lián)系不很緊密。如果將各屏幕工作窗口相互關(guān)聯(lián)，就可以更大地發(fā)揮多屏顯示的優(yōu)勢(shì)。關(guān)聯(lián)多屏顯示符合用戶的操作習(xí)慣，幫助用戶快速完成任務(wù)；實(shí)現(xiàn)并聯(lián)多任務(wù)顯示，保持用戶工作上的協(xié)調(diào)性，以及完成任務(wù)的高效性和連貫性。

屏幕之間相互影響的關(guān)系本質(zhì)上就是屏幕的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可以劃分為對(duì)象相關(guān)、信息相關(guān)、繼承相關(guān)、完全相關(guān)等。

以對(duì)象相關(guān)為例，對(duì)象相關(guān)即為各屏幕始終顯示相同的對(duì)象，但信息類別有所不同，從而可以避免在一個(gè)屏幕上顯示過(guò)多信息類別造成的混亂和不清晰。本文實(shí)現(xiàn)的例子如圖6所示，其顯示的是發(fā)電廠發(fā)電量等高線圖與變電站電壓等高線圖，2張圖分別以全屏形式顯示在不同的屏幕中。左圖為發(fā)電廠發(fā)電量等高線圖，右圖為變電站電壓等高線圖，二者顯示對(duì)象始終保持一致，顯示信息分別為發(fā)電廠發(fā)電量及變電站電壓，對(duì)其中一個(gè)屏幕中的對(duì)象進(jìn)行圖形操作時(shí)，另一個(gè)屏幕自行隨之變動(dòng)。

其余關(guān)聯(lián)顯示類別的實(shí)現(xiàn)方式與對(duì)象相關(guān)類似。

圖6 對(duì)象相關(guān)關(guān)聯(lián)多屏顯示Fig.6 Object-related multi-screen display

4.2 自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能

用戶的監(jiān)控任務(wù)呈多樣性變化，常隨系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的更改而改變[10-11]。自適應(yīng)功能要求系統(tǒng)能夠判斷不同的監(jiān)控任務(wù)，自動(dòng)調(diào)整人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)在合適的時(shí)間用合適的方式顯示合適的數(shù)據(jù)[12-13]。

自適應(yīng)調(diào)節(jié)的規(guī)則是關(guān)鍵，系統(tǒng)應(yīng)該依據(jù)所檢測(cè)出的任務(wù)類別進(jìn)行不同程度和不同類別的調(diào)整，其中，系統(tǒng)進(jìn)行怎樣的自動(dòng)調(diào)整需要在大量的實(shí)踐中進(jìn)行總結(jié)，從而制定出最合理的智能化規(guī)則。例如當(dāng)檢測(cè)到頻率降低到某種程度時(shí)，自行調(diào)出各調(diào)頻電廠的信息；當(dāng)某線路瀕臨越限時(shí)，自行調(diào)出可替代線路等。

本文以某區(qū)域電壓突然下降簡(jiǎn)單示例，設(shè)計(jì)屏幕隨監(jiān)測(cè)變電站電壓下降情況自行反映的自適應(yīng)過(guò)程（見(jiàn)圖7），設(shè)變電站額定電壓標(biāo)幺值為1pu；

圖7 某區(qū)域電壓下降自適應(yīng)流程圖Fig.7 Flow chart of adaptive voltage drop in a regional

當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓下降到0.95pu時(shí)，屏幕自動(dòng)展現(xiàn)出問(wèn)題所在區(qū)域的地理圖和電壓等高線圖，并標(biāo)識(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的變電站；

當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓下降到0.93pu時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，顯示出現(xiàn)問(wèn)題變電站的電壓數(shù)據(jù)詳細(xì)信息；

當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓下降到0.9pu時(shí)，自動(dòng)切換出即時(shí)通信界面，與出現(xiàn)問(wèn)題的變電站進(jìn)行通信，做出決策和操作，恢復(fù)電壓到標(biāo)準(zhǔn)范圍。

顯示界面可根據(jù)具體情況、操作規(guī)程及用戶習(xí)慣進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)和更改完善。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以某電網(wǎng)為對(duì)象進(jìn)行GIS的集成二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了基于MapX的電力系統(tǒng)GIS人機(jī)交互基本功能及高級(jí)功能。所有功能通過(guò)人機(jī)界面的菜單欄進(jìn)行調(diào)用。在整個(gè)系統(tǒng)中，基本功能可以較為簡(jiǎn)單地進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；高級(jí)功能突破了簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)限制，針對(duì)性更強(qiáng)，且具備了更專業(yè)的人機(jī)交互功能。依據(jù)電力系統(tǒng)中不同的使用特點(diǎn)和需求，還可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出更多的其他高級(jí)功能。

本文所做工作，在對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、分析和維護(hù)時(shí)具有顯著的效果。其各類功能的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，且具備很好的靈活性，適用于科研、分析以及培訓(xùn)等范疇。本文旨在介紹電力系統(tǒng)GIS集成二次開(kāi)發(fā)，且在此基礎(chǔ)上對(duì)更多人機(jī)交互功能進(jìn)行探索，為進(jìn)一步的研究奠定實(shí)踐基礎(chǔ)。

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Design of GISHuman-Computer Interaction Based on MapX for Electric Power System

ZHU Zuo-xin1,ZHU Quan-sheng2，MA Chao3,LI Wei-dong1
（1.School of Electrical Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024,Liaoning Province,China；2.Henan Electric Power Research Institute,Zhengzhou 450052,Henan Province,China；3.Chongqing Electric Power Corporation,Chongqing,400014,China）

In this paper,based on the method geographic information system(GIS)visual development interface,a GIS map is designed and drawn by MapInfo,which includes basic geographic layer,power station layer,substation layer,220kV transmission line layer,and 500kV transmission line layer.Moreover,some basic functions and advanced functions of human-computer interaction of electric power system GIS based on MapX are achieved.The basic functions include space function,search function,display data function,thematic map function,eagle eye map function,contour map function,and 3D Visualization function.The advanced functions include multiscreen display function and associated adaptive regulatory function.According to different usage features and demands,more advanced functions can be developed on this basis.The design as presented in this paper will have significant effects in the management,analysis and maintenance of the power grid data.

geographic information system;visual technology;GIS;MapX;human-computer interaction

應(yīng)用基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的電力系統(tǒng)可視化界面開(kāi)發(fā)方法，使用MapInfo軟件，設(shè)計(jì)繪制包括基礎(chǔ)地理層、發(fā)電廠層、變電站層、220kV輸電線路層、500kV輸電線路層的GIS圖。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)基于MapX的電力系統(tǒng)GIS人機(jī)交互基本功能及高級(jí)功能，基本功能包括空間功能、查詢功能、詳細(xì)數(shù)據(jù)展示功能、專題圖功能、鷹眼圖功能、等高線圖功能、3D可視化功能，高級(jí)功能包括關(guān)聯(lián)多屏顯示功能、自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能。在整個(gè)系統(tǒng)中，基本功能可以較為簡(jiǎn)單地進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；高級(jí)功能突破了簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)限制，針對(duì)性更強(qiáng)，且具備了更專業(yè)的人機(jī)交互功能。依據(jù)電力系統(tǒng)中不同的使用特點(diǎn)和需求，還可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出更多的其他高級(jí)功能。在對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、分析和維護(hù)時(shí)具有顯著的效果。

地理信息系統(tǒng)；可視化技術(shù)；GIS；MapX；人機(jī)交互

遼寧“百千萬(wàn)人才工程”培養(yǎng)經(jīng)費(fèi)資助（2008921023）。

book=12,ebook=422

1674-3814（2011）12-0028-06

TM711

A

2008-02-23。

朱作欣（1988—），男，碩士，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)可視化；

朱全勝（1982—），男，博士，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)人機(jī)交互及運(yùn)行狀態(tài)顯示平臺(tái)；

李衛(wèi)東（1964—），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行控制性能評(píng)價(jià)、電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示和電力市場(chǎng)理論與應(yīng)用。

（編輯 董小兵）