基于GIS的配電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)的研制

摘要：本文介紹了以Built組件為GIS開發(fā)平臺(tái)，MAP為系統(tǒng)前臺(tái)開發(fā)工具，集各種數(shù)據(jù)庫為一體的配電網(wǎng)拓?fù)湎到y(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了實(shí)際位置點(diǎn)和配電網(wǎng)系統(tǒng)的融合和交互。文中對系統(tǒng)各個(gè)功能模塊、數(shù)據(jù)管理、空間拓?fù)浞治黾翱臻g數(shù)據(jù)庫等的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的說明。此系統(tǒng)實(shí)際使用中運(yùn)行穩(wěn)定，能較好滿足配電網(wǎng)管理的要求，并獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) 配電網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2012）08（c）-0056-02

隨著電力工業(yè)的高速發(fā)展，其電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，特別是配電網(wǎng)的各種位置點(diǎn)和拓?fù)潢P(guān)系，一直都是管理的難題。特別是隨著電網(wǎng)改造的進(jìn)一步深入，各種新設(shè)備不斷上馬。使得配網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加龐大，傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)電力配網(wǎng)信息化的需求。特別是現(xiàn)代城市電網(wǎng)對于供電可靠性有著較高的要求，而這一切都是建立在有完善可用的配網(wǎng)信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，隨著城市的發(fā)展，對該系統(tǒng)的需求也日益迫切。

現(xiàn)代化的配網(wǎng)管理系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化、智能化。要求克服傳統(tǒng)手工管理存在的資料多，管理混亂的特點(diǎn)，也要求克服一般的信息系統(tǒng)容量不夠，數(shù)據(jù)查找輸入不便的缺點(diǎn)。而這一切，都提出了新的挑戰(zhàn)。

而GIS（地理信息系統(tǒng)）是融合計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，用于結(jié)合相關(guān)設(shè)備和實(shí)際位置。實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)和位置的一一對應(yīng)，根據(jù)用戶的需要將相關(guān)設(shè)備信息準(zhǔn)確真實(shí)、圖文并茂地輸出給用戶，滿足我們對配網(wǎng)信息的要求，同時(shí)，其獨(dú)特的分析和查找功能，靈活的擴(kuò)充功能，能幫助進(jìn)行決策。

本文系統(tǒng)是針對目前電力行業(yè)配網(wǎng)信息化存在的種種問題，以及現(xiàn)行信息管理系統(tǒng)中圖紙數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不便，管理的不完善，研究和開發(fā)的一個(gè)配電網(wǎng)信息模塊，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)再現(xiàn)、動(dòng)態(tài)添加和輔助決策功能，能極大提高配電網(wǎng)信息化管理水平和效率。

1 系統(tǒng)總體功能

1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由配電網(wǎng)信息輸入與修改，查詢，配電網(wǎng)分析、報(bào)表輸出4個(gè)模塊組成。

1.2 系統(tǒng)主要功能模塊

1.2.1 配電網(wǎng)信息輸入與修改模塊

主要對配網(wǎng)網(wǎng)信息結(jié)合地圖系統(tǒng)進(jìn)行分類和定義，并進(jìn)行初始化，將長期以來配網(wǎng)的各種圖紙資料，現(xiàn)場實(shí)際情況和改動(dòng)情況成批的存入到數(shù)據(jù)庫中，并提供相關(guān)智能選項(xiàng)幫助完成各種數(shù)據(jù)錄入。

通過相關(guān)智能工具，我們對地圖上變壓器、斷路器、線路等設(shè)備數(shù)據(jù)的添加、修改和刪除非常方便，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)拖選，并且對對相關(guān)數(shù)據(jù)的修改都能實(shí)時(shí)顯示并存檔備用。

1.2.2 查詢模塊

該模塊主要提供給用戶配電網(wǎng)的信息查詢功能。用戶可以輕松定義各種查詢條件，并通過對各種條件的設(shè)定實(shí)現(xiàn)了圖形、屬性交互查詢。主要有以下幾種：

1）分類查詢。用戶根據(jù)配電網(wǎng)中相關(guān)設(shè)備的屬性歸類，通過自主選擇，可直接將查詢結(jié)果在地圖上顯示出來，并且能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備、實(shí)際位置的查詢。同時(shí)，也支持客戶在相關(guān)地圖上進(jìn)行拖動(dòng)和點(diǎn)擊查詢。

2）業(yè)務(wù)查詢。該項(xiàng)功能主要針對客戶的業(yè)務(wù)需求以及企業(yè)內(nèi)用戶的相關(guān)規(guī)劃、建設(shè)需求來制定相關(guān)的查詢功能。系統(tǒng)提供了相應(yīng)相應(yīng)業(yè)務(wù)所需參數(shù)的各種查詢，使用戶使用十分方便。

3）自定義查詢。為了保證系統(tǒng)的冗余和易用性，滿足不同用戶的不同的查詢要求，該項(xiàng)系統(tǒng)將所有字段分級別開放，共相關(guān)客戶進(jìn)行相應(yīng)的查詢設(shè)置，以滿足個(gè)性化查詢的要求。

1.2.3 配電網(wǎng)分析模塊

配電網(wǎng)分析是GIS系統(tǒng)最為強(qiáng)大的功能之一，系統(tǒng)通過各種數(shù)據(jù)分析交互和實(shí)時(shí)仿真計(jì)算為客戶提供配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和業(yè)擴(kuò)、故障定位處理等各方面的決策支持。實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)化、智能化管理。。系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)功能：

1）位置仿真分析。對配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真平臺(tái)上的實(shí)際分析，并模擬各種結(jié)果。是地理信息系統(tǒng)分析功能的主要目的。在理系統(tǒng)中，通過網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算和故障定位，研究和籌劃配電網(wǎng)中設(shè)備如何規(guī)劃建設(shè)搶修，以實(shí)現(xiàn)資源集約化、環(huán)境友好化。

2）配網(wǎng)設(shè)備管理。該模塊主要是對各種配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行管理，通過各種參數(shù)的設(shè)定，能及時(shí)知道各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，通過該功能實(shí)現(xiàn)故障單的派發(fā)以及設(shè)備的定期輪換。當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)需要維修時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)供電方案，以提高城市供電可靠性。

3）業(yè)務(wù)分析。主要通過業(yè)擴(kuò)業(yè)務(wù)和用戶用電進(jìn)行系統(tǒng)分析，判斷用戶最佳施工方案。同時(shí)根據(jù)用戶用電量情況和設(shè)備狀況，對相關(guān)用電檢查、三類案件的查處提供輔助支持。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 開發(fā)模式

目前，本系統(tǒng)采用二次開發(fā)模式，既注重基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)的應(yīng)用，有采用相關(guān)單二次組件結(jié)合C語言對系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，以克服相關(guān)軟件的弊端。其優(yōu)點(diǎn)是既可以充分利用GIS工具軟件對空間數(shù)據(jù)庫的管理、分析功能，又可以利用開發(fā)語言具有的高效、方便等編程優(yōu)點(diǎn)，集二者之所長，使得系統(tǒng)開發(fā)更方便、功能更穩(wěn)定，其可靠性也更強(qiáng)大。同時(shí)也方便根據(jù)客戶需求進(jìn)行移植、便于維護(hù)。我們采用現(xiàn)在比較流行的GIS開發(fā)模式進(jìn)行此配電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)。

2.2 開發(fā)工具及數(shù)據(jù)庫選擇

Built是目前非常流行的信息管理系統(tǒng)開發(fā)工具，全面支持面向?qū)ο缶幊?，是集成功能?qiáng)并易于使用的第四代編程語言，內(nèi)置包括數(shù)據(jù)窗口和OLE控件在內(nèi)的多種對象類，方便連接和訪問多種數(shù)據(jù)庫。用它進(jìn)行管理信息系統(tǒng)開發(fā)速度快、功能強(qiáng)、效率高、成本低。

MapX是MapInfo公司推出的基于ActiveX技術(shù)的可編程控件，為開發(fā)人員提供了一個(gè)快速、易用、功能強(qiáng)大的地圖化組件。在VB、VC、PowerBuilder、Delphi等可視化開發(fā)環(huán)境中，只需在設(shè)計(jì)階段將Map控件放入窗體中，并對其運(yùn)行編程以設(shè)置屬性、調(diào)用方法或相應(yīng)事件，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化、專題分析、地理查詢、地理編程等豐富的地圖信息系統(tǒng)功能。配電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)屬于管理信息系統(tǒng)范疇，又必須具備地圖管理的特征，因此，兩者結(jié)合才能發(fā)揮最大的功效

Oracle是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛、功能最強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，采用了C/S構(gòu)架，具有完整的數(shù)據(jù)管理功能，它的完善的備份恢復(fù)功能和安全機(jī)制等特點(diǎn)保證了數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。同時(shí)，Oracle強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)庫功能更好便于我們系統(tǒng)中自來水地下管網(wǎng)空間信息的存儲(chǔ)管理。

2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)的目的是確定在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。

在這個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，考慮到管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化的，而且對空間數(shù)據(jù)的操作需要GIS軟件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要充分利用用戶現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這樣就可以利用空間數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)，而借助于已有的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理屬性數(shù)據(jù)，因此我們采用空間數(shù)據(jù)庫結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方案，空間數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫通過關(guān)鍵字相關(guān)聯(lián)。

空間數(shù)據(jù)主要由地理底圖數(shù)據(jù)和網(wǎng)文件組成，其中地理底圖數(shù)據(jù)包含一些最基本的城鎮(zhèn)地圖信息，如居民區(qū)、建筑物、道路等，網(wǎng)文件由用戶電表、線路等的空間數(shù)據(jù)組成。

2.4 Oracle空間數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

利用數(shù)據(jù)的內(nèi)在空間關(guān)系，空間數(shù)據(jù)庫提高了配電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的決策、運(yùn)作能力。數(shù)據(jù)可視化和空間分析已是當(dāng)今信息管理系統(tǒng)的主流。

MapInfo公司的Spatial Ware是一個(gè)在Oracle環(huán)境下基于SQL進(jìn)行空間查詢和分析的空間信息管理系統(tǒng)，它不僅實(shí)現(xiàn)了在Oracle中存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的類型（如點(diǎn)、線、面等），而且建立了一套基于SQL查詢檢索機(jī)制的空間運(yùn)算符，使得空間查詢和分析能在服務(wù)器進(jìn)行，其高效的基于R-Tree的空間索引技術(shù)，保證了空間查詢的快速和準(zhǔn)確。

Spatial Ware將地圖對象作為一個(gè)單獨(dú)的列添加到Oracle數(shù)據(jù)庫中，使Oracle數(shù)據(jù)地圖化?，F(xiàn)有的MapInfo地圖數(shù)據(jù)可通過MapInfo Professional上載到Spatial Ware中。應(yīng)用系統(tǒng)通過MapX組件對象訪問空間數(shù)據(jù)庫中的地圖數(shù)據(jù)，空間查詢、空間分析的結(jié)果也可在地圖中顯示出來。

3 結(jié)語

配電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)基于MapX組件平臺(tái)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對城鎮(zhèn)配電網(wǎng)地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)管理與分析決策。它以電子地圖為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)和空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對配電網(wǎng)建立起一個(gè)能快速提供真實(shí)準(zhǔn)確的地理信息、便于查詢及決策分析的管理系統(tǒng)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電力信息管理系統(tǒng)的不足，提高了電力行業(yè)信息化建設(shè)水平。雖然此系統(tǒng)是針對配電網(wǎng)開發(fā)的，但城市地下管網(wǎng)如排污、供熱、燃?xì)?、輸油、輸電等與供電網(wǎng)極其相似，本系統(tǒng)只要稍加改動(dòng)即可。