電力配網(wǎng)通信設(shè)備空間信息采集方法的應(yīng)用與研究

俞紅生　李鵬　吳忠平　俞佳捷

摘 要：近幾年隨著電力通信行業(yè)的迅猛發(fā)展和電力通信空間信息系統(tǒng)的不斷建設(shè)，電力通信設(shè)備管理對空間特征信息的依賴性逐漸加強(qiáng)。寧波供電公司為適應(yīng)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，建設(shè)開發(fā)了一套配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)，管理寧波供電公司范圍內(nèi)通信資源的空間地理信息。為使系統(tǒng)對配網(wǎng)通信設(shè)備進(jìn)行有效管理，研究一種科學(xué)、高效、便捷的電力配網(wǎng)通信設(shè)備的空間信息采集方法勢在必行。該文首先描述了系統(tǒng)中管理的電力配網(wǎng)通信設(shè)備的分類；其次闡述了可以應(yīng)用于電力配網(wǎng)通信設(shè)備采集的方式方法，對各種采集方式的技術(shù)實(shí)現(xiàn)和原理進(jìn)行了描述及梳理，并針對各種方法在配網(wǎng)通信行業(yè)應(yīng)用的適應(yīng)性及可操作性進(jìn)行利弊分析；再次針對系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)情況，對配網(wǎng)通信設(shè)備空間信息采集的可操作性給出具體的方法及建議。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)（GIS） GPS 空間數(shù)據(jù) 配網(wǎng)通信設(shè)備 空間信息采集

中圖分類號：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（a）-0060-03

1 引言

1.1 研究的背景

隨著我國電力通信事業(yè)的迅猛發(fā)展，各地都加強(qiáng)了對電力通信網(wǎng)絡(luò)資源的管理。寧波供電公司依托國網(wǎng)公司及浙江省電力公司對通信資源的管理要求，實(shí)施部署了SG-TMS系統(tǒng)，但該系統(tǒng)對于配網(wǎng)通信資源空間信息的管理及展示稍顯不足。為提高和規(guī)范寧波供電公司對配網(wǎng)通信資源空間信息的管理水平，建設(shè)一套配網(wǎng)通信資源空間信息管理系統(tǒng)具有十分重要的意義。因此，寧波電網(wǎng)配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。系統(tǒng)建成后，為保證可視化系統(tǒng)中各類通信資源數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性、準(zhǔn)確性， 研究并探索一套科學(xué)、高效的電力配網(wǎng)通信設(shè)備的空間信息采集方法至關(guān)重要。

1.2 研究的價值與意義

通信設(shè)備資源的管理與地理位置緊密關(guān)聯(lián)，準(zhǔn)確、全面、直觀地掌握配網(wǎng)通信資源的空間信息對于電力企業(yè)未來的發(fā)展至關(guān)重要。通過對配網(wǎng)通信設(shè)備空間信息采集方法的應(yīng)用與研究，能夠?yàn)閷幉娋W(wǎng)配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)建設(shè)提供一套及時、準(zhǔn)確、科學(xué)的方法來獲取通信設(shè)備空間信息，使其更好地為配網(wǎng)通信資源的規(guī)劃、建設(shè)和管理提供有力支撐。提高寧波供電公司對電力配網(wǎng)通信資源的管理水平，并促進(jìn)未來電力通信業(yè)務(wù)的發(fā)展。

2 配網(wǎng)通信設(shè)備的分類

在寧波電網(wǎng)配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)中，對電力配網(wǎng)通信設(shè)備的管理主要分空間資源、線路走廊資源和配網(wǎng)通信光纜資源。具體分類如表1。

3 電力配網(wǎng)通信設(shè)備空間信息采集方法研究

3.1 GPS測量

全球定位系統(tǒng)（GPS）是由美國國防部研制建立的一種全方位、全天候、全時段、高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。在配網(wǎng)通信設(shè)備空間信息采集中，由于GPS定位技術(shù)自身獨(dú)特而強(qiáng)大的功能，充分顯示了它在該領(lǐng)域?qū)嶋H測量工作中的優(yōu)越性和適應(yīng)性。GPS自其建立以來，因其方便快捷和較高的精度，迅速在各個行業(yè)和部門得到了廣泛的應(yīng)用，并成為空間數(shù)據(jù)采集的重要手段。GPS測量通常使用基于載波相位測量的相對定位方法，主要分為：單點(diǎn)定位測量與差分定位測量，差分定位測量又分為：實(shí)時差分與后處理差分兩種方式。如表2所示。

3.2 地圖標(biāo)繪法

地圖標(biāo)繪指在地圖背景上標(biāo)繪各種具有空間特征的事物的分布狀態(tài)或行動部署。通過對現(xiàn)場參照物的勘查對比，確定配網(wǎng)通信設(shè)備在地圖中的地理位置，并標(biāo)繪在地圖上。目前主要的地圖標(biāo)繪法有：移動終端標(biāo)繪法、圖紙標(biāo)繪法、航拍數(shù)據(jù)標(biāo)繪法等，各標(biāo)繪法通過不同的移動終端、紙質(zhì)地圖、航拍影像等設(shè)備或介質(zhì)對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后在計算機(jī)上進(jìn)行坐標(biāo)的讀取、繪制及屬性信息錄入，最終生成空間數(shù)據(jù)文件。

3.3 掃描數(shù)字化

掃描數(shù)字化是指根據(jù)地圖幅面大小，選擇合適規(guī)格的掃描儀，對紙質(zhì)地圖掃描生成柵格圖像，然后經(jīng)過幾何糾正，利用掃描儀將地圖圖形或圖像轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)的方法。因其輸入速度快、不受人為因素影響、操作簡單而受到歡迎，使其成為圖形數(shù)據(jù)輸入的主要方法，但此方法對紙質(zhì)地圖的完整性與現(xiàn)勢性要求較高。

3.4 全站儀測量

全站儀是專業(yè)的測量常用儀器，精度可達(dá)到毫米級，專業(yè)性強(qiáng)，每臺儀器最少兩人或者三人以上才能進(jìn)行作業(yè)。優(yōu)點(diǎn)為使用面廣，精度高，對集中測量有一定優(yōu)勢。缺點(diǎn)為專業(yè)性強(qiáng)，速度慢，成本高，機(jī)動性一般，不太適宜配網(wǎng)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。

4 電力配網(wǎng)通信設(shè)備空間信息采集方法應(yīng)用

對于電力配網(wǎng)通信設(shè)備的空間信息采集分兩種方式，一種方式為：對于電網(wǎng)空間信息服務(wù)平臺已采集的相關(guān)配網(wǎng)通信設(shè)備的空間與屬性信息，可以向電網(wǎng)空間信息服務(wù)平臺請求，通過平臺提供的服務(wù)集成到寧波電網(wǎng)配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)中；另一種方式為：對于電網(wǎng)空間信息服務(wù)平臺沒有提供的相關(guān)通信資源信息，要進(jìn)行空間信息采集，具體的采集方式如下說明。

4.1 空間資源空間信息采集方法應(yīng)用

區(qū)域?qū)儆谶壿嬞Y源，并不需要進(jìn)行空間數(shù)據(jù)采集。所以只對站點(diǎn)資源進(jìn)行空間信息的獲取。

站點(diǎn)空間信息采集：采集的內(nèi)容主要是站點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)及屬性數(shù)據(jù)，站點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的建議精度為誤差不超過±3 m。具體采集內(nèi)容包括：（1） 利用GPS設(shè)備采集站點(diǎn)4個角的經(jīng)緯度坐標(biāo)；（2） 記錄站點(diǎn)的名稱、電壓等級、站點(diǎn)性質(zhì)、所在區(qū)域等信息；（3） 根據(jù)站點(diǎn)4個角的對角線推算站點(diǎn)的中心點(diǎn)坐標(biāo)；（4） 將采集的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行橢球基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換和平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，形成目標(biāo)坐標(biāo)系直接使用的坐標(biāo)。

4.2 線路走廊資源空間信息采集方法應(yīng)用

4.2.1 檢查井空間信息采集

檢查井的空間信息采集，建議精度為誤差不超過±0.5 m，可以采用如下方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

（1）用高精度GPS設(shè)備采集檢查井的經(jīng)緯度坐標(biāo)，并記錄檢查井的名稱、裝設(shè)地址等信息；（2）翻開井蓋繪制檢查井的斷面草圖，并根據(jù)實(shí)際情況測量溝道尺寸、檢查井深度、檢查井處管道的管孔數(shù)量及管孔排布等信息，供內(nèi)業(yè)人員在配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)繪制正式的檢查井展開圖、埋設(shè)剖面圖。并拍攝檢查井照片（檢查井全貌、檢查井各方位照片）。

4.2.2 地下埋設(shè)空間信息采集

地下埋設(shè)的空間信息采集，建議精度為誤差不超過±0.5 m。對于地下埋設(shè)的拐點(diǎn)在地面沒有明顯標(biāo)識的公共設(shè)施，有圖紙資料的，可以參考圖紙資料使用圖紙標(biāo)繪法，無圖紙資料的，數(shù)據(jù)采集可采用以下方式：（1）用地下管線探測儀用于對地下設(shè)施進(jìn)行探測定位，確定要采集的設(shè)施在地表的投影；（2）探測到目標(biāo)后采用高精度GPS設(shè)備進(jìn)行精確定位；（3）記錄地下設(shè)施的深度及位置信息；（4）記錄地下設(shè)施的名稱、運(yùn)行編號、運(yùn)行單位等相應(yīng)的屬性信息。

4.2.3 桿塔空間信息采集

桿塔的空間數(shù)據(jù)采集，建議精度為誤差不超過±0.5 m，可采用如下采集方式：（1）利用高精度GPS設(shè)備采集桿塔的經(jīng)緯度坐標(biāo)；（2）記錄桿塔的名稱、地址、桿塔的材質(zhì)、性質(zhì)、同桿架設(shè)回路數(shù)等桿塔信息。

4.3 配網(wǎng)通信光纜資源空間信息采集方法應(yīng)用

光纜屬于邏輯資源，不需要進(jìn)行空間數(shù)據(jù)采集。光纜段與光連接點(diǎn)則需要進(jìn)行空間數(shù)據(jù)采集。

4.3.1 光纜段空間信息采集

光纜段空間數(shù)據(jù)采集主要包括架空光纜空間數(shù)據(jù)采集、埋設(shè)光纜空間數(shù)據(jù)采集。

配電架空光纜空間數(shù)據(jù)采集的建議精度為誤差不超過±1.0 m。具體內(nèi)容包括：（1）利用GPS設(shè)備采集桿塔經(jīng)緯度坐標(biāo)，拍攝一張能清晰看到桿上設(shè)備的桿塔全貌照片；（2）記錄桿塔的材質(zhì)、性質(zhì)、同桿架設(shè)光纜回路數(shù)等桿塔信息；（3）根據(jù)采集的桿塔經(jīng)緯度坐標(biāo)，確定架空光纜的空間走向；（4）記錄光纜線路的名稱、起止站點(diǎn)、所屬區(qū)域等信息。

配電埋設(shè)光纜空間數(shù)據(jù)采集的建議精度為誤差不超過±0.56 m。具體內(nèi)容包括：（1）根據(jù)線路走廊資源采集的檢查井和埋設(shè)拐點(diǎn)信息繪制光纜埋設(shè)走向；（2）通過實(shí)際地下管線測繪方式采集光纜線路的拐點(diǎn)位置信息，或基于光纜埋設(shè)的路徑標(biāo)繪光纜線路的走向和位置，并注明埋設(shè)方式；（3）記錄光纜段的名稱、起止站點(diǎn)、光纜段類型、所屬區(qū)域等信息。

4.3.2 光連接點(diǎn)空間信息采集

光連接點(diǎn)主要包括光接頭盒、光交接箱、光終端盒。

光交接箱與光終端盒與架空光纜線路上的光接頭盒的采集方式相同，建議精度為誤差不超過±0.5 m，具體的采集方式為：（1）利用GPS設(shè)備采集光連接點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)；（2）記錄設(shè)備的名稱、設(shè)備的類型、支撐設(shè)施類型、支撐設(shè)施名稱、所屬光纜段、所屬區(qū)域、具體位置等信息。

對于位于檢查井中的光接頭盒，建議精度為誤差不超過±0.5 m，采集方式如下：（1）可以通過實(shí)際地下管線測繪方式或圖紙標(biāo)繪方式采集光纜直通型接頭盒、光纜接續(xù)型接頭盒的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)；（2）記錄設(shè)備的名稱、設(shè)備的類型、支撐設(shè)施類型、支撐設(shè)施名稱、所屬光纜段、所屬區(qū)域、具體位置等信息。

5 結(jié)語

該文通過對配網(wǎng)通信設(shè)備空間信息數(shù)據(jù)采集方式的分析與研究，全面闡述了空間信息采集的工作原理與方法，分析出適合寧波電網(wǎng)配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)中適合的空間信息采集方法。最終對寧波電網(wǎng)配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)中涉及到的配網(wǎng)通信設(shè)備的空間信息采集提出具體的方法與操作步驟，為系統(tǒng)建設(shè)的空間數(shù)據(jù)來源提供有力的參考依據(jù)，為寧波供電公司配網(wǎng)通信設(shè)備的可視化展示做出探索性實(shí)踐。

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