空間信息技術(shù)在電力配網(wǎng)通信的應(yīng)用分析

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司德宏梁河供電局 孔慶功

電力配網(wǎng)通信涉及到的通信設(shè)備種類(lèi)較多，且體現(xiàn)出地域分布范圍廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，從而增多電力系統(tǒng)設(shè)備類(lèi)型，與此同時(shí)，在傳輸協(xié)議方面也表現(xiàn)出較大的差異性，不利于各類(lèi)數(shù)據(jù)的匯總。為解決這一問(wèn)題，就需重視空間信息技術(shù)的合理運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間信息的全方位采集與整合，打造一套完善且極具綜合性的系統(tǒng)資源，為數(shù)據(jù)的集成與共享提供基本保障。

1 電力配網(wǎng)通信現(xiàn)狀研究

配網(wǎng)通信資源呈現(xiàn)出容量大、分布廣、資源結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，不利于資源管理工作開(kāi)展與實(shí)施，而通信信息資源系統(tǒng)可在技術(shù)的支撐下實(shí)現(xiàn)對(duì)通信資源的管控，包括局部站點(diǎn)、區(qū)域性站點(diǎn)、各類(lèi)通信設(shè)備、電纜等資源，系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行與完善，獲得較為顯著的管理效果。電網(wǎng)空間信息服務(wù)平臺(tái)具有電網(wǎng)設(shè)備圖形維護(hù)、綜合展現(xiàn)的功能，但當(dāng)前系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)仍表現(xiàn)出局限性，主要體現(xiàn)在兩方面：其一，通信資源系統(tǒng)盡管能夠統(tǒng)籌管理通信資源屬性與關(guān)聯(lián)信息，并達(dá)到對(duì)業(yè)務(wù)流程管理的目的，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)空間地理數(shù)據(jù)圖像的管理，且在展示相關(guān)信息時(shí)，也缺乏直觀性，不能有效管理通信資源空間數(shù)據(jù)與空間關(guān)系，以至于通信資源屬性信息、空間信息彼此間的聯(lián)結(jié)受到限制，無(wú)法真實(shí)反映通信設(shè)備的空間位置以及網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)狀態(tài)。其二，電網(wǎng)GIS系統(tǒng)可維護(hù)并綜合展示電網(wǎng)設(shè)備圖像，但不具備對(duì)通信資源圖像管理的功能，影響通信管理工作效率與質(zhì)量。

2 空間信息技術(shù)含義介紹

空間信息技術(shù)是以地球?yàn)檠芯枯d體，整合多類(lèi)技術(shù)資源包括多媒體技術(shù)、遙感技術(shù)、空間技術(shù)、地理信息技術(shù)等，全方位收集、整理、分析、應(yīng)用通信與互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的各類(lèi)空間數(shù)據(jù)。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)各理論性學(xué)科的支持，比如控制論、信息論、系統(tǒng)論等，且技術(shù)所包含的地理信息均具備較為良好的空間尺度與屬性，并可精準(zhǔn)反映、解決地球?qū)W科中的各類(lèi)問(wèn)題，特別是與地球有關(guān)各類(lèi)因素彼此間的相互作用與影響，還能采集到地球時(shí)空信息，全過(guò)程了解各因素變化特征。

科技的發(fā)展與進(jìn)步推動(dòng)空間信息技術(shù)朝著空間信息基礎(chǔ)設(shè)施方向不斷完善，并達(dá)到數(shù)字地球的目標(biāo)，但也對(duì)技術(shù)運(yùn)用靈活性、時(shí)效性提出更高的要求。因此，為實(shí)現(xiàn)空間信息技術(shù)在電力配網(wǎng)通信中的大范圍應(yīng)用，需重視技術(shù)的合理應(yīng)用與完善。

3 技術(shù)應(yīng)用必要性及建設(shè)思路

電力配網(wǎng)通信管理期間，待管理對(duì)象較多，包括各類(lèi)通信設(shè)備以及不同范圍中的通信信息，但決策的合理性與科學(xué)性往往受決策者信息量的掌握情況影響，空間信息技術(shù)未發(fā)展與應(yīng)用前，決策者會(huì)依托于文字、表格、圖像等平面形式展開(kāi)對(duì)信息的分析，這一方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息的整合，且分析工作缺乏系統(tǒng)性、深入性，只能夠觀測(cè)到表面現(xiàn)象。而空間信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，能夠從根本上處理空間信息與平面信息的銜接性問(wèn)題，充分發(fā)揮現(xiàn)有屬性資源、空間資源的優(yōu)勢(shì)，有助于空間的深入挖掘與提升，并能夠從不同維度展示通信信息，為決策工作提供可靠、完整信息支持。因此，為實(shí)現(xiàn)對(duì)電力配網(wǎng)通信的全過(guò)程管理，就需搭建基于地理信息系統(tǒng)的配網(wǎng)通信資源可視化系統(tǒng)，既能夠達(dá)到通信管理的目的，又可從真正意義上滿(mǎn)足當(dāng)前信息運(yùn)維需求。

基于空間信息技術(shù)搭建的可視化系統(tǒng)，其總體框架的建設(shè)思路如下：將GIS空間信息服務(wù)平臺(tái)的電網(wǎng)信息服務(wù)與基礎(chǔ)地理信息看做成通信資源的底圖參考與數(shù)據(jù)支撐，再將其同通信資源管理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成，以此達(dá)到系統(tǒng)交互的目的，又可使系統(tǒng)自身功能得到充分發(fā)揮，而在對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行分層時(shí)，可細(xì)分為四層即數(shù)據(jù)層、組件層、服務(wù)層與應(yīng)用層。始終基于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，秉持分層架構(gòu)設(shè)計(jì)原則，采取組件化設(shè)計(jì)形式，著手于系統(tǒng)架構(gòu)的搭建。

將其設(shè)計(jì)為B/S架構(gòu)，借助當(dāng)前所運(yùn)行的各類(lèi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同服務(wù)、數(shù)據(jù)的有效集成，促使現(xiàn)有資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，在此基礎(chǔ)上，依托于大數(shù)據(jù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、復(fù)雜算法技術(shù)等，展開(kāi)可視化系統(tǒng)應(yīng)用的深層次研究。

4 空間信息技術(shù)功能探討

4.1 電力配網(wǎng)通信資源管理

通信資源的類(lèi)型可細(xì)分為站點(diǎn)、光纜段、光接頭盒、工井等，通過(guò)應(yīng)用空間信息技術(shù)搭建起的可視化系統(tǒng)可建立起通信資源的可視化模型，將極具完整性的通信資源呈現(xiàn)于地圖中的真實(shí)位置，賦予通信資源空間特性，在此基礎(chǔ)上，整合通信資源屬性信息，從而建立起通信資源屬性信息與空間信息彼此間的關(guān)聯(lián)性。而在搭建圖形模型時(shí)，系統(tǒng)可發(fā)揮出其自身?yè)碛械淖詣?dòng)捕捉功能，促使存在關(guān)聯(lián)性的通信資源可建立起空間關(guān)系及拓?fù)潢P(guān)系，同時(shí)，還能夠完善通信資源臺(tái)賬數(shù)據(jù)源，并在精準(zhǔn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的支撐下，大幅提高系統(tǒng)建模效率[1]。

4.2 通信資源專(zhuān)題圖的管理

可視化通信系統(tǒng)中的專(zhuān)題圖主要分為兩種即管道專(zhuān)題圖、纜井專(zhuān)題圖，系統(tǒng)運(yùn)行期間，只需在地圖上找到并點(diǎn)擊相對(duì)應(yīng)的管道圖標(biāo)，便可獲取到該管道的橫截面積圖，且圖紙中又同時(shí)涵蓋光纜分布、管道分布、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)管纜資源的全方位展示，確保各類(lèi)資源的合理、有效運(yùn)用。此外，技術(shù)人員還能夠在地圖上點(diǎn)擊指定纜井，以此獲取到該纜井內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，并進(jìn)一步掌握管道連接狀態(tài)、管孔分布情況以及光纜與管道鋪設(shè)實(shí)況等信息，有助于對(duì)管道內(nèi)各管孔分布情況的進(jìn)一步檢查，確保電力配網(wǎng)通信管理人員了解并掌握更為完整且真實(shí)的通信資源信息。

4.3 配網(wǎng)通信資源空間分析

對(duì)通信資源進(jìn)行空間分析，可幫助用戶(hù)完成對(duì)通信資源輔助決策的分析，而這一過(guò)程中，展現(xiàn)出的系統(tǒng)功能有拓?fù)溥B通性分析與業(yè)務(wù)導(dǎo)航分析等。

拓?fù)溥B通性分析：主要分析對(duì)象為指定設(shè)備以及各設(shè)備之間存在的連通性。分析特定輸入、輸出設(shè)備以及其在地圖中所對(duì)應(yīng)的通信資源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步明確拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的連接性。而在展示分析結(jié)果時(shí)，往往以高亮的方式進(jìn)行，也可將結(jié)果進(jìn)行匯總，以列表的形式著手于分析工作，盡可能將所得數(shù)據(jù)信息與具體設(shè)備聯(lián)系在一起，從而達(dá)到設(shè)備空間定位的目的。

業(yè)務(wù)導(dǎo)航分析：電力配網(wǎng)運(yùn)行期間極易受到外界環(huán)境、人為操作等因素的影響，不利于設(shè)備以及通信終端的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，常見(jiàn)的故障類(lèi)型有光接頭盒損壞、光纜斷裂、光交接箱破損等。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，若主要設(shè)備發(fā)生運(yùn)行問(wèn)題，便可借助業(yè)務(wù)導(dǎo)航分析功能，對(duì)起始點(diǎn)、終止點(diǎn)進(jìn)行深入分析，確保工作人員可以最快時(shí)間找到故障點(diǎn)實(shí)際位置，并根據(jù)故障類(lèi)型以及故障生成原因，自動(dòng)生成有效的導(dǎo)航路徑，為運(yùn)維人員可行性、科學(xué)性故障處理方案的制定提供可靠信息支持，以保證系統(tǒng)能夠在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。

5 空間信息技術(shù)的具體運(yùn)用

5.1 空間資源空間信息采集技術(shù)

區(qū)域空間是一種邏輯性資源，因此，在空間數(shù)據(jù)采集時(shí)可忽視對(duì)區(qū)域的采集，但需采集站點(diǎn)資源空間信息。實(shí)際作業(yè)時(shí)，要求技術(shù)人員明確采集內(nèi)容，主要有站點(diǎn)空間位置坐標(biāo)和屬性數(shù)據(jù)，并始終將采集誤差控制在±3m左右，技術(shù)應(yīng)用流程如下：對(duì)站點(diǎn)四個(gè)不同方位的經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記，坐標(biāo)測(cè)量工具為高精度GPS，緊接著對(duì)不同站點(diǎn)進(jìn)行命名，并準(zhǔn)確記錄站點(diǎn)位置區(qū)域的電壓等級(jí)以及站點(diǎn)性質(zhì)，與此同時(shí)，還需記錄其所在區(qū)域。緊接著將四個(gè)方位站點(diǎn)的對(duì)角線作為依據(jù)，而所得兩條線交點(diǎn)即為站點(diǎn)中心坐標(biāo)，采取橢形基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化法實(shí)現(xiàn)對(duì)采集坐標(biāo)參數(shù)的處理，并完成相應(yīng)平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，以此建立起目標(biāo)坐標(biāo)系，而后續(xù)空間信息數(shù)據(jù)采集與使用中，可直接使用轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)，以此提高數(shù)據(jù)采集效率。

5.2 線路走廊資源空間信息采集技術(shù)

應(yīng)用空間信息技術(shù)，開(kāi)展電力配網(wǎng)通信中的線路走廊資源空間信息采集工作時(shí)，需從三方面加以考慮。

首先，檢查井空間信息采集。對(duì)該區(qū)域進(jìn)行信息采集時(shí)，要求所得到的采集數(shù)據(jù)與實(shí)際偏差不大于±0.5m，技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式有兩種。其一，借助高精度GPS儀器對(duì)檢查井的經(jīng)緯度坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行采集，在此期間，需做好檢查井名稱(chēng)、裝設(shè)地址等信息的記錄；其二，依托于檢查井?dāng)嗝鎴D紙，以此了解其溝道尺寸、深度、管道管孔數(shù)量以及分布情況，為技術(shù)人員繪制配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)檢查井展開(kāi)圖、埋設(shè)剖面圖提供可靠的參數(shù)支持，與此同時(shí)，還需利用高清拍攝設(shè)備獲取檢查井全貌及不同方位圖片。

其次，地下埋設(shè)空間信息采集。同樣需控制所采集數(shù)據(jù)與實(shí)際參數(shù)的偏差在±0.5m以?xún)?nèi)，針對(duì)地下埋設(shè)拐點(diǎn)位置沒(méi)有在地面設(shè)置顯著標(biāo)識(shí)的公共設(shè)施，對(duì)于有圖紙資料的，可采取圖紙標(biāo)繪法進(jìn)行標(biāo)記與繪制，而對(duì)于缺乏圖紙以作參考的公共設(shè)施，則可依托于空間信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域信息的采集。技術(shù)操作流程如下：借助地下管線探測(cè)儀對(duì)地下設(shè)施的大致位置進(jìn)行探測(cè)，以此獲得待采集設(shè)施在地表上的投影，當(dāng)探測(cè)到目標(biāo)后，利用GPS儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)該設(shè)施的精準(zhǔn)定位，并做好探測(cè)參數(shù)的完整記錄，包括設(shè)施深度、實(shí)際位置、運(yùn)行編號(hào)、設(shè)施名稱(chēng)以及運(yùn)行單位等。

最后，桿塔空間信息采集。應(yīng)用空間信息技術(shù)對(duì)桿塔空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，采集數(shù)據(jù)誤差要求與上述一致，而技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也需要在高精度GPS設(shè)施的支撐下進(jìn)行，使用GPS獲取道桿塔經(jīng)緯度坐標(biāo)，做好桿塔名稱(chēng)、實(shí)際位置、材質(zhì)、同桿架設(shè)回路數(shù)等信息的記錄。

5.3 配網(wǎng)通信光纜資源空間信息技術(shù)

光纜可被歸類(lèi)于邏輯資源中，不需對(duì)其進(jìn)行空間數(shù)據(jù)采集，但對(duì)于光纜段與連接點(diǎn)處則需執(zhí)行空間信息采集工作。

光纜段空間信息采集：采集內(nèi)容主要有架空光纜空間信息、埋設(shè)光纜空間信息。執(zhí)行前者采集作業(yè)時(shí)，需控制采集誤差在±1.0m以?xún)?nèi)，技術(shù)的操作流程如下：借助GPS設(shè)備獲取桿塔經(jīng)緯度坐標(biāo)參數(shù)，利用拍照設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔全貌照片的拍攝，準(zhǔn)確記錄各類(lèi)與桿塔相關(guān)數(shù)據(jù)信息，將經(jīng)緯度坐標(biāo)作為依據(jù)，以此明確光纜的空間走向，并做好光纜線路名稱(chēng)、起始點(diǎn)、終點(diǎn)以及所屬區(qū)域的記錄。

配電埋設(shè)光纜空間信息采集：采集誤差始終控制在±0.56m之間，技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理為根據(jù)線路走廊資源采集到的檢查井與埋設(shè)拐點(diǎn)信息，完成光纜埋設(shè)走向的繪制，采取實(shí)際地下管線測(cè)繪方式，獲取到光纜線路拐點(diǎn)位置參數(shù)，也可依托于光纜埋設(shè)線路路徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜線路走向與位置的確定，但均需做好埋設(shè)方式的標(biāo)注，同樣需記錄光纜段名稱(chēng)、起止站點(diǎn)、光纜段類(lèi)型等信息。

將空間信息技術(shù)應(yīng)用于光連接點(diǎn)空間信息采集工作中時(shí)，需從三方面著手考慮即光接頭盒、光交接箱、光終端盒。其中，后兩類(lèi)光連接點(diǎn)與架空光纜線路上的光接頭盒的空間信息采集方式相一致，且采集數(shù)據(jù)與實(shí)際值偏差應(yīng)控制在±0.5m左右，技術(shù)操作方法如下：使用GPS確定光連接點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)，記錄設(shè)備名稱(chēng)、類(lèi)型，同時(shí)，還需對(duì)支撐設(shè)施類(lèi)型與名稱(chēng)進(jìn)行精準(zhǔn)記錄，也應(yīng)匯總光連接點(diǎn)所屬光纜段、空間區(qū)域以及具體位置。

采集檢查井中光接頭盒空間信息時(shí)，應(yīng)先依托于實(shí)際地下管線測(cè)繪方式、圖紙標(biāo)會(huì)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜直通型接頭盒、光纜接續(xù)性接頭盒空間坐標(biāo)的全方位采集，并做好各類(lèi)信息的記錄工作。

6 電力配網(wǎng)通信中空間信息技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

6.1 資源命名規(guī)范化

通信資源的分布范圍較廣，且表現(xiàn)出較為顯著的地域特征，現(xiàn)如今，我國(guó)電力單位已重視起通信資源的管理，通信資源命名作為管理工作的其中一項(xiàng)內(nèi)容，更需做到規(guī)范化，確保其名稱(chēng)具有相應(yīng)意義。而一個(gè)極具規(guī)范性的資源名稱(chēng)能夠使技術(shù)人員以及資源利用人員明確該資源的主要屬性，還能分析出這一資源與其他資源存在的內(nèi)在聯(lián)系[2]。

6.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量增強(qiáng)化

電力通信資源數(shù)據(jù)的多樣化特點(diǎn)，增大資源數(shù)據(jù)信息的管理難度，而如何確保所獲信息的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，便是需重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，因此，技術(shù)應(yīng)用時(shí)，要求技術(shù)人員明確三項(xiàng)基本要求。需從源頭抓起，確保傳輸進(jìn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)均為有效且可使用信息；做好數(shù)據(jù)處理全過(guò)程的把控，數(shù)據(jù)輸送進(jìn)系統(tǒng)后，需在其內(nèi)部各模塊中流轉(zhuǎn)，為增強(qiáng)數(shù)據(jù)信息的完整性、一致性，應(yīng)針對(duì)數(shù)據(jù)異常流動(dòng)問(wèn)題制定一套完善且可行的處理方案，確保數(shù)據(jù)輸入與輸出相一致；嚴(yán)格把控收尾工作，將具有參考意義的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)于總數(shù)據(jù)庫(kù)中，為后期數(shù)據(jù)溯源追蹤、大數(shù)據(jù)挖掘工作的開(kāi)展與實(shí)施提供可靠數(shù)據(jù)支持。

6.3 遵循循序漸進(jìn)原則

所有事物的建設(shè)與發(fā)展均是一項(xiàng)系統(tǒng)化工程，因此，為保證事物的良性發(fā)展，就需始終秉持循序漸進(jìn)原則，而空間信息技術(shù)的運(yùn)用也是如此，且在搭建可視化系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)站在兩個(gè)角度進(jìn)行分析：其一，基于資源數(shù)據(jù)視角，完善技術(shù)應(yīng)用方法，以此構(gòu)建出有運(yùn)行價(jià)值的系統(tǒng)。這是因?yàn)殡娏νㄐ刨Y源涉及到的數(shù)據(jù)類(lèi)型較多且過(guò)于雜亂，針對(duì)不同類(lèi)型數(shù)據(jù)均需執(zhí)行獲取、處理、分析、存儲(chǔ)等過(guò)程，為保證各項(xiàng)工作有效進(jìn)行，就需充分發(fā)揮資源數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)可視化系統(tǒng)的全方位完善，獲得更為顯著的技術(shù)應(yīng)用效果。其二，從需求實(shí)際出發(fā)，系統(tǒng)運(yùn)行前期，應(yīng)保證其具備滿(mǎn)足系統(tǒng)使用人員真實(shí)需求的功能，但隨著科技水平的逐漸提升，促使使用人員的理論及操作水準(zhǔn)得到進(jìn)一步升華，而基本功能已無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)人員實(shí)際要求。這時(shí)需堅(jiān)持循序漸進(jìn)原則，根據(jù)電力配網(wǎng)通信運(yùn)行需求，采取可行的技術(shù)手段，展開(kāi)可視化系統(tǒng)功能完善工作，以此滿(mǎn)足不同使用人員對(duì)于系統(tǒng)功能的個(gè)性化、多元化需求。與此同時(shí)，升級(jí)系統(tǒng)功能時(shí)，要求技術(shù)人員深度融合與時(shí)俱進(jìn)的思想，并始終將滿(mǎn)足用戶(hù)需求為根本目標(biāo)，以保證系統(tǒng)建設(shè)有效性、實(shí)用性。

空間信息技術(shù)的應(yīng)用，能夠充分發(fā)揮出電力配網(wǎng)通信系統(tǒng)的運(yùn)行功能，并達(dá)到積累數(shù)據(jù)的目的，還能保證所獲取數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性，為供電單位內(nèi)部各系統(tǒng)與可視化系統(tǒng)功能的全面融合提供保障，極大程度地縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)還能規(guī)避系統(tǒng)重復(fù)開(kāi)發(fā)的問(wèn)題，極具應(yīng)用意義。