基于GIS地圖的配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺

龔偉 黃順權 鄒亮暉 馮昭

關鍵詞：GIS地圖；屬性數(shù)據(jù)；管理平臺；可視化；巡檢數(shù)據(jù)；配網

1引言

為了提高配網運行數(shù)據(jù)的實時采集和處理效能，使電網管理具有高標準的優(yōu)勢，滿足更多用戶的用電服務需求，應將開發(fā)配網巡檢數(shù)據(jù)管理平臺作為前提條件，通過對配網運行數(shù)據(jù)的實日寸感知與處理，實現(xiàn)對末端配電行為的管理[1]。為全面落實并推進此項工作，電力管理單位引進了GIS地圖作為支撐，其中GIS技術屬于一種以數(shù)字化技術為載體，并在信息化技術基礎上，衍生而出的數(shù)據(jù)庫管理技術。此技術可以根據(jù)終端需求，主動搜索、存儲、處理、分析地理定位數(shù)據(jù)。目前，此技術已在電力、交通、物流、地理規(guī)劃、教育等行業(yè)中廣泛使用。但在研究中發(fā)現(xiàn)，將GIS技術與地圖進行適配，并以此為依據(jù)進行配網管理等工作的研究仍存在空白[2]。因此，本文引進GIS地圖，對配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺的開發(fā)展開研究，旨在通過此設計，彌補傳統(tǒng)手工查找管理數(shù)據(jù)等工作存在的不足，使巡檢數(shù)據(jù)管理能夠滿足日益增長的可視化管理要求。

2配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺架構

為實現(xiàn)對配網運行的規(guī)范化管理，應在開發(fā)平臺前明確配網巡檢數(shù)據(jù)具有種類繁多、屬性多樣性等特點，巡檢數(shù)據(jù)基本可以被劃分為2類：屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)?？紤]到電力數(shù)字圖的分析需求，配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺的開發(fā)參照C/S架構設計[3]。設計內容如圖1所示。

從圖1可以看出，開發(fā)的配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺由3層構成，由上到下依次為界面層、邏輯層與數(shù)據(jù)層。其中，界面層主要用于展示配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理成果，中間層為邏輯層，涉及多種業(yè)務數(shù)據(jù)的處理，處理后的數(shù)據(jù)在統(tǒng)一格式后被錄入計算機終端，存儲在GIS數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫中整體包含GIS地圖和SOL Server兩個數(shù)據(jù)庫，前者包括GIS數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，這2部分數(shù)據(jù)都是通過ArCSDE實現(xiàn)訪問的：SOL Server數(shù)據(jù)庫通過ADO.NET實現(xiàn)訪問，并將電力配網巡檢中的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)按照規(guī)范存儲。

3服務器選型

為確保開發(fā)的平臺在實際應用中可以發(fā)揮預期作用，開展相關研究前，對此平臺中的服務器進行選型設計。根據(jù)此項工作的需求，選用NF5280M5機架式服務器作為該平臺的主要硬件，設計服務器集成在平臺中使用時的技術參數(shù)[4]。如表1所列。

按照上述方式，配置配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺中的主要硬件設備。

4配網巡檢數(shù)據(jù)采集

由于配網巡檢數(shù)據(jù)中存在大量的圖文數(shù)據(jù)，因此可以認為配網巡檢數(shù)據(jù)管理難度較大，為實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的管理，需要按照規(guī)范設計配網巡檢數(shù)據(jù)的采集。在用戶服務區(qū)域登錄平臺終端，建立外部數(shù)據(jù)庫、生產信息數(shù)據(jù)庫、成果數(shù)據(jù)庫之間的通信連接，使用數(shù)據(jù)引擎直接讀取有效數(shù)據(jù)。完成對數(shù)據(jù)的采集后，按照表2的格式，生成1個數(shù)據(jù)表，用于存儲數(shù)據(jù)[5]。

按照上述方式，完成對配網巡檢數(shù)據(jù)的采集與管理。

5基于GIS地圖的配網巡檢屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)連接

完成上述設計后，引進GIS地圖，設計配網巡檢屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)的連接。在此過程中，收集配網巡檢區(qū)域內與地圖相關的所有信息，利用副本復制電力管理終端單位的地圖資料檔案，參照Map Info提供的MIF，MID，DXF等多種形式的交換數(shù)據(jù)結構，生成用于描述配網區(qū)域的電子地圖。在此過程中，應明確MIF文件和MID文件分別為文字和．DXF格式。因此，從電力管理終端單位復制的原圖資料，必須先進行格式轉換，以生成Map Info所支持的MIF和MID格式，在此基礎上，用Map Info中的Import命令進行數(shù)據(jù)導人。其中，數(shù)據(jù)格式轉換處理過程為：

6可視化管理模塊部署

在上述設計內容的基礎上，將配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理終端劃分為多個功能模塊，為確保管理工作達到預期效果，設計可視化管理模塊的綜合部署。在此過程中，為每個功能模塊分配圖文的輸入、編輯、顯示、圖元數(shù)據(jù)同步更新等功能。將圖元分為點、線、面3種類型，按層次差異進行數(shù)據(jù)存儲。例如，變壓器層中僅存有變壓器圖元，而不同電壓等級線路可以用不同顏色、線寬來區(qū)別。

通過在GIS地圖中點選出圖元，可以實現(xiàn)對其屬性信息的查詢。對所選地區(qū)圖元信息進行統(tǒng)計，并在進行空間數(shù)據(jù)查詢與管理時，輸入所需的圖元，在功率圖上實現(xiàn)圖元的位置顯示，以實現(xiàn)基于SQL語句的查詢，在查詢過程中，選擇異或并等不同查詢方式，最終將平臺分析的結果以圖表形式呈現(xiàn)。按照上述方式，對可視化模塊進行部署，完成基于GIS地圖的配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺設計。

7對比實驗

上文從硬件與軟件2個方面，完成了基于GIS地圖的配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺設計，為實現(xiàn)對設計成果的檢驗，設計如下對比實驗。

為在巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺提供一個相對良好的運行環(huán)境，按照表3所列內容，設計平臺開發(fā)與運行技術條件。

按照上述方式，完成配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺開發(fā)與運行技術條件的配置。在此基礎上，將本文開發(fā)的平臺集成在測試環(huán)境中，設計配網巡檢數(shù)據(jù)的管理方法。建立平臺與計算機終端之間的通信連接，主動采集配網巡檢數(shù)據(jù)，并引進GIS地圖，連接配網巡檢屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)。通過對平臺可視化管理模塊的部署，實現(xiàn)對配網巡檢數(shù)據(jù)的可視化管理。完成上述設計后，引進基于信息深度融合的管理平臺、基于“RPA+AI”的管理平臺，將其作為對照組1平臺與對照組2平臺，在確保對照組平臺接人配網終端后，使用本文平臺與對照組平臺，對屬性數(shù)據(jù)與圖文數(shù)據(jù)進行管理。對管理過程中屬性數(shù)據(jù)與圖文數(shù)據(jù)的CPU占用率進行計算。計算式為：

從圖2所示的實驗結果可以看出，3種平臺中，只有本文平臺在進行數(shù)據(jù)管理時，屬性數(shù)據(jù)與圖文數(shù)據(jù)的CPU占用率滿足<80%的要求，而對照組平臺1與對照組平臺2均出現(xiàn)了CPU占用率>80%的情況。因此，在完成上述實驗后，得到如下的結論：相較于對照組平臺，本文開發(fā)的基于GIS地圖的配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺可以在實現(xiàn)對數(shù)據(jù)高效率管理的同時，保證管理中屬性數(shù)據(jù)與圖文數(shù)據(jù)的CPU占用率滿足終端需求。

8結束語

配電網是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，為了確保配網輸電網絡的安全、穩(wěn)定運行，供電所需要定期委派一名巡檢人員，對配網中各級配電線路和附屬設施進行安全檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，應采取有效的措施，以確保電網的安全、可靠。本文通過配網巡檢數(shù)據(jù)采集、基于GIS地圖的配網巡檢屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)連接、可視化管理模塊部署，完成了配網巡檢數(shù)據(jù)可視化管理平臺的開發(fā)與設計，設計成果通過檢驗后證明了其具有可行性，進而為電力行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展提供技術支撐。