剖析基于信息平臺的配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)

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關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；Arcinfo；配電管理；網(wǎng)絡(luò)

DistributionnetworkmanagementinformationsystembasedonArcinfoplatform

Abstract：Tofacilitatethemanagementofthecomplexandvastdistributionnetwork，theEastDistrictPowerDistributionDivisionofGuangzhouPowerSupplyBranch，GPGestablishedadistributionnetworkmanagementinformationsystembasedonArcinfoplatformofGIS（geographicalinformationsystem）technique.Thispaperdescribestheobjective，configuration，structureandtechnicalfeaturesofthesystem，andpresentsthekeytechnicalproblemsneedingattentionduringitsconstruction.

Keywords：geographicalinformationsystem（GIS）；Arcinfo；powerdistributionmanagement；network

隨著廣州市供電用戶的增加和配電網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展，如何更好地對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、覆蓋面積廣的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，成為管理層和基層生產(chǎn)部門面臨的重要問題。采用傳統(tǒng)的以紙圖為主的管理方式，已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)管理和提高供電服務(wù)質(zhì)量的要求，必需建立一個(gè)企業(yè)級的配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)。2001年我們建立了廣州東區(qū)配營部配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)，采用的是Arcinfo平臺。下面就該系統(tǒng)的一些技術(shù)問題及項(xiàng)目在建設(shè)、實(shí)施過程中遇到的問題等進(jìn)行探討。

1、Arcinfo平臺簡介Arcinfo平臺由美國ESRI（美國環(huán)境系統(tǒng)研究所）開發(fā)，是具有豐富功能的專業(yè)GIS（地理信息系統(tǒng)）平臺軟件，包含了以下信息處理的各種高級功能：

a）數(shù)據(jù)輸入和編輯功能?？蓮臄?shù)字化儀、圖形掃描、圖形轉(zhuǎn)換中獲取數(shù)據(jù)，編輯圖形和屬性。

b）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和集成?？梢詫?biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，支持符合SQL標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。

c）基本GIS功能。地圖投影及投影變換、數(shù)據(jù)維護(hù)及管理、緩沖及疊加分析。

d）空間數(shù)據(jù)和屬性查詢，并進(jìn)行相應(yīng)圖形顯示，包括柵格圖像顯示和管理。

e）地理數(shù)據(jù)管理。利用info數(shù)據(jù)庫或ArcSDE可以對大型分布式數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。

f）提供了界面設(shè)計(jì)工具和系統(tǒng)的二次開發(fā)工具。利用所提供的aml語言和MO組件庫及支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的VC，VB等作為開發(fā)的主要工具。

g）數(shù)據(jù)的輸出。提供數(shù)字地圖制作、報(bào)表生成及制作高品質(zhì)地圖功能。

h）支持版本管理及長事物處理。最新的ArcGIS83，整合了以前版本中的workstation和desktop，強(qiáng)化了Arccatalog，Arcmap，Arctoolbox三個(gè)功能模塊的功能，并對地理數(shù)據(jù)庫geodabase增加了拓?fù)湟?guī)則庫和拓?fù)湫ｒ?yàn)。

2、系統(tǒng)目標(biāo)配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)本著“統(tǒng)一規(guī)劃，分布實(shí)施”的原則來進(jìn)行，先建立一個(gè)靜態(tài)的配電網(wǎng)GIS，即電力設(shè)施的AM/FM/GIS應(yīng)用，包括系統(tǒng)的功能開發(fā)、基本圖形數(shù)據(jù)的錄入工作和設(shè)備臺帳數(shù)據(jù)的錄入，實(shí)現(xiàn)圖形及設(shè)備的查詢、統(tǒng)計(jì)和圖形輸出等基本GIS功能；

再建立一個(gè)動態(tài)GIS，在靜態(tài)中引入配電網(wǎng)自動化所提供的動態(tài)采集數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)諸如停電管理、故障線路跟蹤分析和處理等多種高級功能。為以后的配電網(wǎng)GIS建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)，并積累項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。

3、系統(tǒng)配置

作為電力設(shè)施的AM/FM/GIS應(yīng)用，配電網(wǎng)GIS的開發(fā)對GIS平臺的要求較高。該平臺應(yīng)具備以下條件：

a）建模能力強(qiáng)，有較強(qiáng)內(nèi)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并具備強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)編輯和分析能力；

b）有較強(qiáng)的功能擴(kuò)展能力，同時(shí)能夠提供完善的圖形即Webgis功能；

c）支持對海量圖形數(shù)據(jù)的管理，數(shù)據(jù)庫方面支持Oracle；

d）可以在軟件升級和數(shù)據(jù)量膨脹時(shí)更好地保護(hù)用戶投資。基于以上技術(shù)要求，我們采用了ESRI的Arcinfo平臺作為配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的圖形平臺，使用的是Arcinfo802的workstation版（內(nèi)含1個(gè)license）。數(shù)據(jù)庫采用Oracle，用Mapobject和VC進(jìn)行開發(fā)。服務(wù)器采用兩臺DELLPowerEdge6400，分別用于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及圖形服務(wù)器，可以滿足性能和穩(wěn)定性要求。圖形數(shù)據(jù)采用Arcinfo的coverage格式，數(shù)據(jù)的管理利用了info關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對圖形數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)，以文件共享方式存儲在物理硬盤中。如果采用ArcSDE技術(shù)，可由Oracle管理圖形數(shù)據(jù)。

4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn)4.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)整個(gè)系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，由三大部分組成：

a）CoolEdit.提供了全面的圖形編輯功能，它是在windowsNT環(huán)境下，利用Arcinfo平臺搭建起來的。CoolEdit在整個(gè)配電網(wǎng)GIS管理系統(tǒng)中屬于數(shù)據(jù)輸入部分，是所有其它子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)入口。所有設(shè)備的沿步圖和邏輯圖圖形編輯屬性錄入全部在這里完成，使用人員為生產(chǎn)分部的圖形資料員。

b）GISmanager.配電網(wǎng)管理部分，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)圖形和設(shè)備屬性的交互查詢和管理。數(shù)據(jù)同時(shí)可供其他部門的人員共享。還包括設(shè)備運(yùn)行資料、檢修記錄、試驗(yàn)記錄、急修管理、兩票管理等功能模塊，是目前大部分生產(chǎn)人員使用的模塊。

c）Webgis.可通過IE瀏覽器實(shí)現(xiàn)圖形及其屬性的查詢。它是一個(gè)基于企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的以Web形式瀏覽配電網(wǎng)GIS設(shè)備圖形和屬性數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，使全局的各臺機(jī)器都可以通過廣域網(wǎng)共享配電網(wǎng)系統(tǒng)的基本設(shè)備圖形信息。三個(gè)模塊的關(guān)系是：首先，由維護(hù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入由規(guī)劃部門提供的背景圖（或者通過掃描儀來矢量化產(chǎn)生地理背景圖），然后由CoolEdit模塊繪制出設(shè)備圖并錄入設(shè)備參數(shù)（即Arcinfo圖層），當(dāng)電力設(shè)備圖層繪制完畢后可以直接為Shape文件格式供GISManage使用。如果再將CoolEdit的圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行分層處理后可更新到Webgis服務(wù)器上。編輯用戶和班組的用戶可使用C/S結(jié)構(gòu)來完成圖形的編輯、查詢和統(tǒng)計(jì)功能，在這種結(jié)構(gòu)下用戶可操作的功能較多。對于管理職能部門的用戶，可以使用ArcIMS所提供的Webgis，通過IE實(shí)現(xiàn)圖形查詢等功能。屬性數(shù)據(jù)利用Oracle進(jìn)行管理，圖形數(shù)據(jù)庫利用了Arcinfo中coverage特征屬性表作為外部info數(shù)據(jù)文件存儲。這些文件在coverage目錄內(nèi)分別以單獨(dú)的文件名TIC，BND，PAT，AAT存儲和維護(hù)。

在info數(shù)據(jù)庫中記錄了指向外部數(shù)據(jù)文件的指針，指向存儲在coverage目錄內(nèi)的這些文件。info數(shù)據(jù)庫由Arcinfo自動維護(hù)。在該系統(tǒng)完成升級后，將圖形數(shù)據(jù)由coverage文件管理方式轉(zhuǎn)換為通過ArcSDE中間件由Orcle數(shù)據(jù)庫管理，在Webgis上數(shù)據(jù)，不需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分層預(yù)處理，圖形編輯人員提交更新后，即可在Webgis上看到最新的圖形。

4.2技術(shù)特點(diǎn)

4.2.1Webgis

利用ArcIMS建立webgis站點(diǎn)，設(shè)計(jì)網(wǎng)站。主要提供給查詢用戶使用，用戶在安裝了Java控件和Arcexplore之后，通過IE瀏覽器即可瀏覽東區(qū)配營部所管轄范圍的配電網(wǎng)圖形，還可自行設(shè)置顯示圖形和屬性的方式，更改設(shè)備顯示符號等，實(shí)現(xiàn)圖形和屬性的交互查詢。使用ArcIMS不用license.

4.2.2數(shù)據(jù)共享

東區(qū)配營部各個(gè)部門，如用電、調(diào)度等都可以通過網(wǎng)絡(luò)共享圖形數(shù)據(jù)。以手工為特點(diǎn)的傳統(tǒng)運(yùn)行管理經(jīng)常發(fā)生數(shù)據(jù)不一致、信息不完整、查詢困難的情況，通過配電GIS管理信息系統(tǒng)可以在配電網(wǎng)變動頻繁時(shí)，改變傳統(tǒng)運(yùn)行管理方式不相適應(yīng)的局面。

4.2.3開放性

系統(tǒng)的開放性意味著系統(tǒng)有能力應(yīng)付硬件和軟件的升級，同時(shí)為以后建立企業(yè)級的數(shù)據(jù)交換平臺打下了良好的基礎(chǔ)?？梢灾苯幼x取不同圖形數(shù)據(jù)格式，或者將其轉(zhuǎn)化為其它標(biāo)準(zhǔn)格式供其它信息系統(tǒng)使用。

4.2.4安全性

圖形數(shù)據(jù)的建設(shè)周期和工作量都比一般的數(shù)據(jù)要復(fù)雜得多，因此圖形數(shù)據(jù)的安全性和準(zhǔn)確性是系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)。通過以下兩種方式實(shí)現(xiàn)其安全性：

a）加強(qiáng)系統(tǒng)中權(quán)限管理功能。東區(qū)的配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)采用統(tǒng)一的權(quán)限管理。其中圖形部分的權(quán)限管理是通過不同權(quán)限的用戶加載不同的工作空間來實(shí)現(xiàn)的，管理部分的權(quán)限管理是通過為用戶設(shè)置不同的字段功能來實(shí)現(xiàn)的。

b）在管理機(jī)制中建立相應(yīng)的保證數(shù)據(jù)安全的管理制度，如定期的數(shù)據(jù)庫的邏輯備份、物理備份、異地備份等，以及操作系統(tǒng)的備份等等。在系統(tǒng)升級后通過數(shù)據(jù)庫備份完成對圖形和屬性數(shù)據(jù)的備份，一旦發(fā)生宕機(jī)、系統(tǒng)崩潰、數(shù)據(jù)庫壞掉時(shí)都可利用Oracle的恢復(fù)機(jī)制，使圖形數(shù)據(jù)及時(shí)得到恢復(fù)，大大提高了圖形數(shù)據(jù)的安全性。

5、系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵問題5.1數(shù)據(jù)方面地理背景數(shù)據(jù)購買了廣州市規(guī)劃局的電力管線圖，格式為coverage.配電網(wǎng)沿步圖數(shù)據(jù)不完整，有的不準(zhǔn)確，所以錄入數(shù)據(jù)前先讓班組人員將本班管轄的設(shè)備標(biāo)注在地理紙圖上，然后錄入，包括每個(gè)電房地理位置、內(nèi)部接線圖及連接電纜。由于我們的背景圖上只有電力管線和標(biāo)注，而其它的地物如道路、居民地等都沒有，所以有些設(shè)備的地理位置和實(shí)際地理位置會存在偏差。

嚴(yán)格來講，我們已有的沿步圖并不是基于GIS的配電網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)，而僅僅是示意性的，系統(tǒng)的圖形信息不能準(zhǔn)確反映其實(shí)際空間位置信息，使某些高級功能無法實(shí)現(xiàn)。因此做好對整個(gè)廣州市配電網(wǎng)的地理數(shù)據(jù)普查（除電子地圖已提供的管線數(shù)據(jù)和電房位置信息），是以后系統(tǒng)建設(shè)中首先考慮的問題。與平臺、應(yīng)用有關(guān)的問題

由于整個(gè)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)是基于GIS的，在提取配電網(wǎng)圖形時(shí)，無法自動生成我們工作中最常用的規(guī)則的邏輯接線圖，需要對提取出的饋線進(jìn)行部分編輯整理，增加了數(shù)據(jù)維護(hù)工作量。這個(gè)問題要在以后進(jìn)行版本升級時(shí)解決。整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)是針對一個(gè)編輯license，采用coverage文件方式進(jìn)行管理。在編輯用戶少的時(shí)候這種處理方式是高效率的，但隨著系統(tǒng)使用規(guī)模的擴(kuò)大，這種數(shù)據(jù)處理方式的效率就會大大降低。在數(shù)據(jù)編輯時(shí)，由于一些臨時(shí)文件無法及時(shí)清除，需要對一些拓?fù)潢P(guān)系重建，這些都給使用帶來不便。目前升級后的系統(tǒng)采用ArcSDE加MO的方式開發(fā)，支持多用戶操作并有較快的圖形顯示速度。

GIS平臺選擇方面應(yīng)結(jié)合企業(yè)自身發(fā)展的需要進(jìn)行慎重選擇，因?yàn)椴煌瑘D形格式轉(zhuǎn)換就意味著數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系的丟失，同時(shí)很難確保屬性數(shù)據(jù)的完整性，對保護(hù)原有投資是極其不利的。

6、結(jié)束語

配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)投資大、建設(shè)周期較長的規(guī)模工程，所以在系統(tǒng)啟動前，應(yīng)理順企業(yè)自身管理，目標(biāo)設(shè)想充分，對開發(fā)商的技術(shù)實(shí)力和服務(wù)進(jìn)行仔細(xì)考察，充分利用已有的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和信息資源，只有這樣才能適應(yīng)不斷變化的市場要求。電力企業(yè)進(jìn)行市場化后，所面臨的問題是提高服務(wù)質(zhì)量和自身管理水平。一個(gè)高效的配電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)將為今后的人員量化管理、用戶個(gè)性化服務(wù)、領(lǐng)導(dǎo)輔助決策等提供有力的保證。