基于GIS的系統下的配電網搶修線路分析

摘要：由于網絡穩定性不容易控制，使得廣大用戶對于配電網——這樣一種與廣大顧客直接聯系的電工網終端的穩定性與安全性十分重視。如何做好配電網在整個運行過程中的搶修工作，及時發現配電網的問題，找到最佳新路，以在最短的時間內解決所出現的問題已經成為運檢任務的重中之重，當配電網的整體搶修功效得到大幅度提升之后，在一定程度上節約了電力，并且能夠確保整個供電環節的穩定性。對此，本文重點探討在GIS系統的引導下，如何準確判定配電網的最佳搶修路徑等作了詳細的闡述，包括配電網整體的特征，并以實際情況為例，及時確定配電網的最佳拯救路徑，并在不斷實踐、探索、總結的基礎上，逐步提升配電網的整體搶修效率。

關鍵詞：GIS系統；配電網；線路

在經濟、政治、文化等飛速發展的背景下，各種資源已經得到了大規模的開發，目前，我國很多資源已經處于消失的邊緣，存在較為嚴重的能源危機，因此，電力的開發以及廣泛應用更好的解決了能源危機，自進入二十一世紀以來，我國整體電力系統的構成得到快速完善，從而加劇了電網的復雜程度以及運行中容易出現各類問題，破壞了電力的穩定性，日益改變的交通干道、不斷出現的高樓大廈以及各類建筑物、配電終端的使用者對供電的穩定性以及運行環境的可靠性逐漸提出了更高的要求，做好配電網的搶修工作被視為配電整個運行過程的關鍵任務，因此，本文將圍繞這一內容進行詳細分析。

一、配電網的總體特征分析

與其他網絡相比，配電網并不具備整體集中的優勢，其覆蓋面相對較廣，從地理角度看其分布特點，呈現較為突出的點、線、面的分散格局。這種布局使得其容易受到不良因素的影響，雖然在抽象意義上，點、線、面之間的位置關系比較系統化，但在實際搶修過程中，難免會受到其他因素的干擾，因而較低了搶修效率。

（一）從配電網內部的主要構成部件來看，其中的桿塔、變壓器以及開關按鈕等都以分散式的分布局面進行工作著，當以GIS的角度來觀察這些組成部件，則相當于一個抽象的點；

（二）街道形狀以及線路的分布方式等都以線的形狀布局在配電網之中，其將抽象的點逐一連接起來，確保了各方面的聯通效果；

（三）當一個地區的用戶數量達到一定數值以后，便構成了配電網中的所謂供電區域，其中的變電站、開閉所以及周圍的用戶區域連接成一個面狀結構；

雖然配電網的分布特征具有明顯的分散性，但是其構成部分并不是單獨分開的，無論是在邏輯上還是在實際運行過程中，這三者之間的意義對于配電網的正常運行都發揮著十分重要的作用：關于桿塔之間的桿距問題是兩個點之間的關鍵問題所在，而如何做好開按鈕的安裝工作則是點與線之間的主要問題，當探尋某個變壓器的歸屬問題時，將會涉及點與面之間的利益關系，而不同的線之間則容易出現互交以及穿越障礙，如何準確斷定供電范圍的歸屬問題則是線與面的關鍵問題之一，相比輸電網的供電區域，配電網整體不夠寬闊，為了節省資源，配電設施呈現集中安置的特點，而周圍的建筑物則應先過來配電設施功能的最大化發揮，比較容易發生交叉跨越現狀，另一方面，目前所使用的配電設備體積重、數量多，經常出現變動，如何做好配電網的搶修任務，既需要綜合審查這些因素，又要兼顧其它因素的影響，包括電工的素質以及當地的自然環境與建筑風格等。

二、

（一）構建數學意義上的搶修模型：在現有能力的情況下，保證搶修工作人員到達配電網問題地點的時間最小已經成為配電網整個搶修任務的關鍵環節，對此，要想保證時間最小，當故障發生時，必須準確斷定問題地點與搶修人員所在地點之間的最短路線，假設故障發生位置為A，搶修人員所在位置為B，根據GIS系統的指導，尋求在配電網的區域中從A到B的最佳線路，在這個過程中，需要我們將配電所覆蓋的區域想象為一個平面，C則代表了平面中所有頂點的集合，D則代表了相應邊的集中，利用配電網的拓撲構成的含義，然后根據相關公式做出詳細計算，從而在GIS系統的基礎上，求得A到B之間的最佳線路模型，但在實際搶修過程中，有很多客觀因素值得我們注意：所確定的最佳搶修線路容易受到限速的影響或其處于交叉路口地帶，容易產生延誤現象，對此，在計算時間的過程中，應將搶修人員行駛的時間與受其他因素影響而發生延誤的時間進行相加，得到的結果才是搶修的最短時間。

（二）提升相應的算法：在上一環節所構建的數學模型可以采用來自人工智能的遺傳算法，所謂遺傳算法即：確定最先群體的出現、做出判斷、互交、發生變異，可以利用這種方式，通過調用最先群體的出現然后進行局部的搜索，如此循環，直到求出滿意的答案為止。

（三）綜合使用遺傳算法以及禁忌搜索算法有利于彌補這兩者之間的弱點，既提升了禁忌搜索的上坡功能，也改善了遺傳算法的整體搜索功能，不可避免，仍舊存在某些問題，例如，整個運行過程的效率比較低，在整個計算過程中，多次使用禁忌搜索的調用功能，提升了算法的難度，當配電網搶修過程中面臨多個供電地點出現障礙時，不能再最短的時間內做出準確的計算以找到最佳路線，對此，需要我們在計算過程中，優化對禁忌搜索算法以及遺傳算法的使用功能，盡量減少對禁忌搜索的調用頻率，應依據實際情況，對其做出合理的調用。在后期整合算法階段，全部的個體將傾向于部分搜索，在這個環節中，最重要的是搜索每個個體，由于遺傳算法在部分搜索中不占優勢，因此可以借用晉級搜索完成對整個群體的搜索。

（四）對所構建的數學模型利用算法求出最佳路徑，這既發揮了GIS的指導功能，同時也綜合了不同算法的效果，最終在最短的時間內找到最佳路徑，保證配電網的整體搶修效率得到提升，一方面，在能源危機頻發的今天，做好相應的能源節約保證，另一方面則是穩定配電終端用戶的情緒，使其對配電網的可靠性以及穩定性有較為深刻改觀。

三、結語

GIS系統在當今社會眾多領域中都得到了廣泛的應用，也取得了較為顯著的成績，本文主要圍繞提升配電網的搶修效率進行了一系列的分析，結果顯示，在GIS系統的指導下，輔以合理的數學模型以及恰當的算法使用，則可以在最短的時間內找到搶修的最佳路徑，但在實際運行過程中，會受到各方面因素的影響，并不一定能夠保證取得良好的成績，這需要配電網各個部門的協調幫助，首先配電網全體工作人員應形成效率意識，相關部門領導既要重視員工培訓，又要注重先進技術的引進，同時，重視與配電終端用戶做好信息交流，掌握第一手資源，從而不斷提升搶修人員的自身素質與工作技能，及時引進先進的GIS系統以及較為科學實用的計算方法，除此之外，要做好市場調查，保證配電網整體性能的穩定性，一旦出現供電故障，便可在第一時間發現問題，并做好相關處理工作，從而取得良好的應用效果。

參考文獻

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