電力配網通信設備空間信息采集方法的應用與研究

俞紅生　李鵬　吳忠平　俞佳捷

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

關鍵詞：地理信息系統（GIS） GPS 空間數據 配網通信設備 空間信息采集

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：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的迅猛發展，各地都加強了對電力通信網絡資源的管理。寧波供電公司依托國網公司及浙江省電力公司對通信資源的管理要求，實施部署了SG-TMS系統，但該系統對于配網通信資源空間信息的管理及展示稍顯不足。為提高和規范寧波供電公司對配網通信資源空間信息的管理水平，建設一套配網通信資源空間信息管理系統具有十分重要的意義。因此，寧波電網配網通信可視化系統應運而生。系統建成后，為保證可視化系統中各類通信資源數據的現勢性、準確性， 研究并探索一套科學、高效的電力配網通信設備的空間信息采集方法至關重要。

1.2 研究的價值與意義

通信設備資源的管理與地理位置緊密關聯，準確、全面、直觀地掌握配網通信資源的空間信息對于電力企業未來的發展至關重要。通過對配網通信設備空間信息采集方法的應用與研究，能夠為寧波電網配網通信可視化系統建設提供一套及時、準確、科學的方法來獲取通信設備空間信息，使其更好地為配網通信資源的規劃、建設和管理提供有力支撐。提高寧波供電公司對電力配網通信資源的管理水平，并促進未來電力通信業務的發展。

2 配網通信設備的分類

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

3 電力配網通信設備空間信息采集方法研究

3.1 GPS測量

全球定位系統（GPS）是由美國國防部研制建立的一種全方位、全天候、全時段、高精度的衛星導航系統。在配網通信設備空間信息采集中，由于GPS定位技術自身獨特而強大的功能，充分顯示了它在該領域實際測量工作中的優越性和適應性。GPS自其建立以來，因其方便快捷和較高的精度，迅速在各個行業和部門得到了廣泛的應用，并成為空間數據采集的重要手段。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：單點定位測量與差分定位測量，差分定位測量又分為：實時差分與后處理差分兩種方式。如表2所示。

3.2 地圖標繪法

地圖標繪指在地圖背景上標繪各種具有空間特征的事物的分布狀態或行動部署。通過對現場參照物的勘查對比，確定配網通信設備在地圖中的地理位置，并標繪在地圖上。目前主要的地圖標繪法有：移動終端標繪法、圖紙標繪法、航拍數據標繪法等，各標繪法通過不同的移動終端、紙質地圖、航拍影像等設備或介質對空間數據進行采集，然后在計算機上進行坐標的讀取、繪制及屬性信息錄入，最終生成空間數據文件。

3.3 掃描數字化

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

3.4 全站儀測量

全站儀是專業的測量常用儀器，精度可達到毫米級，專業性強，每臺儀器最少兩人或者三人以上才能進行作業。優點為使用面廣，精度高，對集中測量有一定優勢。缺點為專業性強，速度慢，成本高，機動性一般，不太適宜配網通信設備的數據采集。

4 電力配網通信設備空間信息采集方法應用

對于電力配網通信設備的空間信息采集分兩種方式，一種方式為：對于電網空間信息服務平臺已采集的相關配網通信設備的空間與屬性信息，可以向電網空間信息服務平臺請求，通過平臺提供的服務集成到寧波電網配網通信可視化系統中；另一種方式為：對于電網空間信息服務平臺沒有提供的相關通信資源信息，要進行空間信息采集，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用

區域屬于邏輯資源，并不需要進行空間數據采集。所以只對站點資源進行空間信息的獲取。

站點空間信息采集：采集的內容主要是站點的空間位置坐標及屬性數據，站點數據采集的建議精度為誤差不超過±3 m。具體采集內容包括：（1） 利用GPS設備采集站點4個角的經緯度坐標；（2） 記錄站點的名稱、電壓等級、站點性質、所在區域等信息；（3） 根據站點4個角的對角線推算站點的中心點坐標；（4） 將采集的坐標數據進行橢球基準轉換和平面坐標轉換，形成目標坐標系直接使用的坐標。

4.2 線路走廊資源空間信息采集方法應用

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行數據采集。

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

4.2.2 地下埋設空間信息采集

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

4.2.3 桿塔空間信息采集

桿塔的空間數據采集，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設備采集桿塔的經緯度坐標；（2）記錄桿塔的名稱、地址、桿塔的材質、性質、同桿架設回路數等桿塔信息。

4.3 配網通信光纜資源空間信息采集方法應用

光纜屬于邏輯資源，不需要進行空間數據采集。光纜段與光連接點則需要進行空間數據采集。

4.3.1 光纜段空間信息采集

光纜段空間數據采集主要包括架空光纜空間數據采集、埋設光纜空間數據采集。

配電架空光纜空間數據采集的建議精度為誤差不超過±1.0 m。具體內容包括：（1）利用GPS設備采集桿塔經緯度坐標，拍攝一張能清晰看到桿上設備的桿塔全貌照片；（2）記錄桿塔的材質、性質、同桿架設光纜回路數等桿塔信息；（3）根據采集的桿塔經緯度坐標，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、所屬區域等信息。

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

4.3.2 光連接點空間信息采集

光連接點主要包括光接頭盒、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設備采集光連接點的經緯度坐標；（2）記錄設備的名稱、設備的類型、支撐設施類型、支撐設施名稱、所屬光纜段、所屬區域、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）可以通過實際地下管線測繪方式或圖紙標繪方式采集光纜直通型接頭盒、光纜接續型接頭盒的空間坐標數據；（2）記錄設備的名稱、設備的類型、支撐設施類型、支撐設施名稱、所屬光纜段、所屬區域、具體位置等信息。

5 結語

該文通過對配網通信設備空間信息數據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配網通信可視化系統中適合的空間信息采集方法。最終對寧波電網配網通信可視化系統中涉及到的配網通信設備的空間信息采集提出具體的方法與操作步驟，為系統建設的空間數據來源提供有力的參考依據，為寧波供電公司配網通信設備的可視化展示做出探索性實踐。

參考文獻

[1] 馬勁松.GIS概論[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2] 馮超.電力通信網絡管理系統的建設[J].廣東電力，2001（4）：9-11.

[3] 孫偉.空間數據采集與管理實用技術的研究[D].中國人民解放軍測繪學院，1999.

[4] 陳澤江.航天GPS數據采集、處理及地面檢測系統的研究[D].中國科學院研究生院：空間科學與應用研究中心，2005.