可導(dǎo)航輸電線路電子地圖的研發(fā)

李孟，于喬，李晨，寇巖，李艷

（1.國網(wǎng)青島供電公司，山東 青島 266000；2.國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，山東 濟南 250000；3.國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，山東 濟南 250002）

0 前言

根據(jù)輸電線路點多面廣，分散偏遠的實際情況，短時間熟悉線路難度較大，精準(zhǔn)定位線路故障點效率較低，需要建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+輸電線路”的運維管控平臺，以實現(xiàn)輸電線路信息共享。

1 輸電線路運維管控平臺建設(shè)需求

需要開發(fā)一個具有導(dǎo)航功能的電子地圖，即在電子地圖上面增加一層輸電線路圖層，用來記錄線路的位置和走向，并具備導(dǎo)航功能。輸電線路運維管控平臺主要包括兩個方面：一是全網(wǎng)輸電線路接線圖，展示從每基桿塔位置，到每條線路具體走向，到全市或局部線路宏觀布局各個層面的線路地理信息，可以根據(jù)不同需求，自主選擇展示內(nèi)容。二是到達任意線路或桿塔的導(dǎo)航服務(wù)、分享設(shè)備位置給平臺外設(shè)備的服務(wù)、記錄和查閱運動軌跡的服務(wù)、查看實時交通路線擁堵情況等服務(wù)。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

可導(dǎo)航輸電線路電子地圖主要由四部分組成，即：人機交互界面、功能模塊、數(shù)據(jù)存儲和地圖平臺?？蓪?dǎo)航輸電線路電子地圖作為一個地圖類應(yīng)用，需要能完成搜索目標(biāo)（搜索功能），確定用戶所在點（定位功能），計算用戶所在點到目標(biāo)點的交通道路，并將用戶從所在點導(dǎo)航至目標(biāo)點（導(dǎo)航功能），這就是功能模塊的任務(wù)。

圖1 四大模塊的響應(yīng)關(guān)系

人機交互界面的主要任務(wù)是將調(diào)用功能模塊的按鍵和功能模塊的響應(yīng)結(jié)果友好地展示在手機屏上。而這兩個模塊均需要地圖平臺的支持：人機交互界面顯示于地圖圖層，功能模塊需要地圖平臺的LBS（基于位置的服務(wù)，Location Based Service)支持。數(shù)據(jù)存儲模塊主要肩負著地圖數(shù)據(jù)和輸電線路和桿塔數(shù)據(jù)的存儲與調(diào)用兩大任務(wù)。四大模塊響應(yīng)關(guān)系見圖1。

2.1 人機交互界面

地圖應(yīng)用在布局方面采用三段式，頂部加入搜索框，中間為地圖顯示界面。

2.2 定位功能模塊

使用者當(dāng)前位置是地圖平臺和導(dǎo)航系統(tǒng)的一個重要參數(shù)，用戶需要通過這個定位點了解自己在地圖中的具體位置、自己與目標(biāo)之間的相對位置。準(zhǔn)確定位直接影響導(dǎo)航結(jié)果[1-3]。

程序打開后自動運行，首次定位成功后自動將使用者所在地放置手機屏幕中央，并作明顯標(biāo)記，提醒使用者定位已成功并實時監(jiān)控。當(dāng)程序接收到點擊定位鍵命令時，迅速移動定位點到屏幕中心。當(dāng)程序接收導(dǎo)航命令時，調(diào)用后臺的定位數(shù)據(jù)為導(dǎo)航模塊使用。定位模塊流程圖見圖2。

圖2 定位模塊流程

2.3 搜索功能模塊

搜索功能模塊基本原理是從線路列表中搜索與搜索框關(guān)鍵字對應(yīng)的線路名稱，然后根據(jù)線路名稱提取對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表單，進而在線路圖層中繪制桿塔和線路，然后將線路圖層顯示在地圖圖層上。搜索模塊流程圖見圖3。

2.4 導(dǎo)航功能模塊

導(dǎo)航功能需要計算出用戶所在點到用戶目標(biāo)點之間的交通路徑，并引導(dǎo)用戶遵守交通法規(guī)運動，常見的有兩種方案，一種是本頁面內(nèi)導(dǎo)航，一般叫“線路規(guī)劃”，或“算路”；另一種是切換成導(dǎo)航專用頁面，一般叫“導(dǎo)航”。其實質(zhì)都是“線路規(guī)劃+引導(dǎo)”[4-6]。導(dǎo)航模塊流程圖見圖4。

圖3 搜索模塊流程

圖4 導(dǎo)航模塊流程

2.5 數(shù)據(jù)存儲安全

數(shù)據(jù)安全性主要涉及線路和桿塔的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。我國規(guī)定禁止使用未經(jīng)加密的GPS坐標(biāo)直接用于民用地圖軟件，必須保證桿塔坐標(biāo)的安全性和合法性。

電子地圖提供GPS轉(zhuǎn)化為電子坐標(biāo)的程序接口，可以供使用者將GPS坐標(biāo)加密為符合法律要求的電子坐標(biāo)。所以本項目組編程將線路桿塔坐標(biāo)批量加密為電子坐標(biāo)，同時加入了自己的加密算法，對電子坐標(biāo)進行了二次加密，獲得密碼坐標(biāo)，數(shù)據(jù)庫中存儲的是經(jīng)過兩次坐標(biāo)變換的密碼坐標(biāo)。

2.6 地圖平臺

地圖平臺選擇前提是該地圖必須開放API（應(yīng)用程序編程接口，Application Programming Interface），未開放API的地圖平臺上，無法進行自主的二次開發(fā)。百度地圖為開發(fā)者提供加密接口，可以將GPS坐標(biāo)加密為百度坐標(biāo)，所以采用百度地圖平臺開發(fā)這一輸電線路電子地圖。

3 應(yīng)用實例

基于Android移動終端的輸電線路運維管控平臺主要包括兩個方面，即輸電線路全網(wǎng)接線圖、導(dǎo)航服務(wù)、以及運動軌跡監(jiān)控服務(wù)。其中，全網(wǎng)接線圖是基礎(chǔ)，各類服務(wù)都是在此基礎(chǔ)上結(jié)合Android移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的。

圖5 單線路走向

為幫助管理者對管轄范圍內(nèi)電網(wǎng)清晰準(zhǔn)確的把握，該平臺提供輸電全網(wǎng)絡(luò)接線圖服務(wù)，共有三種模式：全網(wǎng)展示線路走向，區(qū)域內(nèi)展示線路走向，按線路名稱展示一條或多條線路的全部桿塔。

在全網(wǎng)或區(qū)域內(nèi)展示線路走向時，可以按照電壓等級篩選。按照線路名稱展示線路時，展示每基桿塔的位置，并使用不同的圖標(biāo)形狀表示不同類型桿塔材質(zhì)，不同的顏色區(qū)分直線桿塔和耐張桿塔，單線路走向見圖5。

4 結(jié)束語

輸電線路運維管控平臺可以準(zhǔn)確方便找到目標(biāo)線路，并且規(guī)劃出詳細的交通路線圖；將原先每年需要一個月的CAD沿布圖圖紙修改的工作量縮減到一天，精準(zhǔn)度得到提高。