空間信息技術在電力配網(wǎng)通信的應用分析

云南電網(wǎng)有限責任公司德宏梁河供電局 孔慶功

電力配網(wǎng)通信涉及到的通信設備種類較多，且體現(xiàn)出地域分布范圍廣、結構復雜的特點，從而增多電力系統(tǒng)設備類型，與此同時，在傳輸協(xié)議方面也表現(xiàn)出較大的差異性，不利于各類數(shù)據(jù)的匯總。為解決這一問題，就需重視空間信息技術的合理運用，實現(xiàn)對空間信息的全方位采集與整合，打造一套完善且極具綜合性的系統(tǒng)資源，為數(shù)據(jù)的集成與共享提供基本保障。

1 電力配網(wǎng)通信現(xiàn)狀研究

配網(wǎng)通信資源呈現(xiàn)出容量大、分布廣、資源結構復雜的特點，不利于資源管理工作開展與實施，而通信信息資源系統(tǒng)可在技術的支撐下實現(xiàn)對通信資源的管控，包括局部站點、區(qū)域性站點、各類通信設備、電纜等資源，系統(tǒng)的長期運行與完善，獲得較為顯著的管理效果。電網(wǎng)空間信息服務平臺具有電網(wǎng)設備圖形維護、綜合展現(xiàn)的功能，但當前系統(tǒng)在運行時仍表現(xiàn)出局限性，主要體現(xiàn)在兩方面：其一，通信資源系統(tǒng)盡管能夠統(tǒng)籌管理通信資源屬性與關聯(lián)信息，并達到對業(yè)務流程管理的目的，但無法實現(xiàn)對空間地理數(shù)據(jù)圖像的管理，且在展示相關信息時，也缺乏直觀性，不能有效管理通信資源空間數(shù)據(jù)與空間關系，以至于通信資源屬性信息、空間信息彼此間的聯(lián)結受到限制，無法真實反映通信設備的空間位置以及網(wǎng)絡聯(lián)結狀態(tài)。其二，電網(wǎng)GIS系統(tǒng)可維護并綜合展示電網(wǎng)設備圖像，但不具備對通信資源圖像管理的功能，影響通信管理工作效率與質量。

2 空間信息技術含義介紹

空間信息技術是以地球為研究載體，整合多類技術資源包括多媒體技術、遙感技術、空間技術、地理信息技術等，全方位收集、整理、分析、應用通信與互聯(lián)網(wǎng)平臺中的各類空間數(shù)據(jù)。該技術的實現(xiàn)離不開各理論性學科的支持，比如控制論、信息論、系統(tǒng)論等，且技術所包含的地理信息均具備較為良好的空間尺度與屬性，并可精準反映、解決地球學科中的各類問題，特別是與地球有關各類因素彼此間的相互作用與影響，還能采集到地球時空信息，全過程了解各因素變化特征。

科技的發(fā)展與進步推動空間信息技術朝著空間信息基礎設施方向不斷完善，并達到數(shù)字地球的目標，但也對技術運用靈活性、時效性提出更高的要求。因此，為實現(xiàn)空間信息技術在電力配網(wǎng)通信中的大范圍應用，需重視技術的合理應用與完善。

3 技術應用必要性及建設思路

電力配網(wǎng)通信管理期間，待管理對象較多，包括各類通信設備以及不同范圍中的通信信息，但決策的合理性與科學性往往受決策者信息量的掌握情況影響，空間信息技術未發(fā)展與應用前，決策者會依托于文字、表格、圖像等平面形式展開對信息的分析，這一方式無法實現(xiàn)信息的整合，且分析工作缺乏系統(tǒng)性、深入性，只能夠觀測到表面現(xiàn)象。而空間信息技術的發(fā)展與應用，能夠從根本上處理空間信息與平面信息的銜接性問題，充分發(fā)揮現(xiàn)有屬性資源、空間資源的優(yōu)勢，有助于空間的深入挖掘與提升，并能夠從不同維度展示通信信息，為決策工作提供可靠、完整信息支持。因此，為實現(xiàn)對電力配網(wǎng)通信的全過程管理，就需搭建基于地理信息系統(tǒng)的配網(wǎng)通信資源可視化系統(tǒng)，既能夠達到通信管理的目的，又可從真正意義上滿足當前信息運維需求。

基于空間信息技術搭建的可視化系統(tǒng)，其總體框架的建設思路如下：將GIS空間信息服務平臺的電網(wǎng)信息服務與基礎地理信息看做成通信資源的底圖參考與數(shù)據(jù)支撐，再將其同通信資源管理系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成，以此達到系統(tǒng)交互的目的，又可使系統(tǒng)自身功能得到充分發(fā)揮，而在對系統(tǒng)功能進行分層時，可細分為四層即數(shù)據(jù)層、組件層、服務層與應用層。始終基于面向對象的設計思想，秉持分層架構設計原則，采取組件化設計形式，著手于系統(tǒng)架構的搭建。

將其設計為B/S架構，借助當前所運行的各類系統(tǒng)，實現(xiàn)不同服務、數(shù)據(jù)的有效集成，促使現(xiàn)有資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，在此基礎上，依托于大數(shù)據(jù)技術、網(wǎng)絡通信技術、復雜算法技術等，展開可視化系統(tǒng)應用的深層次研究。

4 空間信息技術功能探討

4.1 電力配網(wǎng)通信資源管理

通信資源的類型可細分為站點、光纜段、光接頭盒、工井等，通過應用空間信息技術搭建起的可視化系統(tǒng)可建立起通信資源的可視化模型，將極具完整性的通信資源呈現(xiàn)于地圖中的真實位置，賦予通信資源空間特性，在此基礎上，整合通信資源屬性信息，從而建立起通信資源屬性信息與空間信息彼此間的關聯(lián)性。而在搭建圖形模型時，系統(tǒng)可發(fā)揮出其自身擁有的自動捕捉功能，促使存在關聯(lián)性的通信資源可建立起空間關系及拓撲關系，同時，還能夠完善通信資源臺賬數(shù)據(jù)源，并在精準的經(jīng)緯度坐標信息的支撐下，大幅提高系統(tǒng)建模效率[1]。

4.2 通信資源專題圖的管理

可視化通信系統(tǒng)中的專題圖主要分為兩種即管道專題圖、纜井專題圖，系統(tǒng)運行期間，只需在地圖上找到并點擊相對應的管道圖標，便可獲取到該管道的橫截面積圖，且圖紙中又同時涵蓋光纜分布、管道分布、內部結構等內容，實現(xiàn)對管纜資源的全方位展示，確保各類資源的合理、有效運用。此外，技術人員還能夠在地圖上點擊指定纜井，以此獲取到該纜井內部結構示意圖，并進一步掌握管道連接狀態(tài)、管孔分布情況以及光纜與管道鋪設實況等信息，有助于對管道內各管孔分布情況的進一步檢查，確保電力配網(wǎng)通信管理人員了解并掌握更為完整且真實的通信資源信息。

4.3 配網(wǎng)通信資源空間分析

對通信資源進行空間分析，可幫助用戶完成對通信資源輔助決策的分析，而這一過程中，展現(xiàn)出的系統(tǒng)功能有拓撲連通性分析與業(yè)務導航分析等。

拓撲連通性分析：主要分析對象為指定設備以及各設備之間存在的連通性。分析特定輸入、輸出設備以及其在地圖中所對應的通信資源拓撲結構，可進一步明確拓撲結構的連接性。而在展示分析結果時，往往以高亮的方式進行，也可將結果進行匯總，以列表的形式著手于分析工作，盡可能將所得數(shù)據(jù)信息與具體設備聯(lián)系在一起，從而達到設備空間定位的目的。

業(yè)務導航分析：電力配網(wǎng)運行期間極易受到外界環(huán)境、人為操作等因素的影響，不利于設備以及通信終端的連續(xù)、穩(wěn)定運行，常見的故障類型有光接頭盒損壞、光纜斷裂、光交接箱破損等。系統(tǒng)運行過程中，若主要設備發(fā)生運行問題，便可借助業(yè)務導航分析功能，對起始點、終止點進行深入分析，確保工作人員可以最快時間找到故障點實際位置，并根據(jù)故障類型以及故障生成原因，自動生成有效的導航路徑，為運維人員可行性、科學性故障處理方案的制定提供可靠信息支持，以保證系統(tǒng)能夠在短時間內恢復到正常運行狀態(tài)。

5 空間信息技術的具體運用

5.1 空間資源空間信息采集技術

區(qū)域空間是一種邏輯性資源，因此，在空間數(shù)據(jù)采集時可忽視對區(qū)域的采集，但需采集站點資源空間信息。實際作業(yè)時，要求技術人員明確采集內容，主要有站點空間位置坐標和屬性數(shù)據(jù)，并始終將采集誤差控制在±3m左右，技術應用流程如下：對站點四個不同方位的經(jīng)緯度坐標進行標記，坐標測量工具為高精度GPS，緊接著對不同站點進行命名，并準確記錄站點位置區(qū)域的電壓等級以及站點性質，與此同時，還需記錄其所在區(qū)域。緊接著將四個方位站點的對角線作為依據(jù)，而所得兩條線交點即為站點中心坐標，采取橢形基準轉化法實現(xiàn)對采集坐標參數(shù)的處理，并完成相應平面坐標的轉換，以此建立起目標坐標系，而后續(xù)空間信息數(shù)據(jù)采集與使用中，可直接使用轉換后的坐標，以此提高數(shù)據(jù)采集效率。

5.2 線路走廊資源空間信息采集技術

應用空間信息技術，開展電力配網(wǎng)通信中的線路走廊資源空間信息采集工作時，需從三方面加以考慮。

首先，檢查井空間信息采集。對該區(qū)域進行信息采集時，要求所得到的采集數(shù)據(jù)與實際偏差不大于±0.5m，技術的實現(xiàn)方式有兩種。其一，借助高精度GPS儀器對檢查井的經(jīng)緯度坐標參數(shù)進行采集，在此期間，需做好檢查井名稱、裝設地址等信息的記錄；其二，依托于檢查井斷面圖紙，以此了解其溝道尺寸、深度、管道管孔數(shù)量以及分布情況，為技術人員繪制配網(wǎng)通信可視化系統(tǒng)檢查井展開圖、埋設剖面圖提供可靠的參數(shù)支持，與此同時，還需利用高清拍攝設備獲取檢查井全貌及不同方位圖片。

其次，地下埋設空間信息采集。同樣需控制所采集數(shù)據(jù)與實際參數(shù)的偏差在±0.5m以內，針對地下埋設拐點位置沒有在地面設置顯著標識的公共設施，對于有圖紙資料的，可采取圖紙標繪法進行標記與繪制，而對于缺乏圖紙以作參考的公共設施，則可依托于空間信息技術實現(xiàn)對該區(qū)域信息的采集。技術操作流程如下：借助地下管線探測儀對地下設施的大致位置進行探測，以此獲得待采集設施在地表上的投影，當探測到目標后，利用GPS儀器實現(xiàn)對該設施的精準定位，并做好探測參數(shù)的完整記錄，包括設施深度、實際位置、運行編號、設施名稱以及運行單位等。

最后，桿塔空間信息采集。應用空間信息技術對桿塔空間數(shù)據(jù)進行采集時，采集數(shù)據(jù)誤差要求與上述一致，而技術的實現(xiàn)也需要在高精度GPS設施的支撐下進行，使用GPS獲取道桿塔經(jīng)緯度坐標，做好桿塔名稱、實際位置、材質、同桿架設回路數(shù)等信息的記錄。

5.3 配網(wǎng)通信光纜資源空間信息技術

光纜可被歸類于邏輯資源中，不需對其進行空間數(shù)據(jù)采集，但對于光纜段與連接點處則需執(zhí)行空間信息采集工作。

光纜段空間信息采集：采集內容主要有架空光纜空間信息、埋設光纜空間信息。執(zhí)行前者采集作業(yè)時，需控制采集誤差在±1.0m以內，技術的操作流程如下：借助GPS設備獲取桿塔經(jīng)緯度坐標參數(shù)，利用拍照設備實現(xiàn)對桿塔全貌照片的拍攝，準確記錄各類與桿塔相關數(shù)據(jù)信息，將經(jīng)緯度坐標作為依據(jù)，以此明確光纜的空間走向，并做好光纜線路名稱、起始點、終點以及所屬區(qū)域的記錄。

配電埋設光纜空間信息采集：采集誤差始終控制在±0.56m之間，技術實現(xiàn)原理為根據(jù)線路走廊資源采集到的檢查井與埋設拐點信息，完成光纜埋設走向的繪制，采取實際地下管線測繪方式，獲取到光纜線路拐點位置參數(shù)，也可依托于光纜埋設線路路徑，實現(xiàn)對光纜線路走向與位置的確定，但均需做好埋設方式的標注，同樣需記錄光纜段名稱、起止站點、光纜段類型等信息。

將空間信息技術應用于光連接點空間信息采集工作中時，需從三方面著手考慮即光接頭盒、光交接箱、光終端盒。其中，后兩類光連接點與架空光纜線路上的光接頭盒的空間信息采集方式相一致，且采集數(shù)據(jù)與實際值偏差應控制在±0.5m左右，技術操作方法如下：使用GPS確定光連接點經(jīng)緯度坐標，記錄設備名稱、類型，同時，還需對支撐設施類型與名稱進行精準記錄，也應匯總光連接點所屬光纜段、空間區(qū)域以及具體位置。

采集檢查井中光接頭盒空間信息時，應先依托于實際地下管線測繪方式、圖紙標會方法實現(xiàn)對光纜直通型接頭盒、光纜接續(xù)性接頭盒空間坐標的全方位采集，并做好各類信息的記錄工作。

6 電力配網(wǎng)通信中空間信息技術應用注意事項

6.1 資源命名規(guī)范化

通信資源的分布范圍較廣，且表現(xiàn)出較為顯著的地域特征，現(xiàn)如今，我國電力單位已重視起通信資源的管理，通信資源命名作為管理工作的其中一項內容，更需做到規(guī)范化，確保其名稱具有相應意義。而一個極具規(guī)范性的資源名稱能夠使技術人員以及資源利用人員明確該資源的主要屬性，還能分析出這一資源與其他資源存在的內在聯(lián)系[2]。

6.2 數(shù)據(jù)質量增強化

電力通信資源數(shù)據(jù)的多樣化特點，增大資源數(shù)據(jù)信息的管理難度，而如何確保所獲信息的準確性、及時性，便是需重點關注的問題，因此，技術應用時，要求技術人員明確三項基本要求。需從源頭抓起，確保傳輸進系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)均為有效且可使用信息；做好數(shù)據(jù)處理全過程的把控，數(shù)據(jù)輸送進系統(tǒng)后，需在其內部各模塊中流轉，為增強數(shù)據(jù)信息的完整性、一致性，應針對數(shù)據(jù)異常流動問題制定一套完善且可行的處理方案，確保數(shù)據(jù)輸入與輸出相一致；嚴格把控收尾工作，將具有參考意義的數(shù)據(jù)信息存儲于總數(shù)據(jù)庫中，為后期數(shù)據(jù)溯源追蹤、大數(shù)據(jù)挖掘工作的開展與實施提供可靠數(shù)據(jù)支持。

6.3 遵循循序漸進原則

所有事物的建設與發(fā)展均是一項系統(tǒng)化工程，因此，為保證事物的良性發(fā)展，就需始終秉持循序漸進原則，而空間信息技術的運用也是如此，且在搭建可視化系統(tǒng)時，應站在兩個角度進行分析：其一，基于資源數(shù)據(jù)視角，完善技術應用方法，以此構建出有運行價值的系統(tǒng)。這是因為電力通信資源涉及到的數(shù)據(jù)類型較多且過于雜亂，針對不同類型數(shù)據(jù)均需執(zhí)行獲取、處理、分析、存儲等過程，為保證各項工作有效進行，就需充分發(fā)揮資源數(shù)據(jù)優(yōu)勢，實現(xiàn)對可視化系統(tǒng)的全方位完善，獲得更為顯著的技術應用效果。其二，從需求實際出發(fā)，系統(tǒng)運行前期，應保證其具備滿足系統(tǒng)使用人員真實需求的功能，但隨著科技水平的逐漸提升，促使使用人員的理論及操作水準得到進一步升華，而基本功能已無法滿足技術人員實際要求。這時需堅持循序漸進原則，根據(jù)電力配網(wǎng)通信運行需求，采取可行的技術手段，展開可視化系統(tǒng)功能完善工作，以此滿足不同使用人員對于系統(tǒng)功能的個性化、多元化需求。與此同時，升級系統(tǒng)功能時，要求技術人員深度融合與時俱進的思想，并始終將滿足用戶需求為根本目標，以保證系統(tǒng)建設有效性、實用性。

空間信息技術的應用，能夠充分發(fā)揮出電力配網(wǎng)通信系統(tǒng)的運行功能，并達到積累數(shù)據(jù)的目的，還能保證所獲取數(shù)據(jù)的真實性、準確性，為供電單位內部各系統(tǒng)與可視化系統(tǒng)功能的全面融合提供保障，極大程度地縮短系統(tǒng)開發(fā)周期，同時還能規(guī)避系統(tǒng)重復開發(fā)的問題，極具應用意義。