基于GIS地圖的配網巡檢數據可視化管理平臺

龔偉 黃順權 鄒亮暉 馮昭

關鍵詞：GIS地圖；屬性數據；管理平臺；可視化；巡檢數據；配網

1引言

為了提高配網運行數據的實時采集和處理效能，使電網管理具有高標準的優勢，滿足更多用戶的用電服務需求，應將開發配網巡檢數據管理平臺作為前提條件，通過對配網運行數據的實日寸感知與處理，實現對末端配電行為的管理[1]。為全面落實并推進此項工作，電力管理單位引進了GIS地圖作為支撐，其中GIS技術屬于一種以數字化技術為載體，并在信息化技術基礎上，衍生而出的數據庫管理技術。此技術可以根據終端需求，主動搜索、存儲、處理、分析地理定位數據。目前，此技術已在電力、交通、物流、地理規劃、教育等行業中廣泛使用。但在研究中發現，將GIS技術與地圖進行適配，并以此為依據進行配網管理等工作的研究仍存在空白[2]。因此，本文引進GIS地圖，對配網巡檢數據可視化管理平臺的開發展開研究，旨在通過此設計，彌補傳統手工查找管理數據等工作存在的不足，使巡檢數據管理能夠滿足日益增長的可視化管理要求。

2配網巡檢數據可視化管理平臺架構

為實現對配網運行的規范化管理，應在開發平臺前明確配網巡檢數據具有種類繁多、屬性多樣性等特點，巡檢數據基本可以被劃分為2類：屬性數據與空間數據。考慮到電力數字圖的分析需求，配網巡檢數據可視化管理平臺的開發參照C/S架構設計[3]。設計內容如圖1所示。

從圖1可以看出，開發的配網巡檢數據可視化管理平臺由3層構成，由上到下依次為界面層、邏輯層與數據層。其中，界面層主要用于展示配網巡檢數據可視化管理成果，中間層為邏輯層，涉及多種業務數據的處理，處理后的數據在統一格式后被錄入計算機終端，存儲在GIS數據庫中。數據庫中整體包含GIS地圖和SOL Server兩個數據庫，前者包括GIS數據和屬性數據，這2部分數據都是通過ArCSDE實現訪問的：SOL Server數據庫通過ADO.NET實現訪問，并將電力配網巡檢中的靜態數據和動態數據按照規范存儲。

3服務器選型

為確保開發的平臺在實際應用中可以發揮預期作用，開展相關研究前，對此平臺中的服務器進行選型設計。根據此項工作的需求，選用NF5280M5機架式服務器作為該平臺的主要硬件，設計服務器集成在平臺中使用時的技術參數[4]。如表1所列。

按照上述方式，配置配網巡檢數據可視化管理平臺中的主要硬件設備。

4配網巡檢數據采集

由于配網巡檢數據中存在大量的圖文數據，因此可以認為配網巡檢數據管理難度較大，為實現對數據的管理，需要按照規范設計配網巡檢數據的采集。在用戶服務區域登錄平臺終端，建立外部數據庫、生產信息數據庫、成果數據庫之間的通信連接，使用數據引擎直接讀取有效數據。完成對數據的采集后，按照表2的格式，生成1個數據表，用于存儲數據[5]。

按照上述方式，完成對配網巡檢數據的采集與管理。

5基于GIS地圖的配網巡檢屬性數據與圖形數據連接

完成上述設計后，引進GIS地圖，設計配網巡檢屬性數據與圖形數據的連接。在此過程中，收集配網巡檢區域內與地圖相關的所有信息，利用副本復制電力管理終端單位的地圖資料檔案，參照Map Info提供的MIF，MID，DXF等多種形式的交換數據結構，生成用于描述配網區域的電子地圖。在此過程中，應明確MIF文件和MID文件分別為文字和．DXF格式。因此，從電力管理終端單位復制的原圖資料，必須先進行格式轉換，以生成Map Info所支持的MIF和MID格式，在此基礎上，用Map Info中的Import命令進行數據導人。其中，數據格式轉換處理過程為：

6可視化管理模塊部署

在上述設計內容的基礎上，將配網巡檢數據可視化管理終端劃分為多個功能模塊，為確保管理工作達到預期效果，設計可視化管理模塊的綜合部署。在此過程中，為每個功能模塊分配圖文的輸入、編輯、顯示、圖元數據同步更新等功能。將圖元分為點、線、面3種類型，按層次差異進行數據存儲。例如，變壓器層中僅存有變壓器圖元，而不同電壓等級線路可以用不同顏色、線寬來區別。

通過在GIS地圖中點選出圖元，可以實現對其屬性信息的查詢。對所選地區圖元信息進行統計，并在進行空間數據查詢與管理時，輸入所需的圖元，在功率圖上實現圖元的位置顯示，以實現基于SQL語句的查詢，在查詢過程中，選擇異或并等不同查詢方式，最終將平臺分析的結果以圖表形式呈現。按照上述方式，對可視化模塊進行部署，完成基于GIS地圖的配網巡檢數據可視化管理平臺設計。

7對比實驗

上文從硬件與軟件2個方面，完成了基于GIS地圖的配網巡檢數據可視化管理平臺設計，為實現對設計成果的檢驗，設計如下對比實驗。

為在巡檢數據可視化管理平臺提供一個相對良好的運行環境，按照表3所列內容，設計平臺開發與運行技術條件。

按照上述方式，完成配網巡檢數據可視化管理平臺開發與運行技術條件的配置。在此基礎上，將本文開發的平臺集成在測試環境中，設計配網巡檢數據的管理方法。建立平臺與計算機終端之間的通信連接，主動采集配網巡檢數據，并引進GIS地圖，連接配網巡檢屬性數據與圖形數據。通過對平臺可視化管理模塊的部署，實現對配網巡檢數據的可視化管理。完成上述設計后，引進基于信息深度融合的管理平臺、基于“RPA+AI”的管理平臺，將其作為對照組1平臺與對照組2平臺，在確保對照組平臺接人配網終端后，使用本文平臺與對照組平臺，對屬性數據與圖文數據進行管理。對管理過程中屬性數據與圖文數據的CPU占用率進行計算。計算式為：

從圖2所示的實驗結果可以看出，3種平臺中，只有本文平臺在進行數據管理時，屬性數據與圖文數據的CPU占用率滿足<80%的要求，而對照組平臺1與對照組平臺2均出現了CPU占用率>80%的情況。因此，在完成上述實驗后，得到如下的結論：相較于對照組平臺，本文開發的基于GIS地圖的配網巡檢數據可視化管理平臺可以在實現對數據高效率管理的同時，保證管理中屬性數據與圖文數據的CPU占用率滿足終端需求。

8結束語

配電網是電力系統中的一個重要組成部分，為了確保配網輸電網絡的安全、穩定運行，供電所需要定期委派一名巡檢人員，對配網中各級配電線路和附屬設施進行安全檢查，一旦發現問題，應采取有效的措施，以確保電網的安全、可靠。本文通過配網巡檢數據采集、基于GIS地圖的配網巡檢屬性數據與圖形數據連接、可視化管理模塊部署，完成了配網巡檢數據可視化管理平臺的開發與設計，設計成果通過檢驗后證明了其具有可行性，進而為電力行業的規范化發展提供技術支撐。