基于Maptitude GIS的电力信息管理系统

电力18讯：    
    问题的提出

　　电力系统的发展经历了几个阶段。传统的人工管理方式是将配电馈线和设备标注在地形图(如街道图)上，而相关属性（如台帐数据）记录在手薄中并将其存于档案中以备查询使用。随着计算机技术的发展，出现了AM/FM（自动制图／设备管理）技术，而这种技术却是在CAD技术上实现的，其不足之处是AM和FM的一体化实现困难。近十几年来随着GIS技术的发展，AM/FM则建立在GIS之上，从而成为AM/FM/GIS技术。目前这方面的实用研究与开发已经开始。然而，实际上电力系统往往与实时监测和采集系统如SCADA密不可分，于是相对于基于AM/FM/GIS的静态系统，专家们提出了在线方式的管理，即将AM/FM/GIS和SCADA联系起来的技术。虽然这一技术在国内尚属起步阶段，但其意义和前景是不容置疑的。
　　本文介绍的是笔者采用基于GIS技术所实现的电力信息管理系统。

　　对于一个较为综合和复杂的系统，一般都是在一成熟的软件工具上进行增值开发。因此如何选择功能既灵活强大而又成本低廉的工具软件是系统成功和未来推广的重要因素之一。Maptitude是建立在Client/Server上的GIS软件，因此可将多个电力部门集成为一个整体。它的拓扑结构和编辑功能为电网拓扑分析带来很大方便，其全球定位系统GPS功能使得电业实时报警有了可能。它可提供BMP位图、幻灯片、音乐和录像全部多媒体功能，大大方便了系统的直观性。Maptitude用户界面友好，整个操作无须键盘，因此易于用户的使用和推广。该软件集成度较高，它可与Sybase或Oracle数据库相连，也可与Windows应用程序如Word等相互通信。它可随用户业务的发展而随时方便地予以更新和升级，且其价格优于几乎所有其它PC GIS软件。基于上述考虑，在众多GIS软件中，我们选择了Maptitude及其开发语言GISDK作为开发平台。


　　主要功能模块


　　笔者开发的系统主要由输电生产管理系统、配电计划管理系统和地下电缆管理系统组成。其功能大体归纳为两大部分，即通用功能部分和专业应用部分。

　　1.通用功能

　　（1）地理图形处理

　　系统具有鲜明的空间地理特征。为此该系统将提供强大和灵活的地图数据处理能力，它主要包括：

　　* 图形数据录入与编辑。系统提供多种图形获取的能力：可将地形图及电力相关专题图采集并转化为系统可接收的数字化地图数据；可与其它格式地图数据进行交换；可接收来自GPS的数据。其编辑修改功能可使用户对线路数据、设备数据、地形数据等进行增、删、更改等操作。特别需要指出的是，系统具有拓扑编辑功能，为地图的编辑修改提供了极大的方便。
　　* 地图分层处理。地图要素在分层的基础上可进行层隐含、显示、排序、迭加等多种处理。在合理组织层与比例尺的关系上做到随着地图缩放而改变显示内容。
　　* 图形显示操作。可做到灵活的图形放大、缩小、平滑漫游、多窗口显示及属性窗口与地图窗口并列显示等。
　　* 符号、线型和注记。系统可通过设置、修改用于点状要素的专题符号、线状要素的线型和面状要素颜色，对点、线以及面状要素进行不同的描述。
　　* 排版与输出。系统可灵活地进行排版设计，可将地图、数据库文件、图片、图例等任意排放。输出时可做到所见即所得的效果。


　　（2）统计属性数据处理

　　相对图形操作，系统提供了丰富的属性数据或台帐数据处理功能。

　　* 数据库操作。提供数据的多种排序方式，如数据列的隐含与显示，数据列、记录的移动，列的锁定与解锁等。此外，数据库的编辑也简单易行，如列和记录的增加与删除等等。
　　* 统计与计算。可按照区域、线路、站所等不同情况进行统计分析，其中包括饼状图、直方图、曲线图等。该系统还提供了丰富的数据计算能力，可对电流、电压、功率、负载等多项指标进行求和、均值等多种计算。


　　（3）双向检索与显示

　　用户可用鼠标点击地图要素而显示出相应的属性数据，例如，单击变电站，即可弹出该站电压、电流等相关指标；反之，当输入内嵌属性库的数据设置逻辑条件时，满足该条件的地理要素即可加亮显示，例如，给出电线电压值即可显示满足该条件的线路。系统还提供根据矩形、圆、多边形等查询的功能。

　　（4）多媒体功能

　　除了通过空间地理和统计属性进行描述和分析外，本系统将变压器、变电站及有关的建筑制成BMP图像和可翻转的幻灯片，以辅助直观分析。此外系统还具备音乐和录像的功能。

　　2.专业功能

　　（1）设备管理功能

　　系统可对变电站、开闭站、配电室等设备进行数据录入和数据维护，可任意查询变电站、配电室、开闭站等用电设备并可任意修改和删除。用户可根据设备情况绘制接线图和平面设备图。

　　（2）线路管理功能

　　系统使生产人员能够很方便地利用简单的菜单操作实现杆塔、导线、地线、绝缘子等线路数据的录入，并查阅线路概况及线路粗始图，调出具体的线路图。生产人员可利用数据库查询功能查询线路的信息及其相应的位置、电网图的信息及线杆间的规律档距。

　　（3）事故处理和缺陷的补救措施

　　生产人员可通过线路缺陷的具体情况分析和查询，决定线路的废弃情况及停电方针；反之，生产人员也可通过查询发现线路中的缺陷，统计线路的线损并弥补线路损失，并对线路的损失进行补救。

　　（4）配电线路维护及巡视超期预警

　　操作人员可根据线路的地理走向分布及其周围地理情况，为业务人员确定最合理的线路巡检路线。巡检人员可通过巡视计划的制定及超期预警的信号，方便地巡视和维检修配线及简化检修准备工作。

　　（5）输电线路的设备鉴定

　　系统可查询杆塔图代号并调出杆塔图。管理人员可对打开的输电线路数据进行任意查询，生成线路鉴定库，统计输电线路的完好率，还可制作输电线路中的报表，并输出报表。

　　上述模块在系统中起到了良好的效果，使电力系统中的台、站、杆、塔、线路、电力设备等都清晰明了，易于查询和管理。