1需求分析

針對電力行業的特點，電力管理信息系統必須以“有利于生產業務的開展、有利于管理、有利于在達到既定目的的前提下盡量減少人工支出”作為開發原則。不同的電力單位根據自己的需要設計不同的系統，但通用的工作包括管道維護、施工方案設計以及事故的應急處理等方面，這便對系統設計提出了要求。在信息管理方面，要求該系統具備對于電力管道進行屬性查詢、分析和統計等功能，并實現電力管道與水利、電信以及地表道路、建筑等其他地理要素的交互式分析處理;在電力管道規劃設計方面，要求系統能夠進行三維顯示及模擬，這一功能對于事故的快速處理也具有重要意義;此外，在數據的輸入輸去及轉換方面，應該滿足地理要素文件和常見工程制圖軟件的相互轉化。本文提出一個基于地理信息系統(GIS)的電力管理信息系統，地理信息系統是一個用于存儲、檢索、操作、分析和顯示地理相關信息的計算機化系統，它在計算機軟硬件的支持下，可以對海量空間數據進行處理、管理，滿足電力行業的基本要求，因此，基于GIS的電力管理信息系統具有良好應用前景。

2功能要求

根據電力行業工作的內容，將其抽象為計算機表述，整個系統應該包括數據輸入子系統、數據分析子系統、數據管理子系統和三維模擬子系統這四大部分，每個子系統由不同的模塊組成，各系統之間具有一定的延續性和相關性，在實際應用中相互配合完成工作。

2．1數據輸入子系統

電力行業所涉及到的數據可分為三種，第一種是柵格數據，如區域地形圖、航空遙感圖等，一般以二維矩陣的形式表示，其數據值代表實體的特征;第二種是矢量數據，包括空間數據和屬性數據，如管道位置及走向，工井蓋板分布，以及電力管道材質等，一般抽象為點、線、面三種圖或者以關系表的形式存儲;第三種是文檔數據，主要是早期工作的圖紙和文件，以非數字化的形式存在，只參與數據導入和管理。因此，數據輸入子系統必須支持前兩類數據的輸入、編輯和基本顯示，同時提供和其他軟件的接口，滿足不同格式的數據之間的相互轉換。

2．2數據分析子系統

數據的查詢和分析功能是電力行業日常工作的重點，快速準確地進行自定義檢索和統計直接影響到工作效率。該子系統支持不同數據的條件查詢，能夠快速檢索得到滿足條件的數據，支持聯動顯示，并且可以進一步進行編輯。管道設計、維護等其他施工管理部分主要涉及到空間分析功能，要求該子系統能夠對多種地理要素進行空間分析，包括緩沖區分析、疊加分析、網絡分析等，對規劃施工、事故搶救具有重要意義。同時，該子系統支持數據的統計功能。

2．3數據管理子系統

電力行業是一個信息高度集中的領域，數據是該行業的重要組成部分，因此，對于數據存儲結構的選擇以及存儲的方式直接影響電力管理信息系統的運作，下文的數據庫選擇主要針對該問題具體展開說明。該子系統必須滿足數據必要的顯示和輸出之外，還需要實現多種數據的分類和配套功能，即能夠將具有相同性質的數據或描述相同對象的數據統一管理，并能夠實現前兩種數據的相互轉換。

2．4三維模擬子系統

三維模擬是近十幾年來發展成熟的技術，其建立在已有的數據之上，對現有的資料進行展示，或者對未知區域進行擬合，在材料結構分析和工程設計中廣泛應用。在電力管理信息系統中，這一功能對電力管道的事故處理具有重要作用。該子系統要求支持不同類型和不同格式的數據進行綜合顯示，包括柵格文件，如DEM數據及矢量文件，如地表公路及地下管道等;同時，該子系統支持自定義建模，通過設置模型的標準和邊界參數等方式推測未知區域。

3數據庫結構

基于GIS的電力管理信息系統在數據管理方面主要存在表達問題和效率問題，前者是指在數據庫中如何表達CIS應用中復雜多樣的空間對象，后者是指如何提高空間對象在數據庫中的訪問效率。為了解決對應的問題，常用關系數據庫和面向對象數據庫進行數據管理。關系數據庫在數據管理中已經非常成熟，它以關系表的形式表示實體，具有物理數據存儲與邏輯數據庫結構的獨立性、以簡單數據結構提高數據訪問能力等優點，但是一個空間對象可能需要多張表、成千上萬條記錄，查詢時間較長;面向對象數據庫具有數據庫的數據結構與內存中的結構相一致的優點，能夠很好地克服傳統數據庫系統的不足，但是其在地理信息系統中的應用尚未推廣，并且存在查詢表達能力不強的問題。本系統數據庫采用對象———關系模型的形式，既滿足關系數據庫中表達能力的要求，又提供了面向對象建模的能力，方便后續三維模擬的開展。這一模型采用空間擴展的形式，旨在建立一個空間對象表達模型，通過DBMS對GIS數據層的空間屬性和用戶屬性統一管理。這一模型實際上是通過增強數據庫的空間功能來從跟不上解決問題，具有長遠的應用前景，是本系統數據庫結構的最佳選擇。

4開發探討

最短路徑分析是空間分析中的重要部分，能夠檢索某一點到指定點的最短路徑，或者某一指定點到一個點集的最短路徑，當每一條路徑附有一個權值時，則需提升至最優路徑分析。在電力行業，這一應用非常廣泛，例如，為某一新增的用戶供電，當供電所為固定值時，則采用指定點之間的最短路徑分析;若查詢新增點與所有供電所距離以選取最短路徑時，則采用指定點與點集之間的距離。此外，電力事故搶救時，工作車到事故點的駕駛路徑則還需要考慮各路段的交通狀況，在系統中表現為一個權值，可采用最優路徑的方法進行查詢。

5結語

本文設計了基于GIS的電力管理信息系統的功能和數據庫結構，實現了電網信息和地理信息的有機結合，滿足電力行業的需求，并將極大地提高輸配電設備運行的經濟性和安全性，不僅提高工作效率和管理質量，同時有利于各部門之間的合作和協調，能夠有效地解決實際問題，產生巨大的社會效益，同時為電力行業帶來可觀的經濟效益，值得進一步研究實現。

作者：吳旋濤    單位：廣州供電局有限公司