當前國內電力GIS應用問題分析及建議

2014-10-10 12:05:24 大云網　點擊量：評論 (0)

摘要：隨著全國范圍城鄉電網建設與改造工程的展開，我國電力GIS技術應用市場已經全面啟動。而且我國目前也已擁有世界一流的電力GIS系統軟件和建設技術。應用國產電力GIS軟件，開發適合中國國情的電力GIS應用系統

摘要：隨著全國范圍城鄉電網建設與改造工程的展開，我國電力GIS技術應用市場已經全面啟動。而且我國目前也已擁有世界一流的電力GIS系統軟件和建設技術。應用國產電力GIS軟件，開發適合中國國情的電力GIS應用系統，是我國電力系統在生產經營管理方面趕超國際水平的機遇所在。

　　雖然急速增長的GIS應用需求推動著市場迅速發展，但相應的GIS技術標準和應用規范制定工作卻未能及時完成。客觀上形成“GIS市場發展超前，GIS技術標準滯后”的尷尬局面，從而導致GIS市場中存在個別軟件廠商對用戶實施“技術誤導”的現象，直接阻礙了電力GIS技術的實用化發展。

本文作者在分析上述若干問題之后，也提出了一系列切實可行的解決對策和建議。

1、城鄉電網改造與國產電力GIS系統：　

1.1.電力GIS是建設現代電網的必備工具：

　　長期以來我國城鄉配電網建設發展緩慢，近年來隨著經濟的發展，日益增長的用電需求與薄弱的配電網架的矛盾已十分突出。為了提高供電質量，最大限度地滿足國民經濟發展和社會用電需求，國家決定在加快基礎設施建設計劃中，投資2700億元實施城鄉電網建設與改造工程，從而使城鄉配電網裝備水平明顯提高，城網運行重要性能指標向國際水平靠攏，為2010年達到或接近世界先進水平打好重要基礎。

　　城鄉電網建設與改造工程主要有兩部分內容，一部分是電網設備的建設與改造，另一部分工作則是應用先進科學技術，提高電網生產經營的科學管理水平。根據國內外的應用經驗來看，電力GIS系統是我國城鄉電網建設與改造工程必須使用的信息技術。

　　GIS（Geographic Information System）──“地理信息系統”是將自然環境及人類活動信息以計算機進行“數字化”綜合管理、分析、應用的復合型信息技術。美國政府1998年年初提出的“數字地球計劃”中將大力發展的主體技術之一就是GIS。作為于本世紀80年代中期才形成的新興計算機應用技術【文獻1：Tom 1994】，GIS近年來在技術及應用方面得到了迅速發展，毫無疑問，下個世紀GIS將被深入應用于人類幾乎所有的經濟及生產活動之中。

　　而在電力工業中，以應用電力GIS工具建立“數字電網”及“協同工作環境”為特征的電力GIS系統，已成為歐美發達國家電力企業，為增強自身競爭能力（降低生產成本、提高服務水平）而進行生產經營“業務流程重組”（Business Process Re-engineering）、提高電網運行科學管理水平的必不可少的新一代生產工具。同樣，電力GIS技術在促進我國電力生產經營管理工作趕超國際先進水平的進程中，也將起到強勁的助推器作用。

　　在國家“拉動內需”加快、加大城鄉電網建設投資的牽引下，在城鄉電網改造工作迫切需求的催動下，供電行業希望使用電力GIS這一新型配網生產工具來降低生產成本提高服務水平，各級企業紛紛開始著手電力GIS應用系統的建設準備工作。在1998年10月召開的全國電力安全生產工作會議上，國家電力公司高嚴總經理明確指出，全國各供電企業要把建設電力GIS 系統列入近兩三年內應該完成的重點工作之中。　

　　隨著全國范圍城鄉電網建設與改造工程的展開，我國的電力GIS技術應用市場已經全面啟動。根據資料分析，有關專家初步估算全國電力GIS技術相關市場（含計算機硬件、軟件、數據加工及服務）規模，到2001年底將累計將達到50億元人民幣左右。

1.2.中國已擁有世界一流水平的電力GIS軟件技術：

　　從GIS技術發展的歷程來看，目前國際上的“傳統”GIS商品軟件，幾乎全部是由美國、加拿大等國地學領域計算機應用人員，通過對自己實用項目的軟件開發成果進行歸納性產品包裝而完成的【文獻2：David, Nicholas 1997】。這些軟件產品在八十年代中后期，對GIS應用發展從技術上起到了劃時代的推動作用。然而，隨著90年代信息技術的飛速發展，當前的GIS軟件產品已經落后于實際應用需求，聯合國亞太經濟和社會調查委員會1998年發布的“GIS標準及標準化手冊”中明確指出：“今天的GIS市場已經從技術推動（Technology Push）轉變到應用牽引(Application Pull)的發展時期” 【文獻3：United Nations 1998】.

　　由于具有“應用牽引”的工具性技術特征，與數據庫管理系統等基礎型信息技術不同，GIS軟件自身的技術構成與應用地區的政治、經濟、文化等人文背景因素有著直接的依存關系。換言之，當代GIS技術具有強烈的“本地化”色彩。

　　而對于電力GIS來說，經過若干年的發展它已從GIS技術的一個應用分支，逐漸演變形成了今天的一門相對獨立于傳統GIS的計算機應用技術───AM/FM。在國內，一方面由于歷史的原因，另一方面AM/FM的發音較難上口，所以電力部門一般還將“電力AM/FM”稱為“電力GIS”（為了敘述方便本文也以電力GIS代替電力AM/FM）。

　　從本質上看，電力GIS是一種直接融入現代電力生產經營活動之中的、全新的生產經營信息數字化管理工具；從應用角度看，它的具體實現方式無論是底層軟件平臺結構還是高級實用功能，都因不同國情下電網生產運行模式以及經營管理方式的不同而產生較大的差別。作為一種“本地化”軟件技術，為了最大限度的滿足實際生產的需求，最理想的電力GIS軟件，應該是從底層平臺到上層應用都采取面向應用需求的發展策略。

　　國內外許多電力企業在引進電力GIS技術時，由于忽視了電力GIS這種“本地化” 特征而付出了高昂的“學費”。例如，據港臺地區某電力公司AM/FM項目經理介紹，該公司在從美國引進AM/FM系統的過程中，在硬件、軟件及數據轉換方面直接的資金投入達一億二千萬元港幣（未計算項目拖期造成的時間成本），而實用效果卻未達到系統設計目標。該公司一位資深軟件工程師稱，沒有美國原軟件廠家工程師的直接參與，AM/FM系統的實用化建設工作是十分困難的。

　　正因為電力GIS技術具有這種必須與具體國情相結合的“本地化” 特征，所以國外電力GIS軟件難以滿足我國電力部門的實際應用需求，使用國外軟件建設的電力GIS系統，在實用化過程中將會增加許多額外的困難。

　　因此，在我國電力生產經營管理工作趕超國際水平的進程中，植根于我國電力生產實際的國產電力GIS軟件，將起到國外軟件難以替代的作用，它將是我國電網改造工程成功應用現代科技的最可靠保障條件。

　　應該說面對迅速展開的電力GIS技術應用市場，國產電力GIS系統在技術水平及實用化建設經驗方面，已經做好了充分準備。據國內外有關專家（包括GIS及電力專家）評價，國產電力GIS系統的技術水準及實用化水平，均已趕上甚至超過目前國際上同類系統，中國已經擁有世界一流水平的電力GIS系統軟件和建設技術。在公正、公平的競爭規則下，國產電力GIS軟件完全有能力全面占領國內電力GIS技術應用市場。

　　事實上，目前國內真正進入到實用化運行的大型電力GIS系統（同一套系統中“電網建模工作站”數量在16個以上），基本上都是建設單位在汲取了自己或兄弟單位使用國外GIS軟件的失敗教訓之后，與國內GIS軟件廠商密切合作采用國產GIS技術建設完成的。尤其是北京城區供電局的“國家電力GIS應用示范工程”所取得的實用化業績，得到了各級領導和廣大基層供電局生產技術人員的認可和贊賞，他們認為國產電力GIS軟件已完全能夠滿足電力行業的應用需求，它完全有能力超越國外GIS軟件，為當前的城鄉電網建設與改造工程貢獻力量。　

　　因此，從純技術的角度看，國產電力GIS軟件才是我國電力行業促進科技術進步最需要的產品；而從經濟發展的角度出發，我國電力部門更沒有必要為那些并不一定適用的國外GIS軟件花費寶貴的外匯資源。

　　在城鄉電網建設與改造工程中國家已明確規定：“除有特殊要求且國內不能生產的以外，均必須采用國產設備”【文獻4：國經貿 1998】。這無疑將大大促進我國電力設備制造產業的發展，為拉動國民經濟發展做出巨大貢獻。

　　如果在電力GIS技術應用方面，國家也能制定一些扶持國產軟件的政策，則不僅能起到促進國內經濟發展的作用，更為重要的是這將在我國加入WTO的前夕，為國產GIS軟件創造一個十分寶貴的加速發展機會，從而使得民族GIS軟件產業為明天的走向國際市場打下更加堅實的發展基礎。這將是電力行業為我國的科技發展做出的又一重大貢獻。

　　為此我們建議國家有關部門了解國產電力GIS技術有關發展情況（例如：可以在國外軟件與國產軟件之間進行應用系統對比測試的方法，確定國產電力GIS軟件的實際技術水平。）象扶持國產電力設備制造業一樣，制定出扶持國產GIS軟件產業發展的電力GIS軟件采購政策。

　

2、中國電力GIS市場呼喚技術標準、應用規范：

2.1.我國電力GIS 市場存在的問題：

①市場發育不平衡：

　　目前，我國電力GIS 技術市場正在全國各地迅速展開，市場規模之大、發展速度之塊是前所未有的，然而不同供電企業的技術隊伍對電力GIS 技術的認識程度卻存在較大差距：

　　部分技術進步較快的單位已先行一步，經過幾年的實踐探索積累了豐富的應用經驗或教訓，若干電力GIS 系統的建設工作已經地成功進入實用化發展階段，這些單位的科技人員對電力GIS 技術已有深刻認識，對市場中軟件產品的優劣有著成熟的鑒別能力。許多同志還在電力GIS 技術應用方法及理論方面做出了創造性的工作，為我國電力GIS 技術領先國際水平做出了巨大貢獻。

　　而對于其他大部分應用單位來說，需要解決的還是這樣一些基本問題：　

　　一般GIS與電力GIS有什么區別？電力GIS軟件產品應具備哪些基本功能？如何選擇電力GIS應用軟件？電力GIS系統與電力MIS系統是什么關系？在電力GIS系統建設中如何進行資源配置才能保證系統的實用化運行？

　　顯然，這些問題本應是依靠有關技術標準和應用規范來解決的，但是我國到目前為止尚未發布電力GIS技術應用推廣的相關技術標準和系統應用規范，而城鄉電網改造工作的迫切需求又不允許等待下去，因此這些還處于電力GIS 技術嘗試階段企業的技術人員，則只能在還未建立起健全的技術監督機制的市場中尋求解決方案。由于在技術上對電力GIS缺乏透徹的理解，當面對技術市場魚龍混雜、良莠不齊的無序競爭局面時，這些企業往往遇到決策困難的問題，另外同時并發的還有技術上走彎路所造成的額外時間成本開銷，因而造成了大量不必要的直接和間接的經濟損失。

　　供電企業作為電力GIS市場的主體──買方，它的價值取向的不成熟（不能清楚地描述自己的購買對象）造成了我國電力GIS市場機制發育的不平衡。

②阻礙電力GIS實用化的“技術誤導”：　

　　市場機制發育的不平衡、相應技術標準和應用規范的缺乏，這一切都表明目前我國電力GIS 技術市場處于不健全、不規范時期。這種局面如果不能盡快得到改善，則不僅是對國產GIS軟件的發展造成障礙，更為嚴重的將直接阻礙電力部門生產經營管理工作的現代化進程。而當前會對電力GIS 技術應用造成直接影響的，是市場中存在軟件廠商對不成熟用戶的“技術誤導”現象：

　　據調查了解，目前國外GIS軟件在我國的銷售活動，基本上都是由代理商或銷售分公司完成的，其銷售過程圍繞商品化GIS“軟件平臺”展開。由于這些銷售商不具備對GIS軟件平臺的功能及結構的擴充、調整能力，部分國外軟件廠商在促銷過程中，不但不向國內用戶介紹國際上GIS技術已進入“應用牽引”、“需求牽引”的發展階段；反而站在各自利益的基礎上，調動自己在國內的共同利益力量，推波助瀾，對各級電力部門展開強大的商業促銷攻勢，使用戶接受商品化GIS“軟件平臺”現有的技術構成，將用戶的電力GIS應用導向背離國際技術發展潮流的 “技術推動”發展道路。這種徹頭徹尾的“技術誤導”行為，應該引起我們足夠的警惕！因為制造“技術誤導”的人并不是不了解國際GIS技術發展現狀，只不過他們的真正目的是想利用我國電力GIS市場機制尚不健全、不規范的機會，攫取我國電力GIS市場啟動后第一輪的軟件銷售利潤。

　　雖然隨著時間的推移和應用經驗的不斷積累，國內電力用戶將認識到對于電力GIS這種新興技術必須走“應用牽引”的道路，國外軟件在對應用需求的適應性方面的先天弱點將逐漸暴露無遺，而國產軟件的技術優勢也將得以充分的顯現。但為了避免國家有限的外匯資源無謂的浪費于引進國外落后的商品化GIS軟件，希望國家有關管理部門對這一現象背后的問題給以足夠的重視，盡快建立健全電力GIS 市場的技術監督機制。

2.2.發揮社會主義市場經濟優勢，制定國家技術標準、規范

　　在分析了我國電力GIS市場當前存在的主要問題之后，不難發現其基本矛盾是：急速增長的應用需求推動著市場迅速發展，而相應的技術標準和應用規范制定工作卻未能及時完成。

　　這種現象在國際上被稱為 “市場發展超前，技術標準滯后” ，近年來在發達國家信息技術發展中時有出現，在完全自由的市場經濟中往往是在造成社會財富不小的浪費之后，才能逐步實現技術標準的規范化。【文獻3：United Nations 1998】

　　應該說這一矛盾目前在我國電力GIS技術應用領域中還只是初露苗頭，但其負面影響已經顯露出來。雖然在資本主義自由市場經濟中將不可避免的付出社會財富浪費的代價，但在我國社會主義市場經濟條件下，由于國家政策的引導作用，技術標準規范化的過程將大大加快，社會財富的浪費應能降低到較小的程度。

　　為此，希望國家電力公司有關部門對此給予高度重視，抓緊時機盡快推出電力GIS技術有關標準和應用規范，抑制“市場發展超前，技術標準滯后”矛盾的進一步擴大，促進我國電力GIS市場健康發展，使電力GIS技術的應用推廣能夠順利完成。

　　呈然，目前國際上還沒有GIS技術工業標準【文獻3：United Nations 1998】，而電力GIS于九十年代初興起，其技術發展也剛剛開始進入實用化階段，加之它具有極強的“本地化特征”，因此很難形成相應的國際工業標準。由此可見，我國的電力GIS技術相關標準、規范只能立足國情研究制定。

　　一般說來，電力GIS技術標準及應用規范應包含這樣幾個方面內容：

軟件基本應用功能定義、軟件系統結構及運行方式描述；
數據交換格式定義（包括GIS數據格式及電網拓撲數據格式）、數據交換操作描述、電網信息安全保密條例；
技術支持功能定義、技術支持體系結構及運行方式描述；
培訓內容定義、培訓教育體系結構及運行方式描述等。
　　這里尤其要指出的是應用電力GIS技術后，電網信息安全保密方面的新問題：

　　在傳統的管理方式下，電網線路圖是以圖紙方式存放的，應用GIS系統后變為集約化的數字方式存放。而隨著測量型GPS設備的引進，許多電力部門開始使用亞米級精度的GPS來測量電網設備的經緯度坐標數據，并將其輸入電力GIS系統之中。

　　為了與經緯度坐標數據相匹配，系統必須對原局部坐標下的電子地圖數據進行轉換、矯正等若干操作。此時不但電網設備的經緯度坐標數據可以從電力GIS系統中得到，而且城市大比例尺電子地圖中敏感地點、地物的精確經緯度坐標數據也極易由系統中直接或間接獲取。而由GPS測得的經緯度坐標數據，正是國外情報系統希望獲取的目標定位信息。

　　此時在傳統電網資料管理方式下的“隱性”敏感信息，已變成被以“顯性”方式存放，傳統的電力信息保密機制有可能因此而完全失效。所以在制定電力GIS技術規范時應著重研究建立新的電網資料保密措施和機制。

　　另外必須重視的是應通過制定技術標準和應用規范的過程，在整個電力行業中培養、建設起一支電力GIS技術專家隊伍，以增強基層應用單位對電力GIS應用技術的充分了解，破除對國外GIS軟件的迷信思想，從觀念上深刻認識到國產電力GIS軟件與國內電力應用技術密切結合，將達到甚至超過國外同類系統所具有的應用水平。同時意識到在城鄉電網建設與改造工程中應用國產電力GIS軟件，開發適合中國國情的電力GIS應用系統，恰恰是我國電力系統在生產經營管理方面趕超國際水平的機遇所在。

　　必須承認，由于供電行業對電力GIS技術的需求在迅速擴大，國家電力部門單靠自身的力量，難以在短時間內完成上述任務。在具體工作實施時可以考慮這樣的方案：

　　　由國家電力公司組織有基層應用人員參與的專門隊伍，在國家科技部GIS專家的協助下，提高電力部門對GIS技術及電力GIS技術內涵的認識水平，對國內基層電力單位近年來積累的電力GIS技術應用經驗及教訓進行理論性的歸納總結工作，在總結成果的基礎上針對我國電力行業應用特點，制定出電力GIS技術應用推廣的技術標準和系統建設應用規范。

　

　

　

參考文獻：

【1】Tom H., 1994： “The spatial data transfer standard:a catalyst for change”

【2】David M. Mark, Nicholas Chrisman, 等1997：“The GIS History Project”

【3】UNITED NATIONS Economic and Social Commission for Asia and the Pacific 1998,：“GIS Standards and Standardization: A Handbook”

【4】國家經貿委文件，國經貿電力[1998]844號：“關于發布《第一批全國城鄉電網建設與改造所需主要設備產品及生產企業推薦目錄》的通知”

　

1999年5月18日