天津市電力公司GIS解決方案

2014-08-18 14:43:27 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

1 系統(tǒng)概述　　GIS（Geography Information System，地理信息系統(tǒng)）就是融合計算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，用來高效、直觀地創(chuàng)建、存儲、顯示、處理和運算、分析各種以地理和空間為參照的數(shù)據(jù)的高新技術(shù)和計算機(jī)系

1.系統(tǒng)概述

　　GIS（Geography Information System，地理信息系統(tǒng)）就是融合計算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，用來高效、直觀地創(chuàng)建、存儲、顯示、處理和運算、分析各種以地理和空間為參照的數(shù)據(jù)的高新技術(shù)和計算機(jī)系統(tǒng)。GIS的基本特征可以概括為信息可視化。

　　天津市電力公司基建部主要負(fù)責(zé)天津地區(qū)電網(wǎng)的大型輸變電工程建設(shè)管理。它與天津市普迅電力信息技術(shù)有限公司合作開發(fā)的電網(wǎng)基建工程數(shù)字化管理平臺軟件旨在使天津電力公司基建工程管理程序規(guī)范化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)基建工程生命周期的全過程、全方位、動態(tài)的信息交互，并且為領(lǐng)導(dǎo)提供決策服務(wù)。

　　將GIS技術(shù)引入基建工程管理系統(tǒng)中，開發(fā)工程地理信息子系統(tǒng)，將輸變電基建工程管理與地理信息融為一體，能夠以信息可視化的方式實現(xiàn)基建工程管理，進(jìn)一步提高基建工程管理系統(tǒng)的水平。

　　2.系統(tǒng)總體規(guī)劃

　　2.1系統(tǒng)設(shè)計思想

　　(1)將輸變電基建工程管理與GIS和GPS技術(shù)結(jié)合起來，將地形圖與工程圖疊加起來，以信息可視化的方式實現(xiàn)基建工程管理。

　　(2)采用C/S結(jié)構(gòu)和B/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方案構(gòu)建整套工程地理信息子系統(tǒng)，以適和于不同的應(yīng)用需求；

　　(3)利用新技術(shù)實現(xiàn)工程管理中的GPS定位、數(shù)據(jù)采集、信息上傳、工程圖形編輯、工程地理信息查詢等全方位功能的一體化。

　　2.2 系統(tǒng)開發(fā)平臺和工具

　　工程地理信息子系統(tǒng)采用以下開發(fā)平臺和工具：

　　(1)數(shù)據(jù)庫平臺采用Oracle9i，以便共享已有的屬性數(shù)據(jù)庫；

　　(2)系統(tǒng)中有地形圖的大量圖形數(shù)據(jù)，故采用ArcSDE 8.3空間數(shù)據(jù)庫引擎將圖形數(shù)據(jù)存儲在Oracle中；

　　(3)采用VB6.0 + ArcGIS 8.3 ArcObjects開發(fā)工程圖形編輯系統(tǒng)；

　　(4)采用ArcIMS 4.0.1為平臺開發(fā)工程地理信息的Web查詢系統(tǒng)，用HTML、JavaScript、JSP、Java、JavaBean、ArcXML等作為開發(fā)語言。

　　(5)采用ArcPad 6.0作為移動定位采集掌機(jī)的運行支撐平臺，用ArcPad Application Builder作為開發(fā)工具，VBScript等作為開發(fā)語言。

　　3.系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)與功能

　　工程地理信息子系統(tǒng)分為以下三個分系統(tǒng)：

　　1．移動定位采集分系統(tǒng)(MobGIS)

　　該分系統(tǒng)用于在工程設(shè)計和施工中現(xiàn)場定位和數(shù)據(jù)采集。

　　項目負(fù)責(zé)人使用“定位采集設(shè)備”到現(xiàn)場采集線路工程中桿塔設(shè)立的位置和變電站建設(shè)的位置，并根據(jù)現(xiàn)場情況評估施工過程可能存在的困難點，將困難點信息在手持設(shè)備上標(biāo)注清楚。

　　2．電網(wǎng)工程圖編輯分系統(tǒng)(MapEditor)

　　該分系統(tǒng)用于電網(wǎng)工程的圖形編輯，具有以下功能：

　　(1)信息上傳

　　當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢后，項目負(fù)責(zé)人回到單位，將定位采集設(shè)備中的信息上傳到工程管理系統(tǒng)SDE數(shù)據(jù)庫中保存起來，從而生成整條線路的走向。

　　(2)線段定義與線路生成

　　線路的走向（即桿塔點位）形成后，要在兩基桿塔之間生成線段進(jìn)而連成線路。用戶選定一條線路的起始桿并輸入起始桿號，系統(tǒng)將自動生成所有線段圖形，并且為該線路的所有桿塔生成以1遞增的桿號。可以在一條線路上添加新的桿塔，但是其編號由使用者手動添加，不會影響其它桿塔的編號，刪除桿塔也不會影響其它桿塔編號。

　　(3)路線變更修訂

　　在施工過程中，可能會進(jìn)行線路變更修訂，項目負(fù)責(zé)人在修訂路線時，系統(tǒng)應(yīng)保留每一次變更的路線軌跡和桿塔位置，并以不同顏色區(qū)分作廢路線和有效路線。

　　(4)施工進(jìn)度顯示及預(yù)警

　　在整條路線中以顏色區(qū)分線路施工完成情況，當(dāng)“基礎(chǔ)”、“主塔”或者“架線”施工完成以后，選擇相應(yīng)的桿塔或線段，點擊“完工”，完成的桿塔或線段顯示為綠色；若對選擇的桿塔點擊“基礎(chǔ)完工”，則該桿塔變?yōu)榻奂t色。也可以選擇多基桿塔或多條線段做批量改變完工狀態(tài)。

　　在地理信息顯示頁面中，可以看到整個線路工程的實際路線及施工進(jìn)度情況，可以采用餅圖的方式顯示完成百分比。對于事先預(yù)計存在問題的桿塔，當(dāng)鼠標(biāo)移動到此“桿塔”時，用快速提示方式顯示難點說明。

　　3．電網(wǎng)工程圖網(wǎng)絡(luò)查詢分系統(tǒng)(WebGIS)

　　該分系統(tǒng)實現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Web頁面上查詢電網(wǎng)工程的圖形信息。設(shè)置兩種權(quán)限：領(lǐng)導(dǎo)權(quán)限、項目負(fù)責(zé)人權(quán)限。根據(jù)權(quán)限的分配，用戶可以查詢到兩種圖形：

　　(1)以領(lǐng)導(dǎo)權(quán)限查詢在建項目整體分布圖

　　以天津市為輪廓，顯示所有在建工程和已完工工程的施工線路分布，點擊其中一個工程，則對該工程圖形進(jìn)行局部放大。

　　(2)以項目負(fù)責(zé)人權(quán)限單個工程項目局部圖

　　項目負(fù)責(zé)人可以查詢自己所負(fù)責(zé)的所有工程項目，定位顯示單個工程項目所涉及的地理范圍。

　　在該分系統(tǒng)中，同樣可以查詢桿塔、線段、施工進(jìn)度、施工難點及預(yù)警等工程信息，還可以查詢地形圖的信息。

　　4.系統(tǒng)設(shè)計

　　1．開發(fā)原則

　　用盡量小的工作量，以現(xiàn)有GIS原型為模板做修改，形成工程GIS子系統(tǒng)。盡管工程GIS子系統(tǒng)功能簡單，但結(jié)構(gòu)齊全，“麻雀雖小，五臟俱全”。以現(xiàn)有GIS原型為模板開發(fā)工程GIS子系統(tǒng)，一方面可以充分利用現(xiàn)有成果，大大減少工作量，另一方面可以檢驗現(xiàn)有GIS原型的性能和實用性，并以此為契機(jī)開拓GIS原型的市場。

　　2．進(jìn)度狀態(tài)

　　桿塔有5種進(jìn)度狀態(tài)：未完工、困難點、經(jīng)修訂、基礎(chǔ)完工、已完工，分別用黑色、紅色、藍(lán)色、桔紅色、綠色表示。線段、電纜、電纜頭則只有未完工和已完工兩種進(jìn)度狀態(tài)。

　　變電站不考慮進(jìn)度狀態(tài)，圖符類型及顏色與GIS原型中圖符一致。

　　3．要素類與表

　　要素類有變電站、桿塔、線段、電纜段、電纜頭5個，分別為面（加中心點）、點、線、線、點要素。在以下的字段描述中，紅色字段是新增的字段，以示與GIS原型中結(jié)構(gòu)的區(qū)別。

　　(1)變電站

　　§ 變電站（單位號，電壓等級，站號，站名，圖符類型【50017, 22018, 22019, 11018, 11019, 3518, 3519】）

　　G_Subs (JH, DYDJ, ZH, ZM, Symbol, Style)

　　變電站圖符類型與GIS原型中圖符一致。為了在站址面的中心點上用單值渲染一個圖符，設(shè)定以下圖符類型的值：

　　50017－500kV變電站、22018－220kV公用變電站、22019－220kV專用變電站、11018－110kV公用變電站、11019－110kV專用變電站、3518－35kV公用變電站、3519－35kV專用變電站

　　(2)桿塔

　　§ 桿塔（單位號，電壓等級，工程編號，線號，線路名稱，桿塔號，圖符類型【1、2】，桿塔性質(zhì)【1, 2, 3】，進(jìn)度類型【1, 2, 3, 4】，修訂序號，修訂日期，完工日期，困難描述）

　　G_Pole (JH, DYDJ, GCBH, XH, XLMC, GH, Symbol, Property, Progress, RevisNo, RevisDate, FiniDate, Descript)

　　圖符類型：1－直線桿塔，S ；2－耐張桿塔，)S(。

　　桿塔性質(zhì)：即對桿塔類型的分類，1－直線，2－（直線）轉(zhuǎn)角， 3－耐張，4－終端，5－異型。

　　桿塔的進(jìn)度類型（以顏色區(qū)分）：1－未完工桿塔，黑色； 2－困難點，紅色；3－經(jīng)修訂桿塔位置，藍(lán)色；4－基礎(chǔ)完工桿塔，桔紅色；5－已完工桿塔，綠色。

　　修訂序號：0,1,2…n，表示桿塔被修訂的次數(shù)，缺省為0。系統(tǒng)需要保存被修訂桿塔的歷史位置。

　　Descript類型：text(100)。其余字段屬性與現(xiàn)有GIS同。

　　(3)線段

　　相鄰兩基桿塔之間的一檔線定義為一條線段，是一個圖元。

　　? 線段（單位號，電壓等級，工程編號，線號，線路名稱，起始桿塔號，終止桿塔號，進(jìn)度類型【1、5】，完工日期）

　　G_LineSegm (JH, DYDJ, GCBH, XH, XLMC, QSGH, ZZGH，Progress，F(xiàn)iniDate)

　　線段的進(jìn)度類型（以顏色區(qū)分）：1－未完工線段，黑色； 5－已完工線段，綠色。

　　(4)電纜段

　　線號（對于輸電而言是線路名稱）、電纜起點（終端頭）、電纜終點（終端頭）確定一條電纜。一條電纜可以被中間接頭分隔為若干條電纜段，也就是說，相鄰兩個中間接頭或終端頭之間的一段電纜定義為一條電纜段，是一個圖元。每個中間接頭都有一個數(shù)字編號。線號（或線路名稱）、電纜起點、電纜終點、本段起點（中間接頭編號）、本段終點（中間接頭編號）共同確定一條電纜段。一條電纜段中間又可以包含若干個工井，用于電纜拐彎。

　　? 電纜段（單位號，電壓等級，工程編號，線號，線路名稱，起點，終點，本段起點，本段終點，進(jìn)度類型【1、5】，完工日期）

　　G_Cable (JH, DYDJ, GCBH, XH, XLMC, QD, ZD, QD2, ZD2，Progress，F(xiàn)iniDate)

　　電纜的進(jìn)度類型（以顏色區(qū)分）：1－未完工電纜段，黑色； 5－已完工電纜段，綠色。

　　(5)電纜頭

　　§ 電纜頭（單位號，電壓等級，工程編號，線號，線路名稱，起點，終點，編號，圖符類型【1, 2, 3】，進(jìn)度類型【1、5】，完工日期）

　　G_Cable (JH, DYDJ, GCBH, XH, XLMC, QD, ZD，BH，Progress，F(xiàn)iniDate)

　　電纜頭的圖符類型：1－終端頭；2－中間接頭；3－工井。

　　電纜頭的進(jìn)度類型（以顏色區(qū)分）：1－未完工電纜頭，黑色； 5－已完工電纜頭，綠色。

　　(6)權(quán)限關(guān)系表（即用戶管理設(shè)備的范圍）

　　SYS_PRIV_CONSMANAGER {

　　User_ID (VARCHAR(20)),//用戶名

　　Constr_ID (VARCHAR(20)), //工程編號

　　Constr_Name (VARCHAR(20)), //工程名稱

　　IF_Finished (BOOLEAN), //是否已完工程

　　IF_Edited (BOOLEAN) } //該工程是否已編輯完

　　SYS_PRIV_CONSMANAGER表中的數(shù)據(jù)由工程管理主系統(tǒng)進(jìn)行更新。GIS子系統(tǒng)從主系統(tǒng)的SQL Server數(shù)據(jù)庫中讀取該表，啟動后復(fù)制一份到GIS子系統(tǒng)的Oracle數(shù)據(jù)庫中；如果不能連接SQL Server數(shù)據(jù)庫則從Oracle數(shù)據(jù)庫中讀取上次啟動時的數(shù)據(jù)。

　　4．地形圖

　　完全采用現(xiàn)有GIS原型的1:10000地形圖，去掉不必要的1:2000地形圖以提高系統(tǒng)性能。

　　5．MobGIS中的圖層

　　(1)不可編輯的背景圖層：

　　1:10000地形圖中的行政區(qū)縣、村鎮(zhèn)、水域、居民地、道路；

　　電網(wǎng)圖中的變電站、輸電線路。

　　(2)可編輯的圖層：

　　在MobGIS中的圖層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全與MapEditor中相一致，以保證數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出及同步。

　　§ 桿塔（單位號，電壓等級，工程編號，線號，線路名稱，桿塔號，圖符類型【1、2】，進(jìn)度類型【1, 2】，修訂序號，修訂日期，完工日期，困難描述）

　　G_Pole (JH, DYDJ, GCBH, XH, XLMC, GH, Symbol, Progress, RevisNo, RevisDate, FiniDate, Descript)

　　圖符類型：1－直線桿塔，S ；2－耐張桿塔，)S(。

　　桿塔的進(jìn)度類型即點位性質(zhì)，1－未完工桿塔，2－困難點；用顏色區(qū)分，即未完工桿塔點位采用黑色，困難桿塔點位采用紅色，并采用下拉框選擇。

　　§ 電纜頭（單位號，電壓等級，工程編號，線號，線路名稱，起點，終點，編號，圖符類型【1, 2, 3】，進(jìn)度類型【1、5】，完工日期）

　　G_Cable (JH, DYDJ, GCBH, XH, XLMC, QD, ZD，BH，Progress，F(xiàn)iniDate)

　　電纜頭的圖符類型：1－終端頭；2－中間接頭；3－工井。

　　電纜頭的進(jìn)度類型（以顏色區(qū)分）缺省為1－未完工電纜頭，黑色。此字段不用在MobGIS界面中出現(xiàn)。

　　6．策略

　　為了避免以上圖層的名稱與現(xiàn)有GIS沖突，在數(shù)據(jù)庫中另建一個用戶congis存儲這些要素類和表，要素類和表的名字不變。

　　另外，需要對現(xiàn)有GIS數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)表數(shù)據(jù)（如SYS_LAYERINFO、SYS_SBLB等）進(jìn)行修改。

　　7．工作流程

　　(1)現(xiàn)場工作人員手持定位采集設(shè)備在現(xiàn)場采集規(guī)劃桿塔點位、困難桿塔點位，并要求對每一點位錄入工程編號（或線路名稱）、桿塔號，對困難點位錄入可能描述。工程編號可以是任意字符串，起唯一標(biāo)識作用，在GIS編輯模塊中可以修改。

　　(2)工作人員回到單位，把定位采集設(shè)備與工程GIS子系統(tǒng)計算機(jī)相連，用ArcMap的ArcPad工具把采集圖層的更新信息上傳到SDE數(shù)據(jù)庫中。

　　(3)項目經(jīng)理進(jìn)入GIS編輯模塊，以自己的權(quán)限顯示全部所屬的線路。

　　(4)在工程樹中選擇一個工程（分在建工程和已完工程），點擊“工程定位”按鈕，則以該工程包含的所有線路的Envelope為范圍顯示地圖，并加亮顯示該工程的所有線路（還沒有完工的線路則加亮顯示所有桿塔）。

　　(5)點擊“修改工程編號”菜單，輸入原工程編號和新工程編號，則在現(xiàn)場采集中錄入的工程編號更新為新的工程編號。

　　(6)經(jīng)圖形縮放顯示要新建線路的桿塔點位。選擇一個桿塔（用于提取線號），點擊“生成線路”菜單，則生成一條規(guī)劃線路（或未完工線路）把桿塔點位連起來。

　　(7)經(jīng)圖形縮放顯示要新建電纜的電纜頭點位。選擇一個電纜頭（用于提取線號），點擊“生成電纜”菜單，則生成一條規(guī)劃電纜（或未完工電纜）把電纜頭點位連起來。

　　(8)把鼠標(biāo)置于困難桿塔點位，快速顯示其困難描述。

　　(9)點擊“修訂桿塔”菜單，移動一基桿塔到新的位置，同時保留桿塔移動前的位置，并且把移動前的桿塔設(shè)為藍(lán)色，填入移動前桿塔的修訂序號、修訂日期。相當(dāng)于復(fù)制一基桿塔并修改移動前桿塔的進(jìn)度類型為藍(lán)色的修訂中類型。

　　(10)用兩種方法修改設(shè)備（桿塔、線段、電纜和電纜頭）的進(jìn)度狀態(tài)。第一種方法是，鼠標(biāo)右擊設(shè)備，彈出進(jìn)度狀態(tài)選擇框進(jìn)行選擇，修改單個設(shè)備的進(jìn)度狀態(tài)。第二種方法是，從圖上選定一個設(shè)備，點擊“修改進(jìn)度狀態(tài)”菜單，彈出整條線路所有桿塔、線段的列表，逐個設(shè)備地用下拉框選擇修改進(jìn)度狀態(tài)。

　　(11)點擊“計算工程進(jìn)度”菜單，輸入工程編號，或者在圖上選擇一條線段或一基桿塔（用于提取工程編號），則彈出計算結(jié)果窗口，顯示“按線段計算”和“按桿塔計算”兩個餅圖，分別指明完工數(shù)量和百分率、未完工數(shù)量和百分率。

　　(12)GIS編輯模塊的其它功能：繪制變電站；繪制電纜和電纜頭，設(shè)置它們?yōu)橥旯ぃ徊樵冏冸娬尽⒕€路、桿塔及其困難點描述、電纜、電纜頭的信息；標(biāo)注變電站、桿塔；對變電站、線路、桿塔、電纜進(jìn)行定位查找。

　　(13)領(lǐng)導(dǎo)或項目經(jīng)理以自己的權(quán)限進(jìn)入WebGIS模塊，能夠查詢變電站、線路、桿塔、困難點、電纜、電纜頭的信息，對變電站、線路、桿塔、電纜進(jìn)行定位查找，計算并顯示工程進(jìn)度餅圖。除了不能編輯圖形之外，GIS編輯模塊的其它顯示、查詢、點位、計算的功能都應(yīng)具備。

　　(14)權(quán)限管理：使用人員首先在Web上登錄工程管理主系統(tǒng)，通過鏈接傳遞用戶名和工程編號兩個參數(shù)，啟動GIS子系統(tǒng)，GIS子系統(tǒng)自動獲得用戶名并根據(jù)權(quán)限關(guān)系表獲得該用戶所管理的工程和線路，定位顯示到指定工程。如果用戶名為LEADER，則表示領(lǐng)導(dǎo)的權(quán)限，能夠查詢所有工程。

責(zé)任編輯：葉雨田

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