移动GIS建设规划的研究分析

姜春莹,朱圣盼,何春光

（国网浙江宁波供电公司,浙江宁波，315200）

移动GIS建设规划的研究分析

姜春莹,朱圣盼,何春光

（国网浙江宁波供电公司,浙江宁波，315200）

移动GIS 作为一种便捷的数据采集和现场作业工具，可显著提高电网生产和管理的工作效率。以国网浙江省电力有限公司移动GIS 的研究和应用为背景，简要介绍了移动GIS的应用需求、建设模式、技术架构，并对移动GIS 未来应用情况进行了展望。

电力移动GIS；现场作业；线路巡检；建设规划

0 引言

地理信息系统（Geospatial Information System，GIS）作为一种资源图形化管理与可视化分析的手段，广泛地应用于电网企业的发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信等专业，可有效提高数据采集、存储效率，提升故障定位、分析、处理能力，为电网的运行分析提供辅助决策支持，同时有效降低企业生产运营风险。移动GIS作为一种便捷的数据采集和现场作业工具，可显著提高电网生产和管理的工作效率。

1 电力移动 GIS 需求分析

随着手持便携设备的发展，移动设备在日常生活和工作中的应用越来越广泛。移动办公应用技术不仅可以在日常生产业务中使用，在应对紧急事件中更能发挥巨大优势。在信息化不断推进的过程中，利用移动终端开展业务的现场作业已成为电力行业重要的工作方式之一。移动GIS 的引入是对原已在电力行业得到广泛应用的地理信息系统的有效延伸。移动GIS 与无线定位技术相融合，产生全新的应用模式，使空间地理信息系统应用得到更深层次的提升。

正是由于其兼具智能移动终端定位精准、扩展性强、方便快捷等特点，移动GIS 可广泛应用于电网企业的生产、营销、应急和车辆调度管理等领域，同时还可应用于电网企业调度运行管理、工程建设管理、物资调拨管理等领域。

1.1 生产业务领域。

主要满足生产移动作业应用，以工作任务、作业文本为主线，涵盖输、变、配三大专业的工作任务信息下载、现场作业信息记录、现场作业信息上传等业务操作流程。移动GIS 为这些应用提供图形展现、路径分析、任务触发、台账查询与导航等功能。

1.2 营销业务领域。

通过与营销系统的关联集成，利用GIS 的可视化展现优势和电网设备的空间拓扑模型，有效结合营销相关业务，实现跨部门、跨专业应用系统的数据共享和流程的无缝集成，为营销业务信息化管理提供一体化的信息支撑。

1.3 应急管理领域。

电力应急应用主要有电力抢修、应急物资调度、防灾减灾等方面，采用实时和离线相结合的双重模式，一方面实时访问服务、获取最新信息，同时辅以离线模式进行大数据的查询。移动GIS的地图定位、实时数据查询、实时指令接收和导航技术，极大提高了抢修、调度的效率，直观、有效地展示了目标地理信息，提高了应急反应能力。

1.4 在车辆调度管理领域。

移动GIS 可服务于车辆实时调度和运行管理，包括路径分析、车辆GPS 导航、车辆定位等。此外，移动GIS 还可应用于电网企业调度运行管理、工程建设管理、物资调拨管理等领域。

2 电力移动 GIS 建设规划

2.1 建设模式

移动GIS 具有单独与集成2 种建设模式。在20 世纪，由于技术成熟度及业务的需求较为单一，电网企业更多地采用单独建设模式，即仅针对某些具体业务需求，如配电巡线等单独立项，单独建设电力移动GIS。近年来，随着技术发展和企业信息化水平的提升，越来越多的企业更加重视信息系统规划，以确保系统的复用性和资源共享，因此集成建设模式成为一种新的趋势，电力移动GIS 不再仅仅服务于配电巡线，而是集成了生产管理系统、营销系统等，以实现生产设备信息和线路数据的上传、下载，并实现设备导航及现场移动作业等功能集成。与单独建设模式相比，集成建设模式具有以下优点：（1）有利于信息系统统一、规范化，避免重复建设及投资浪费。（2）可实现数据、信息的流通共享，避免信息孤岛。（3）可充分复用已有信息系统建设成果，如电力移动GIS 定位为电网GIS 地理信息服务平台的高级模块，不仅可利用电网GIS 地理信息服务平台中的基础地理信息、设备和线路空间信息，与国家电网公司已建成的生产管理系统、营销系统、应急管理系统等集成，还可有效利用生产管理系统中的设备台账信息、运行检修信息，以及营销系统中的用户信息和应急管理系统中的抢修信息等。（4）为电力生产设备全生命周期管理、业务全流程管理等奠定基础。因此，对于电力移动GIS 建设，采用集成建设模式可发挥信息系统规模化效益，同时增加数据共享，降低重复开发成本，提高工作和管理效率。

2.2 技术架构

以国家电网公司现有信息系统为基础，按集成建设模式的思路，可初步梳理电力移动GIS 整体架构，如图1所示。

其中，移动GIS 作为电网GIS 地理信息服务平台高级功能模块，可与安全接入平台、移动应用开发平台集成。集成后的系统可根据生产管理、营销管理等业务应用服务和数据，开展相关业务工作。

图1 移动GIS 整体架构

2.3 关键技术

电力移动GIS 的关键技术主要有空间数据压缩、高性能电网图形渲染以及电网数据分区及同步等。

2.3.1 空间数据压缩。

在有限的无线网络带宽，以及有限的移动设备内存容量和CPU 处理能力下，为了减少冗余数据读取所带来的增加I/O开销和内存占用，提高资源使用效率，可定义适合于电力行业的空间数据的组织模型以及空间索引，综合运用点抽稀、电网数据压缩等空间数据压缩技术优化原始空间数据结构，形成最终无重复数据、内容紧凑的空间数据压缩/ 索引存储模型。①空间数据抽稀。空间数据抽稀技术在保证图形显示质量的前提下，定义了一个过滤阈值，提取尽可能少的特征点来表达完整的GIS 空间信息，其处理速度仅与空间数据量成正比。②空间数据压缩。考虑到现有移动设备的CPU 处理能力，在保证系统运行速度可接受的基础上，一方面采用高效的压缩/ 解压缩算法对电网数据进行处理，另一方面剔除移动GIS 中不需要的内容，形成内容紧凑的图形存储模型，减少空间占用。

2.3.2 高性能电网图形渲染。

电网图元符号多，组合复杂，必须采用高效的优化算法，通过建立快速空间索引，采用高效的缓存策略、灵活的图层配置、动画效果等支持矢量要素和高效渲染地图技术，才能解决大数据量要素矢量回执效率及性能问题。

2.3.2.1 空间数据网格索引。

在使用空间数据压缩技术存储的基础上，为加快空间数据的检索访问速度，通过对压缩的空间数据构建网格索引，能快速定位空间数据。

2.3.2.2 缓存策略。

通过制定高效的缓存策略，将已读取的空间数据进行部分缓存，提高电网数据读写效率。

2.3.2.3 电网图层配置。

合理定义电网设备图层显示方案，不同的电网设备数据分别加载至相应的层级，分层加载显示。

2.3.2.4 图形特性。

针对部分电力设备的加载渲染耗时的特性，均衡时间与实际显示情况，在一定的程度上对图元进行削减或简化。

2.3.2.5 补间动画。

在表现层将地图的展示与用户手势相结合，通过补间动画技术，使图像显示从当前地图至新渲染的地图平滑过度，减轻移动终端性能不足对用户体验造成的负面影响，增强移动GIS 与用户的交互性。

2.3.3 电网数据分区及同步。

电网资源空间数据量巨大（省级区域内一般具有千万级的电网设备），空间数据的有效组织与管理是GIS 系统应用成功与否的关键，在移动GIS 应用上更是如此。电力移动GIS 的电网数据存储采用空间分区、专题分层的数据组织方法，将电网数据按一定的方式进行分层、分区划分，根据电网移动GIS 应用类型进行数据的按需抽取、增量更新。

2.3.3.1 电网数据分区。

通过移动GIS主站的空间数据分层分区管理功能，从全量空间数据划分出不同的分区数据范围。

2.3.3.2 电网数据抽取、转换。

按照移动应用类型从电网GIS 平台数据心中，针对具体的分区范围进行空间数据的抽取、转换压缩、建立索引，形成适用于移动设备存储和应用的电网数据。

2.3.3.3 电网数据同步。

使用电力移动GIS 应用系统进行电网空间数据的采集、校验后，利用数据同步工具将采集成果一键式无缝地导入到电网GIS 平台，实现现场设备台账、空间信息智能采集。

3 结语

从现有的电力移动GIS 在电力生产和管理中的研究和实践来看，该技术的应用可有效辅助业务人员开展日常工作，大大提升了现场工作和电网管理的效率，节约了人工成本及资源，并对生产管理系统、营销系统、应急管理系统等业务的集成、融合和信息共享发挥了纽带作用。移动GIS 不仅仅可应用于生产、营销的现场故障抢修作业与车辆调度，还可以在输配电线路巡检、现场两票、现场抢修单、故障单填报、业扩报装、抄表管理、电费收缴、用电检查、电能采集、能效管理、应急调度、现场指挥等一系列现场作业和协调工作中发挥更大的作用。电力移动GIS 在电力业务中还有诸多用武之地，深入挖掘其业务需求，将其作为各类信息系统的有效延伸，使其成为全方位的辅助工具，是效率和管理提升的有效途径。

[1]王鹏,抢修人员迅速锁定故障点,国家电网报 , 2013.12.03.

Research and Analysis on construction planning of mobile GIS

Jiang Chunying, Zhu Shengpan, He Chunguang
（State Grid Ningbo Zhejiang power supply company,Ningbo Zhejing,315200）

as a convenient data acquisition and field operation tool, mobile GIS can significantly improve the efficiency of power grid production and management. The research and application of the national network of Zhejiang province electric power company of mobile GIS as the background, the paper briefly introduces the application of the demand of mobile GIS, construction model and technical architecture of mobile GIS, and future application is prospected.

power mobile GIS; field work; line inspection; construction planning