可导航输电线路电子地图的研发

李孟，于乔，李晨，寇岩，李艳

（1.国网青岛供电公司，山东 青岛 266000；2.国网山东省电力公司经济技术研究院，山东 济南 250000；3.国网技术学院，山东 济南 250002）

0 前言

根据输电线路点多面广，分散偏远的实际情况，短时间熟悉线路难度较大，精准定位线路故障点效率较低，需要建设“互联网+输电线路”的运维管控平台，以实现输电线路信息共享。

1 输电线路运维管控平台建设需求

需要开发一个具有导航功能的电子地图，即在电子地图上面增加一层输电线路图层，用来记录线路的位置和走向，并具备导航功能。输电线路运维管控平台主要包括两个方面：一是全网输电线路接线图，展示从每基杆塔位置，到每条线路具体走向，到全市或局部线路宏观布局各个层面的线路地理信息，可以根据不同需求，自主选择展示内容。二是到达任意线路或杆塔的导航服务、分享设备位置给平台外设备的服务、记录和查阅运动轨迹的服务、查看实时交通路线拥堵情况等服务。

2 系统结构

可导航输电线路电子地图主要由四部分组成，即：人机交互界面、功能模块、数据存储和地图平台。可导航输电线路电子地图作为一个地图类应用，需要能完成搜索目标（搜索功能），确定用户所在点（定位功能），计算用户所在点到目标点的交通道路，并将用户从所在点导航至目标点（导航功能），这就是功能模块的任务。

图1 四大模块的响应关系

人机交互界面的主要任务是将调用功能模块的按键和功能模块的响应结果友好地展示在手机屏上。而这两个模块均需要地图平台的支持：人机交互界面显示于地图图层，功能模块需要地图平台的LBS（基于位置的服务，Location Based Service)支持。数据存储模块主要肩负着地图数据和输电线路和杆塔数据的存储与调用两大任务。四大模块响应关系见图1。

2.1 人机交互界面

地图应用在布局方面采用三段式，顶部加入搜索框，中间为地图显示界面。

2.2 定位功能模块

使用者当前位置是地图平台和导航系统的一个重要参数，用户需要通过这个定位点了解自己在地图中的具体位置、自己与目标之间的相对位置。准确定位直接影响导航结果[1-3]。

程序打开后自动运行，首次定位成功后自动将使用者所在地放置手机屏幕中央，并作明显标记，提醒使用者定位已成功并实时监控。当程序接收到点击定位键命令时，迅速移动定位点到屏幕中心。当程序接收导航命令时，调用后台的定位数据为导航模块使用。定位模块流程图见图2。

图2 定位模块流程

2.3 搜索功能模块

搜索功能模块基本原理是从线路列表中搜索与搜索框关键字对应的线路名称，然后根据线路名称提取对应的数据库表单，进而在线路图层中绘制杆塔和线路，然后将线路图层显示在地图图层上。搜索模块流程图见图3。

2.4 导航功能模块

导航功能需要计算出用户所在点到用户目标点之间的交通路径，并引导用户遵守交通法规运动，常见的有两种方案，一种是本页面内导航，一般叫“线路规划”，或“算路”；另一种是切换成导航专用页面，一般叫“导航”。其实质都是“线路规划+引导”[4-6]。导航模块流程图见图4。

图3 搜索模块流程

图4 导航模块流程

2.5 数据存储安全

数据安全性主要涉及线路和杆塔的坐标数据。我国规定禁止使用未经加密的GPS坐标直接用于民用地图软件，必须保证杆塔坐标的安全性和合法性。

电子地图提供GPS转化为电子坐标的程序接口，可以供使用者将GPS坐标加密为符合法律要求的电子坐标。所以本项目组编程将线路杆塔坐标批量加密为电子坐标，同时加入了自己的加密算法，对电子坐标进行了二次加密，获得密码坐标，数据库中存储的是经过两次坐标变换的密码坐标。

2.6 地图平台

地图平台选择前提是该地图必须开放API（应用程序编程接口，Application Programming Interface），未开放API的地图平台上，无法进行自主的二次开发。百度地图为开发者提供加密接口，可以将GPS坐标加密为百度坐标，所以采用百度地图平台开发这一输电线路电子地图。

3 应用实例

基于Android移动终端的输电线路运维管控平台主要包括两个方面，即输电线路全网接线图、导航服务、以及运动轨迹监控服务。其中，全网接线图是基础，各类服务都是在此基础上结合Android移动互联网技术实现的。

图5 单线路走向

为帮助管理者对管辖范围内电网清晰准确的把握，该平台提供输电全网络接线图服务，共有三种模式：全网展示线路走向，区域内展示线路走向，按线路名称展示一条或多条线路的全部杆塔。

在全网或区域内展示线路走向时，可以按照电压等级筛选。按照线路名称展示线路时，展示每基杆塔的位置，并使用不同的图标形状表示不同类型杆塔材质，不同的颜色区分直线杆塔和耐张杆塔，单线路走向见图5。

4 结束语

输电线路运维管控平台可以准确方便找到目标线路，并且规划出详细的交通路线图；将原先每年需要一个月的CAD沿布图图纸修改的工作量缩减到一天，精准度得到提高。