空间信息技术在电力配网通信的应用分析

云南电网有限责任公司德宏梁河供电局 孔庆功

电力配网通信涉及到的通信设备种类较多，且体现出地域分布范围广、结构复杂的特点，从而增多电力系统设备类型，与此同时，在传输协议方面也表现出较大的差异性，不利于各类数据的汇总。为解决这一问题，就需重视空间信息技术的合理运用，实现对空间信息的全方位采集与整合，打造一套完善且极具综合性的系统资源，为数据的集成与共享提供基本保障。

1 电力配网通信现状研究

配网通信资源呈现出容量大、分布广、资源结构复杂的特点，不利于资源管理工作开展与实施，而通信信息资源系统可在技术的支撑下实现对通信资源的管控，包括局部站点、区域性站点、各类通信设备、电缆等资源，系统的长期运行与完善，获得较为显著的管理效果。电网空间信息服务平台具有电网设备图形维护、综合展现的功能，但当前系统在运行时仍表现出局限性，主要体现在两方面：其一，通信资源系统尽管能够统筹管理通信资源属性与关联信息，并达到对业务流程管理的目的，但无法实现对空间地理数据图像的管理，且在展示相关信息时，也缺乏直观性，不能有效管理通信资源空间数据与空间关系，以至于通信资源属性信息、空间信息彼此间的联结受到限制，无法真实反映通信设备的空间位置以及网络联结状态。其二，电网GIS系统可维护并综合展示电网设备图像，但不具备对通信资源图像管理的功能，影响通信管理工作效率与质量。

2 空间信息技术含义介绍

空间信息技术是以地球为研究载体，整合多类技术资源包括多媒体技术、遥感技术、空间技术、地理信息技术等，全方位收集、整理、分析、应用通信与互联网平台中的各类空间数据。该技术的实现离不开各理论性学科的支持，比如控制论、信息论、系统论等，且技术所包含的地理信息均具备较为良好的空间尺度与属性，并可精准反映、解决地球学科中的各类问题，特别是与地球有关各类因素彼此间的相互作用与影响，还能采集到地球时空信息，全过程了解各因素变化特征。

科技的发展与进步推动空间信息技术朝着空间信息基础设施方向不断完善，并达到数字地球的目标，但也对技术运用灵活性、时效性提出更高的要求。因此，为实现空间信息技术在电力配网通信中的大范围应用，需重视技术的合理应用与完善。

3 技术应用必要性及建设思路

电力配网通信管理期间，待管理对象较多，包括各类通信设备以及不同范围中的通信信息，但决策的合理性与科学性往往受决策者信息量的掌握情况影响，空间信息技术未发展与应用前，决策者会依托于文字、表格、图像等平面形式展开对信息的分析，这一方式无法实现信息的整合，且分析工作缺乏系统性、深入性，只能够观测到表面现象。而空间信息技术的发展与应用，能够从根本上处理空间信息与平面信息的衔接性问题，充分发挥现有属性资源、空间资源的优势，有助于空间的深入挖掘与提升，并能够从不同维度展示通信信息，为决策工作提供可靠、完整信息支持。因此，为实现对电力配网通信的全过程管理，就需搭建基于地理信息系统的配网通信资源可视化系统，既能够达到通信管理的目的，又可从真正意义上满足当前信息运维需求。

基于空间信息技术搭建的可视化系统，其总体框架的建设思路如下：将GIS空间信息服务平台的电网信息服务与基础地理信息看做成通信资源的底图参考与数据支撑，再将其同通信资源管理系统进行系统集成，以此达到系统交互的目的，又可使系统自身功能得到充分发挥，而在对系统功能进行分层时，可细分为四层即数据层、组件层、服务层与应用层。始终基于面向对象的设计思想，秉持分层架构设计原则，采取组件化设计形式，着手于系统架构的搭建。

将其设计为B/S架构，借助当前所运行的各类系统，实现不同服务、数据的有效集成，促使现有资源优势得到充分发挥，在此基础上，依托于大数据技术、网络通信技术、复杂算法技术等，展开可视化系统应用的深层次研究。

4 空间信息技术功能探讨

4.1 电力配网通信资源管理

通信资源的类型可细分为站点、光缆段、光接头盒、工井等，通过应用空间信息技术搭建起的可视化系统可建立起通信资源的可视化模型，将极具完整性的通信资源呈现于地图中的真实位置，赋予通信资源空间特性，在此基础上，整合通信资源属性信息，从而建立起通信资源属性信息与空间信息彼此间的关联性。而在搭建图形模型时，系统可发挥出其自身拥有的自动捕捉功能，促使存在关联性的通信资源可建立起空间关系及拓扑关系，同时，还能够完善通信资源台账数据源，并在精准的经纬度坐标信息的支撑下，大幅提高系统建模效率[1]。

4.2 通信资源专题图的管理

可视化通信系统中的专题图主要分为两种即管道专题图、缆井专题图，系统运行期间，只需在地图上找到并点击相对应的管道图标，便可获取到该管道的横截面积图，且图纸中又同时涵盖光缆分布、管道分布、内部结构等内容，实现对管缆资源的全方位展示，确保各类资源的合理、有效运用。此外，技术人员还能够在地图上点击指定缆井，以此获取到该缆井内部结构示意图，并进一步掌握管道连接状态、管孔分布情况以及光缆与管道铺设实况等信息，有助于对管道内各管孔分布情况的进一步检查，确保电力配网通信管理人员了解并掌握更为完整且真实的通信资源信息。

4.3 配网通信资源空间分析

对通信资源进行空间分析，可帮助用户完成对通信资源辅助决策的分析，而这一过程中，展现出的系统功能有拓扑连通性分析与业务导航分析等。

拓扑连通性分析：主要分析对象为指定设备以及各设备之间存在的连通性。分析特定输入、输出设备以及其在地图中所对应的通信资源拓扑结构，可进一步明确拓扑结构的连接性。而在展示分析结果时，往往以高亮的方式进行，也可将结果进行汇总，以列表的形式着手于分析工作，尽可能将所得数据信息与具体设备联系在一起，从而达到设备空间定位的目的。

业务导航分析：电力配网运行期间极易受到外界环境、人为操作等因素的影响，不利于设备以及通信终端的连续、稳定运行，常见的故障类型有光接头盒损坏、光缆断裂、光交接箱破损等。系统运行过程中，若主要设备发生运行问题，便可借助业务导航分析功能，对起始点、终止点进行深入分析，确保工作人员可以最快时间找到故障点实际位置，并根据故障类型以及故障生成原因，自动生成有效的导航路径，为运维人员可行性、科学性故障处理方案的制定提供可靠信息支持，以保证系统能够在短时间内恢复到正常运行状态。

5 空间信息技术的具体运用

5.1 空间资源空间信息采集技术

区域空间是一种逻辑性资源，因此，在空间数据采集时可忽视对区域的采集，但需采集站点资源空间信息。实际作业时，要求技术人员明确采集内容，主要有站点空间位置坐标和属性数据，并始终将采集误差控制在±3m左右，技术应用流程如下：对站点四个不同方位的经纬度坐标进行标记，坐标测量工具为高精度GPS，紧接着对不同站点进行命名，并准确记录站点位置区域的电压等级以及站点性质，与此同时，还需记录其所在区域。紧接着将四个方位站点的对角线作为依据，而所得两条线交点即为站点中心坐标，采取椭形基准转化法实现对采集坐标参数的处理，并完成相应平面坐标的转换，以此建立起目标坐标系，而后续空间信息数据采集与使用中，可直接使用转换后的坐标，以此提高数据采集效率。

5.2 线路走廊资源空间信息采集技术

应用空间信息技术，开展电力配网通信中的线路走廊资源空间信息采集工作时，需从三方面加以考虑。

首先，检查井空间信息采集。对该区域进行信息采集时，要求所得到的采集数据与实际偏差不大于±0.5m，技术的实现方式有两种。其一，借助高精度GPS仪器对检查井的经纬度坐标参数进行采集，在此期间，需做好检查井名称、装设地址等信息的记录；其二，依托于检查井断面图纸，以此了解其沟道尺寸、深度、管道管孔数量以及分布情况，为技术人员绘制配网通信可视化系统检查井展开图、埋设剖面图提供可靠的参数支持，与此同时，还需利用高清拍摄设备获取检查井全貌及不同方位图片。

其次，地下埋设空间信息采集。同样需控制所采集数据与实际参数的偏差在±0.5m以内，针对地下埋设拐点位置没有在地面设置显著标识的公共设施，对于有图纸资料的，可采取图纸标绘法进行标记与绘制，而对于缺乏图纸以作参考的公共设施，则可依托于空间信息技术实现对该区域信息的采集。技术操作流程如下：借助地下管线探测仪对地下设施的大致位置进行探测，以此获得待采集设施在地表上的投影，当探测到目标后，利用GPS仪器实现对该设施的精准定位，并做好探测参数的完整记录，包括设施深度、实际位置、运行编号、设施名称以及运行单位等。

最后，杆塔空间信息采集。应用空间信息技术对杆塔空间数据进行采集时，采集数据误差要求与上述一致，而技术的实现也需要在高精度GPS设施的支撑下进行，使用GPS获取道杆塔经纬度坐标，做好杆塔名称、实际位置、材质、同杆架设回路数等信息的记录。

5.3 配网通信光缆资源空间信息技术

光缆可被归类于逻辑资源中，不需对其进行空间数据采集，但对于光缆段与连接点处则需执行空间信息采集工作。

光缆段空间信息采集：采集内容主要有架空光缆空间信息、埋设光缆空间信息。执行前者采集作业时，需控制采集误差在±1.0m以内，技术的操作流程如下：借助GPS设备获取杆塔经纬度坐标参数，利用拍照设备实现对杆塔全貌照片的拍摄，准确记录各类与杆塔相关数据信息，将经纬度坐标作为依据，以此明确光缆的空间走向，并做好光缆线路名称、起始点、终点以及所属区域的记录。

配电埋设光缆空间信息采集：采集误差始终控制在±0.56m之间，技术实现原理为根据线路走廊资源采集到的检查井与埋设拐点信息，完成光缆埋设走向的绘制，采取实际地下管线测绘方式，获取到光缆线路拐点位置参数，也可依托于光缆埋设线路路径，实现对光缆线路走向与位置的确定，但均需做好埋设方式的标注，同样需记录光缆段名称、起止站点、光缆段类型等信息。

将空间信息技术应用于光连接点空间信息采集工作中时，需从三方面着手考虑即光接头盒、光交接箱、光终端盒。其中，后两类光连接点与架空光缆线路上的光接头盒的空间信息采集方式相一致，且采集数据与实际值偏差应控制在±0.5m左右，技术操作方法如下：使用GPS确定光连接点经纬度坐标，记录设备名称、类型，同时，还需对支撑设施类型与名称进行精准记录，也应汇总光连接点所属光缆段、空间区域以及具体位置。

采集检查井中光接头盒空间信息时，应先依托于实际地下管线测绘方式、图纸标会方法实现对光缆直通型接头盒、光缆接续性接头盒空间坐标的全方位采集，并做好各类信息的记录工作。

6 电力配网通信中空间信息技术应用注意事项

6.1 资源命名规范化

通信资源的分布范围较广，且表现出较为显著的地域特征，现如今，我国电力单位已重视起通信资源的管理，通信资源命名作为管理工作的其中一项内容，更需做到规范化，确保其名称具有相应意义。而一个极具规范性的资源名称能够使技术人员以及资源利用人员明确该资源的主要属性，还能分析出这一资源与其他资源存在的内在联系[2]。

6.2 数据质量增强化

电力通信资源数据的多样化特点，增大资源数据信息的管理难度，而如何确保所获信息的准确性、及时性，便是需重点关注的问题，因此，技术应用时，要求技术人员明确三项基本要求。需从源头抓起，确保传输进系统中的数据均为有效且可使用信息；做好数据处理全过程的把控，数据输送进系统后，需在其内部各模块中流转，为增强数据信息的完整性、一致性，应针对数据异常流动问题制定一套完善且可行的处理方案，确保数据输入与输出相一致；严格把控收尾工作，将具有参考意义的数据信息存储于总数据库中，为后期数据溯源追踪、大数据挖掘工作的开展与实施提供可靠数据支持。

6.3 遵循循序渐进原则

所有事物的建设与发展均是一项系统化工程，因此，为保证事物的良性发展，就需始终秉持循序渐进原则，而空间信息技术的运用也是如此，且在搭建可视化系统时，应站在两个角度进行分析：其一，基于资源数据视角，完善技术应用方法，以此构建出有运行价值的系统。这是因为电力通信资源涉及到的数据类型较多且过于杂乱，针对不同类型数据均需执行获取、处理、分析、存储等过程，为保证各项工作有效进行，就需充分发挥资源数据优势，实现对可视化系统的全方位完善，获得更为显著的技术应用效果。其二，从需求实际出发，系统运行前期，应保证其具备满足系统使用人员真实需求的功能，但随着科技水平的逐渐提升，促使使用人员的理论及操作水准得到进一步升华，而基本功能已无法满足技术人员实际要求。这时需坚持循序渐进原则，根据电力配网通信运行需求，采取可行的技术手段，展开可视化系统功能完善工作，以此满足不同使用人员对于系统功能的个性化、多元化需求。与此同时，升级系统功能时，要求技术人员深度融合与时俱进的思想，并始终将满足用户需求为根本目标，以保证系统建设有效性、实用性。

空间信息技术的应用，能够充分发挥出电力配网通信系统的运行功能，并达到积累数据的目的，还能保证所获取数据的真实性、准确性，为供电单位内部各系统与可视化系统功能的全面融合提供保障，极大程度地缩短系统开发周期，同时还能规避系统重复开发的问题，极具应用意义。