基于GIS地图的配网巡检数据可视化管理平台

龚伟 黄顺权 邹亮晖 冯昭

关键词：GIS地图；属性数据；管理平台；可视化；巡检数据；配网

1引言

为了提高配网运行数据的实时采集和处理效能，使电网管理具有高标准的优势，满足更多用户的用电服务需求，应将开发配网巡检数据管理平台作为前提条件，通过对配网运行数据的实日寸感知与处理，实现对末端配电行为的管理[1]。为全面落实并推进此项工作，电力管理单位引进了GIS地图作为支撑，其中GIS技术属于一种以数字化技术为载体，并在信息化技术基础上，衍生而出的数据库管理技术。此技术可以根据终端需求，主动搜索、存储、处理、分析地理定位数据。目前，此技术已在电力、交通、物流、地理规划、教育等行业中广泛使用。但在研究中发现，将GIS技术与地图进行适配，并以此为依据进行配网管理等工作的研究仍存在空白[2]。因此，本文引进GIS地图，对配网巡检数据可视化管理平台的开发展开研究，旨在通过此设计，弥补传统手工查找管理数据等工作存在的不足，使巡检数据管理能够满足日益增长的可视化管理要求。

2配网巡检数据可视化管理平台架构

为实现对配网运行的规范化管理，应在开发平台前明确配网巡检数据具有种类繁多、属性多样性等特点，巡检数据基本可以被划分为2类：属性数据与空间数据。考虑到电力数字图的分析需求，配网巡检数据可视化管理平台的开发参照C/S架构设计[3]。设计内容如图1所示。

从图1可以看出，开发的配网巡检数据可视化管理平台由3层构成，由上到下依次为界面层、逻辑层与数据层。其中，界面层主要用于展示配网巡检数据可视化管理成果，中间层为逻辑层，涉及多种业务数据的处理，处理后的数据在统一格式后被录入计算机终端，存储在GIS数据库中。数据库中整体包含GIS地图和SOL Server两个数据库，前者包括GIS数据和属性数据，这2部分数据都是通过ArCSDE实现访问的：SOL Server数据库通过ADO.NET实现访问，并将电力配网巡检中的静态数据和动态数据按照规范存储。

3服务器选型

为确保开发的平台在实际应用中可以发挥预期作用，开展相关研究前，对此平台中的服务器进行选型设计。根据此项工作的需求，选用NF5280M5机架式服务器作为该平台的主要硬件，设计服务器集成在平台中使用时的技术参数[4]。如表1所列。

按照上述方式，配置配网巡检数据可视化管理平台中的主要硬件设备。

4配网巡检数据采集

由于配网巡检数据中存在大量的图文数据，因此可以认为配网巡检数据管理难度较大，为实现对数据的管理，需要按照规范设计配网巡检数据的采集。在用户服务区域登录平台终端，建立外部数据库、生产信息数据库、成果数据库之间的通信连接，使用数据引擎直接读取有效数据。完成对数据的采集后，按照表2的格式，生成1个数据表，用于存储数据[5]。

按照上述方式，完成对配网巡检数据的采集与管理。

5基于GIS地图的配网巡检属性数据与图形数据连接

完成上述设计后，引进GIS地图，设计配网巡检属性数据与图形数据的连接。在此过程中，收集配网巡检区域内与地图相关的所有信息，利用副本复制电力管理终端单位的地图资料档案，参照Map Info提供的MIF，MID，DXF等多种形式的交换数据结构，生成用于描述配网区域的电子地图。在此过程中，应明确MIF文件和MID文件分别为文字和．DXF格式。因此，从电力管理终端单位复制的原图资料，必须先进行格式转换，以生成Map Info所支持的MIF和MID格式，在此基础上，用Map Info中的Import命令进行数据导人。其中，数据格式转换处理过程为：

6可视化管理模块部署

在上述设计内容的基础上，将配网巡检数据可视化管理终端划分为多個功能模块，为确保管理工作达到预期效果，设计可视化管理模块的综合部署。在此过程中，为每个功能模块分配图文的输入、编辑、显示、图元数据同步更新等功能。将图元分为点、线、面3种类型，按层次差异进行数据存储。例如，变压器层中仅存有变压器图元，而不同电压等级线路可以用不同颜色、线宽来区别。

通过在GIS地图中点选出图元，可以实现对其属性信息的查询。对所选地区图元信息进行统计，并在进行空间数据查询与管理时，输入所需的图元，在功率图上实现图元的位置显示，以实现基于SQL语句的查询，在查询过程中，选择异或并等不同查询方式，最终将平台分析的结果以图表形式呈现。按照上述方式，对可视化模块进行部署，完成基于GIS地图的配网巡检数据可视化管理平台设计。

7对比实验

上文从硬件与软件2个方面，完成了基于GIS地图的配网巡检数据可视化管理平台设计，为实现对设计成果的检验，设计如下对比实验。

为在巡检数据可视化管理平台提供一个相对良好的运行环境，按照表3所列内容，设计平台开发与运行技术条件。

按照上述方式，完成配网巡检数据可视化管理平台开发与运行技术条件的配置。在此基础上，将本文开发的平台集成在测试环境中，设计配网巡检数据的管理方法。建立平台与计算机终端之间的通信连接，主动采集配网巡检数据，并引进GIS地图，连接配网巡检属性数据与图形数据。通过对平台可视化管理模块的部署，实现对配网巡检数据的可视化管理。完成上述设计后，引进基于信息深度融合的管理平台、基于“RPA+AI”的管理平台，将其作为对照组1平台与对照组2平台，在确保对照组平台接人配网终端后，使用本文平台与对照组平台，对属性数据与图文数据进行管理。对管理过程中属性数据与图文数据的CPU占用率进行计算。计算式为：

从图2所示的实验结果可以看出，3种平台中，只有本文平台在进行数据管理时，属性数据与图文数据的CPU占用率满足<80%的要求，而对照组平台1与对照组平台2均出现了CPU占用率>80%的情况。因此，在完成上述实验后，得到如下的结论：相较于对照组平台，本文开发的基于GIS地图的配网巡检数据可视化管理平台可以在实现对数据高效率管理的同时，保证管理中属性数据与图文数据的CPU占用率满足终端需求。

8结束语

配电网是电力系统中的一个重要组成部分，为了确保配网输电网络的安全、稳定运行，供电所需要定期委派一名巡检人员，对配网中各级配电线路和附属设施进行安全检查，一旦发现问题，应采取有效的措施，以确保电网的安全、可靠。本文通过配网巡检数据采集、基于GIS地图的配网巡检属性数据与图形数据连接、可视化管理模块部署，完成了配网巡检数据可视化管理平台的开发与设计，设计成果通过检验后证明了其具有可行性，进而为电力行业的规范化发展提供技术支撑。