基于“互联网+”输变电工程云端信息共享系统设计

广东电网有限责任公司广州供电局 段 斐 邓东华 罗 新 凌 宇

北京洛斯达科技发展有限公司 王 凯 陈伯林

随着我国社会经济的快速，近年来国内用电负荷逐渐增加，为保障国内用电量，扩建输变电工程也随之而来[1]。作为一个电力大国，我国存在人口数量多、面积广阔、地域环境错综复杂等客观因素，在输变电工程建设中站址选择和输电路径通常都是电力规划设计的难点问题[2]。基于“互联网+”的“智慧工程”系统[3]、“智能信息管理”系统[4]应用越来越广泛，结合互联网大数据时代发展要求，建设一个工程建设高效协同作业平台，并利用平台收集和处理多源数据，通过可视化手段创新建立电网工程协同作业模式，既可满足工程管理的应用需要，也是响应国家大数据战略，加快应用“云大物移智”等IT数字化新技术的具体工作要求[5]。

为此，本论文基于“互联网+”技术，从系统数据库建设、云端共享信息系统构建、平台方案设计与应用三个方面展开研究，以期为其他相关研究提供技术参考。

1 系统数据库建设

数据库建设是云端信息共享系统的重要基础，主要是指利用基础地理空间信息、专题数据图层、踏勘测绘数据、现状电网信息等各类数据，建设前期工作数据库，为协同设计、过程管控等项目前期、工程前期应用提供有力数据支撑，具体数据包括。

基础空间数据。该数据是地图中的背景数据，包括数字高程模型、高分辨率遥感影像、电子地图数据、基础地理矢量数据等；电网专题图数据。该数据是指对冰区、污区等各类专题数据，按照电力行业标准，对各类专题数据进行分类分级体系建立，利用空间数据库实现其属性信息存储、位置信息关联等应用需求；工程勘测数据。该数据是可研过程中收资调查、方案比选形成数据。主要包括自然保护区、矿区、规划区等通道影响因素范围、位置和属性等；电网空间数据。该数据主要包括公司掌握的现状电网数据和规划电网数据等，包括存量及规划的输电线路、变电站等，通过批量导入或局部绘制的方式，逐步将电网空间数据入库发布，为选址选线工作提供数据支撑。

1.1 数据库建设

第一阶段为建库准备：主要包括建库方案制定、人员准备、软硬件准备等；第二阶段为数据处理及质量检查：主要包括采集/收集数据处理，对入库数据进行自检、互检、专检、抽检；第三阶段为数据入库：主要包括栅格数据、矢量数据、文本数据、元数据的检查和运行测试入库；第四阶段为成果汇交：将入库数据汇总分类，完成建库过程；遥感影像数据在可研数据库中的入库，主要通过切片方式进行发布。在取得影像数据后，需要首先使用GIS平台中的工具建立金字塔，为每张影像设置对应的坐标系。

非结构类数据通过在可研管控系统操作界面进行。在专项督导界面中，可以进行纪要、会议通知、科研专业、专项设计等文档类数据的直接上传，相关设计账户和管理账户可对文档进行查看、下载等操作，方便信息查询和管理督导；元数据产生伴随着地理数据入库、使用、更新、停止使用整个生命周期。BWMMS通过层次化机制管理元数据存储资源，各个层次之间通过批量方式管理资源的分配，元数据存储服务需要管理的资源包括索引节点、存放元数据的间接块、目录的数据块等，资源管理者以批量的方式获取元数据的逻辑存储资源，其具体实现过程随着地理数据，或其他相关数据的逻辑结构建立和物理存储的完成而完成。

1.2 系统信息安全防护和权限管理

系统提供信息安全加密功能，对系统的设计资料提供安全保密措施。用户登录实名制+密码，可以追溯到具体登录人员的登录名，电话等信息，在系统登录时提供安全管理措施，确保系统专人专用，信息保密，对系统安全运行实时监控和维护；保存以及日常备份应用服务器和数据服务器，防止系统出现操作失误或系统故障导致数据丢失，通过网络备份的方式，实现系统的数据备份工作。

2 云端信息共享系统构建

基于室内与现场业务场景不同特点与工作衔接，对网页端与移动端功能进行设计，开展“云端信息共享系统”的平台建立。包括网页端和移动端，其网络安全管理系统部署拓扑结构如图1所示。

“云端信息共享系统”后台网页端建设。后台网页端承担辅助管理人员进行数据、用户、安全访问等管理维护工作。具体建设内容包括：数据的定期更新、发布等维护工作；对用户信息、组织结构、角色权限等维护等管理；“云端信息共享系统”设计网页端建设。设计网页端用于辅助设计单位开展协同设计、成果提交、进度上报、经济技术指标统计分析，在线开展站址和线路方案设计。根据平台功能需求，对建库数据进行归类，设计单位通过该平台能够利用系统中的空间地理信息数据，以及通道和设计条件数据辅助线路设计，同时为管理部门提供设计管控功能，对可研设计过程的阶段设计成果及统计结果进行集中展示与统计分析。

“云端信息共享系统”管理网页端建设。云端信息共享系统网页端用于辅助管理单位成果查询和过程管理，全线工作进度在线统计，辅助管理单位开展协议多维度管理；“云端信息共享系统”移动端建设。移动端数据保持与网页端信息同步，有效支持设计单位现场工作，并支持可研成果在线提交，更新工程实际进度，建立移动管理互动机制，有效加强工程进度高质量管控；网页功能设计与实现。云端信息共享系统主要是利用互联网+、地理信息系统、遥感等技术相结合，以高分辨率卫星影像、DEM和基础地理数据等为基础，以通道信息共享的网络应用方式，为业主和设计单位构建统一的设计与管理平台，一方面辅助设计院开展协同设计，另一方面辅助业主开展可视化管理。系统功能结构如图2所示。

图2 系统功能结构图

3 平台方案设计与应用

在粤港澳大湾区500kV外环中段工程，完成数据收集和建库工作后，并结合用户软硬件环境，完成“云端信息共享系统”上线运行。依托输变电工程设计原则，兼顾设计单位组织结构与业务要求，建立技术经济指标体系，开展可研方案协同设计，促进工程协同精准优化，加强工程可研深度。

设计目录树配置：依据电力设计规范、国家设计、建设管理规定，选取目标网架试点工程，对自然地理、环境保护、城市规划等各方影响因素进行分析归纳；建立线路设计、站址设计影响因素一览表：将目录树影响因素按照障碍物、通道设计和设计条件进行归类。障碍物中包括机场、各级规划区、保护区、矿区、协议禁区、林区、水源地和文物八种重要障碍物；根据交叉跨越类别原则，通道设计障碍物分为各等级电力线、油气管线、各级道路、河流、房屋等类别；设计条件数据根据工程地点的自然地理情况，按照冰区、舞动区、风区、污区、雷区进行归集。

设计单位组织体系分析：电网工程可研设计依赖电气、测量、水文、地质、结构等各专业信息沟通共享，形成综合决策方案，实现方案协同设计。根据工程人员信息表建立工程用户体系，将用户配置到所负责的工程项目中，用户之间进行设计协同互动。

线路协同设计应用分析：在可视化环境下，多专业基于平台提供的影像、高程、专题图等基础数据基础上，进行线路路径的综合比选、优化调整、方案对比分析、成果输出等工作流程，如图3所示为对比方案。通过配置亚米级近期的高清卫星影像和路线通道内等高线、障碍无信息等，使路径选择等设计工作结果更可靠；利用平台高清卫星影像、等高线和可视化障碍物信息，设计人员对路径方案进行可视化实时编辑，开展方案比选工作。

图3 方案对比

站址协同设计应用分析：在可视化环境下，基于平台提供的数据基础上，站、线协同配合设计机制，以及站址位置（红线、围墙）、进出线走廊、水源、电源、敏感点等信息的管理，开展可研站址方案主要经济技术指标统计工作；成果提交与进度上报应用研究分析：分类归集前期工作成果，抽取在线提交、进度上报关键环节，合理抽象过程管理要点，开展辅助业主协调可研进度、精准考核设计质量，强化可研过程管控应用研究；现场踏勘及移动管控应用研究：分析设计人员前期工作现有踏勘工作流程、野外场景特点，结合设计人员所面临的困难和限制性因素，梳理移动端应用需求。通过移动GIS、互联网等相关技术，改善踏勘现场设计人员工作限制，辅助管理人员掌控现场重要信息，形成设计与管理在踏勘现场的互动机制。

4 结语

综上，本文提出的云端信息共享系统融合了“设计数据、基础地理信息、高精度遥感数据、电网专题数据”等多源数据构建统一数据库，完成系统构建和上线，实现了多单位、多专业在线协同设计、进度上报、信息采集等，实现了设计与管理的高效互动，支撑前期工作全过程追溯，将数字化成果应用于工程施工、建设等后续环节，具有更为广阔的应用前景。

在特高压工程可研阶段首次运用“互联网+通道数据”技术，为设计和管理用户提供统一工作平台，实现工程的可研协同设计和过程管控；相比于传统的客户端（C/S）的软件系统，基于浏览器（B/S）的可研管控互联网系统更加具有更好的应用推广优势；为设计各专业、各设计单位之间提供统一的协同工作平台，实现了设计资料共享，提升了沟通和协作效率；沉淀工作过程数据和各专业可研成果，即数字化的通道信息、成果报告等，实现数字化成果自动汇集，为后续工程实施奠定工作基础；借助统一的数据分类分级体系，促使设计单位动态积累形成标准化的数字化设计成果，利用多端数据同步技术，实现移动端与网页端实时互通，促进现场踏勘工作顺利开展。