电力设施GIS数据采集系统解决方案

Trimble GPS在电力公司

电力设施GIS数据采集系统解决方案

建

议

方

案

北京望邦天鑫科技发展有限公司

2011年11月

1项目背景

电力行业是国民经济发展的基础行业，同时，它又是一个技术密集、资产密集的行业。近年来，我国已经开始规划和实施电力行业的信息化发展战略，其重点就是实现电力资产管理的信息化，建设“数字电网”。采用GIS技术可以显著提高以空间数据为基础的电力信息处理分析的能力，因此建立电力GIS应用系统进行电力设施数据采集和分析处理成为电力信息化的重要手段。借助GIS应用平台，可实现电力设施的设计和更改管理、运行维护管理、故障停电管理、服务和市场分析、网络分析和企业信息访问及更新等。不仅如此，GIS系统还能提供多空间数字电网模型、实用化电网数据维护工具、丰富的电网分析工具，达到构筑企业协同工作环境、提高服务质量、完善业务流程指导生产、提高决策效率的目的。

不同企业有不同的工作流程和业务逻辑，不同电力企业的GIS系统对数据提取、分析和处理可能有不同的思路，或偏重于某些方面的应用，但是几乎所有的电力GIS都包括以下一些基本功能：

●基本GIS功能：包括工作环境设置、图层操作、图形浏览、打印输出、

长度面积量算等基本功能；

●自动成图功能：包括GPS数据文件接收、输电设备维护、变电设备维护、

相位图的编辑、注记层的编辑生成等功能；

●设备管理功能：包括查询统计、单线图提取、线路模拟追踪等功能；

●污区管理功能：包括历年污区图的调阅和打印、记录大气环境和典型气

象资料、记录污源分布信息、记录盐密点档案信息、记录线路污闪信息、

进行污区图的编辑、各种专题图的产生、设备防污、污区查询统计等；

●巡线管理：GPS数据录入接口、图形数据输入、危险点数据录入、危险

点查询等功能

所有这些功能都是以大量的电力设施的数据为基础的，因此，建立和完善电力GIS必须首先解决电力设施数据采集维护问题，包括设施的属性数据和空间数据。其中属性信息涉及设备的编号、名称、型号、缺陷记录、检修记录、设备台帐、缺陷通知单、设备档案、线路条图和图片等；空间数据则包括以各种形式

表达的电力设施的空间坐标，这些空间坐标一方面将作为电力设施的重要基础数据，另一方面用来检验人员到位情况，起到监督工作的作用。

采用GPS/GIS产品可以很好的解决数据采集问题：

1.GPS/GIS产品具备的快速、高精度定位以及自动数据记录功能，与传统

的手动记录相比，能够大大提高数据采集效率。

2.可以配合激光测距仪使用，只要外业人员走到设备周围，无须靠近即可

实现数据采集，可以保证巡检人员的安全。

3.系统可以结合视频图像采集系统，在采集位置数据和一般属性数据的同

时，采集相应的图像信息，形成丰富和直观的GIS属性数据库。

4.它不依赖附加在电力设备上的信息设备，因此无需另行安装信息设备，

可以节省大量投资。

5.现场采集的数据可以通过蓝牙、数据线缆等方式，甚至可以通过移动通

信方式即时进入数据处理系统，为内业处理节省了时间。

6.GPS轨迹数据和原始观测数据无法或者难以更改，可以作为考察外业人

员工作到位情况的一种手段，从而较好地解决了人员管理的问题。

2需求分析

2.1采集位置数据

电力用户主要应用GPS测定输电、变电设施如线杆、变压器等的位置信息，所有这些位置数据将被导入GIS系统中，显示在背景地图上。在需要的时候，用户可以依据位置数据进行事故分析、最佳抢修方案设计等各种应用。

上述目标有的呈点状，如线杆、井盖等；有的呈线状，如110KV线路走向等；有的呈面状，如供电区域，测定目标的多种状态要求GPS设备能十分方便的进行点状、线状和面状地物的测量和记录。

定位精度方面，大致有三种精度要求，一是10米精度，用于线路的日常巡检和工作监督。一是要求在1米以内，如线杆、变压器等；部分点位如对市内线缆工区的设施密集区的电力设施要求达到定位精度达到0.5米以内。

由于GPS单点定位精度在10米左右，采用Trimble产品，单点定位精度一

般可以稳定在5m（RMS）左右。对于要求达到亚米级定位精度的点位，必须采用差分定位技术才能满足。差分定位可以分为实时差分和后处理差分两种系统及作业方式。实时差分需要在基准站和流动站之间建立通信链路，用于实时传输RTCM差分改正数据，使用实时差分可以在观测时即得到高精度的定位结果，具有很好的时效性，但是实时差分设备一般相对比较昂贵，或者需要缴纳一定数额的服务费才能使用。后处理差分在外业观测阶段仅能达到5~10米的精度，但是经过内业软件处理后可以达到亚米级甚至更高的精度，且操作简单，易学易用，工作灵活，而且无需缴纳服务费。

如果同一种设备既能够进行后处理又能进行实时差分，会更加理想。

2.2采集属性数据

属性数据是除位置数据之外的另一种重要数据，它包含了用户所关心的与行业应用直接相关的重要信息。如变压器的名称、编号、规格、等级、功率、设备损坏情况等等。属性数据涉及到两方面的应用，一是作为电力GIS系统的基础数据；二是作为管理和决策的依据。

不同地物有不同的属性项，不同的属性项又有不同的存储、显示方式，如变压器的属性项有编号、名称、类型、规格、功率、损坏情况、上次维护时间、维修记录等。其中编号属于数字形式，可以由用户手动输入，也可以由系统自动生成；名称属于文本形式，适于手写输入，而类型和规格可能更适于菜单选择；上次维护时间则属于日期格式，以系统日期对话框方式选择输入。

用户要求所采用的GIS数据采集设备能够非常方便的进行属性数据的采集。一个有效的方法是建立和使用行业数据字典，如电力行业的数据字典应该包含线杆、变压器、变电站、电闸等地物目标，每个地物目标应预设了相关的属性项目，例如用户采集线杆目标数据，在采集该目标位置数据的同时，设备界面应自动出现该目标对应的属性项目，供用户填写和选择输入，这样当目标的位置数据采集完毕时，其对应的属性数据也被记录下来。在采集下一个线杆目标时，设备会重复上述过程。这样做的好处在于，你不会遗漏任何一项属性信息，因为设备上的数据字典显示出所有你需要记录的属性项，如果事先规定了缺省值，有些属性项目甚至不需要用户输入，系统会自动将其赋为缺省值。