1需求分析

針對(duì)電力行業(yè)的特點(diǎn)，電力管理信息系統(tǒng)必須以“有利于生產(chǎn)業(yè)務(wù)的開展、有利于管理、有利于在達(dá)到既定目的的前提下盡量減少人工支出”作為開發(fā)原則。不同的電力單位根據(jù)自己的需要設(shè)計(jì)不同的系統(tǒng)，但通用的工作包括管道維護(hù)、施工方案設(shè)計(jì)以及事故的應(yīng)急處理等方面，這便對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了要求。在信息管理方面，要求該系統(tǒng)具備對(duì)于電力管道進(jìn)行屬性查詢、分析和統(tǒng)計(jì)等功能，并實(shí)現(xiàn)電力管道與水利、電信以及地表道路、建筑等其他地理要素的交互式分析處理;在電力管道規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，要求系統(tǒng)能夠進(jìn)行三維顯示及模擬，這一功能對(duì)于事故的快速處理也具有重要意義;此外，在數(shù)據(jù)的輸入輸去及轉(zhuǎn)換方面，應(yīng)該滿足地理要素文件和常見工程制圖軟件的相互轉(zhuǎn)化。本文提出一個(gè)基于地理信息系統(tǒng)(GIS)的電力管理信息系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)是一個(gè)用于存儲(chǔ)、檢索、操作、分析和顯示地理相關(guān)信息的計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)，它在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，可以對(duì)海量空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、管理，滿足電力行業(yè)的基本要求，因此，基于GIS的電力管理信息系統(tǒng)具有良好應(yīng)用前景。

2功能要求

根據(jù)電力行業(yè)工作的內(nèi)容，將其抽象為計(jì)算機(jī)表述，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該包括數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和三維模擬子系統(tǒng)這四大部分，每個(gè)子系統(tǒng)由不同的模塊組成，各系統(tǒng)之間具有一定的延續(xù)性和相關(guān)性，在實(shí)際應(yīng)用中相互配合完成工作。

2．1數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)

電力行業(yè)所涉及到的數(shù)據(jù)可分為三種，第一種是柵格數(shù)據(jù)，如區(qū)域地形圖、航空遙感圖等，一般以二維矩陣的形式表示，其數(shù)據(jù)值代表實(shí)體的特征;第二種是矢量數(shù)據(jù)，包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，如管道位置及走向，工井蓋板分布，以及電力管道材質(zhì)等，一般抽象為點(diǎn)、線、面三種圖或者以關(guān)系表的形式存儲(chǔ);第三種是文檔數(shù)據(jù)，主要是早期工作的圖紙和文件，以非數(shù)字化的形式存在，只參與數(shù)據(jù)導(dǎo)入和管理。因此，數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)必須支持前兩類數(shù)據(jù)的輸入、編輯和基本顯示，同時(shí)提供和其他軟件的接口，滿足不同格式的數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換。

2．2數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)的查詢和分析功能是電力行業(yè)日常工作的重點(diǎn)，快速準(zhǔn)確地進(jìn)行自定義檢索和統(tǒng)計(jì)直接影響到工作效率。該子系統(tǒng)支持不同數(shù)據(jù)的條件查詢，能夠快速檢索得到滿足條件的數(shù)據(jù)，支持聯(lián)動(dòng)顯示，并且可以進(jìn)一步進(jìn)行編輯。管道設(shè)計(jì)、維護(hù)等其他施工管理部分主要涉及到空間分析功能，要求該子系統(tǒng)能夠?qū)Χ喾N地理要素進(jìn)行空間分析，包括緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等，對(duì)規(guī)劃施工、事故搶救具有重要意義。同時(shí)，該子系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)功能。

2．3數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

電力行業(yè)是一個(gè)信息高度集中的領(lǐng)域，數(shù)據(jù)是該行業(yè)的重要組成部分，因此，對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的選擇以及存儲(chǔ)的方式直接影響電力管理信息系統(tǒng)的運(yùn)作，下文的數(shù)據(jù)庫選擇主要針對(duì)該問題具體展開說明。該子系統(tǒng)必須滿足數(shù)據(jù)必要的顯示和輸出之外，還需要實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的分類和配套功能，即能夠?qū)⒕哂邢嗤再|(zhì)的數(shù)據(jù)或描述相同對(duì)象的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，并能夠?qū)崿F(xiàn)前兩種數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。

2．4三維模擬子系統(tǒng)

三維模擬是近十幾年來發(fā)展成熟的技術(shù)，其建立在已有的數(shù)據(jù)之上，對(duì)現(xiàn)有的資料進(jìn)行展示，或者對(duì)未知區(qū)域進(jìn)行擬合，在材料結(jié)構(gòu)分析和工程設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。在電力管理信息系統(tǒng)中，這一功能對(duì)電力管道的事故處理具有重要作用。該子系統(tǒng)要求支持不同類型和不同格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合顯示，包括柵格文件，如DEM數(shù)據(jù)及矢量文件，如地表公路及地下管道等;同時(shí)，該子系統(tǒng)支持自定義建模，通過設(shè)置模型的標(biāo)準(zhǔn)和邊界參數(shù)等方式推測(cè)未知區(qū)域。

3數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

基于GIS的電力管理信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理方面主要存在表達(dá)問題和效率問題，前者是指在數(shù)據(jù)庫中如何表達(dá)CIS應(yīng)用中復(fù)雜多樣的空間對(duì)象，后者是指如何提高空間對(duì)象在數(shù)據(jù)庫中的訪問效率。為了解決對(duì)應(yīng)的問題，常用關(guān)系數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。關(guān)系數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)管理中已經(jīng)非常成熟，它以關(guān)系表的形式表示實(shí)體，具有物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與邏輯數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性、以簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提高數(shù)據(jù)訪問能力等優(yōu)點(diǎn)，但是一個(gè)空間對(duì)象可能需要多張表、成千上萬條記錄，查詢時(shí)間較長;面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與內(nèi)存中的結(jié)構(gòu)相一致的優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地克服傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的不足，但是其在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用尚未推廣，并且存在查詢表達(dá)能力不強(qiáng)的問題。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用對(duì)象———關(guān)系模型的形式，既滿足關(guān)系數(shù)據(jù)庫中表達(dá)能力的要求，又提供了面向?qū)ο蠼５哪芰?，方便后續(xù)三維模擬的開展。這一模型采用空間擴(kuò)展的形式，旨在建立一個(gè)空間對(duì)象表達(dá)模型，通過DBMS對(duì)GIS數(shù)據(jù)層的空間屬性和用戶屬性統(tǒng)一管理。這一模型實(shí)際上是通過增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫的空間功能來從跟不上解決問題，具有長遠(yuǎn)的應(yīng)用前景，是本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的最佳選擇。

4開發(fā)探討

最短路徑分析是空間分析中的重要部分，能夠檢索某一點(diǎn)到指定點(diǎn)的最短路徑，或者某一指定點(diǎn)到一個(gè)點(diǎn)集的最短路徑，當(dāng)每一條路徑附有一個(gè)權(quán)值時(shí)，則需提升至最優(yōu)路徑分析。在電力行業(yè)，這一應(yīng)用非常廣泛，例如，為某一新增的用戶供電，當(dāng)供電所為固定值時(shí)，則采用指定點(diǎn)之間的最短路徑分析;若查詢新增點(diǎn)與所有供電所距離以選取最短路徑時(shí)，則采用指定點(diǎn)與點(diǎn)集之間的距離。此外，電力事故搶救時(shí)，工作車到事故點(diǎn)的駕駛路徑則還需要考慮各路段的交通狀況，在系統(tǒng)中表現(xiàn)為一個(gè)權(quán)值，可采用最優(yōu)路徑的方法進(jìn)行查詢。

5結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了基于GIS的電力管理信息系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)信息和地理信息的有機(jī)結(jié)合，滿足電力行業(yè)的需求，并將極大地提高輸配電設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，不僅提高工作效率和管理質(zhì)量，同時(shí)有利于各部門之間的合作和協(xié)調(diào)，能夠有效地解決實(shí)際問題，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益，同時(shí)為電力行業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，值得進(jìn)一步研究實(shí)現(xiàn)。

作者：吳旋濤    單位：廣州供電局有限公司