基于GIS的電網監控系統

劉長文

阿城繼電器股份有限公司，黑龍江哈爾濱 150302

0 引言

由于油田電網具有分散、復雜等特點，在每次檢查時需要大量的人力物力，而且由于線路刀閘數量眾多，每次檢修時需要斷開的所檢修線路的供電，需要斷開很多刀閘，稍有不慎或者疏忽就會導致檢修工人生命危險，因此，每次檢修都要很仔細的檢查哪些刀閘需要斷開，為了解決此問題，設計一個油田電網地理信息系統。

1 地理信息系統的組成

地理信息系統，從功能或內容上來看，它是一種以計算機為工具，具有地理空間定位功能的空間信息管理系統，地理信息系統作為一個功能強大的空間信息管理系統，主要由以下4個部分組成：

1）計算機硬件設備：這是系統的硬件環境，用于存貯、處理、輸入輸出數字地圖及數據。地理信息系統的硬件環境主要由計算機及一些外圍設備聯接形成的；

2）計算機軟件系統：這是系統的軟件環境，負責執行系統的各項操作與分析的功能。為了實現復雜的空間數據管理功能，GIS需要有與硬件環境相配套的多種軟件功能模塊。在軟件層次上需要有系統軟件、基礎軟件、基本功能軟件、應用軟件等多層次體系；

3）地理空間數據：它反映了GIS的管理內容，是系統的操作對象和原料。它一般包括三個方面的內容：即空間位置坐標數據，地理實體之間空間拓撲關系以及相應于空間位置的屬性數據。其目的就是為了更好地管理和分析空間數據；

4）系統的組織管理人員：它包含了系統的建設管理人員和用戶，它決定了系統的工作方式和信息的表示方式，這是GIS中最活躍、最重要的部分。包括具有地理信息系統知識和其它專業知識的高級應用人才，具有計算機知識和其它專業知識的軟件應用人才以及具有較強實際操作能力的硬軟件維護人才。

2 地理信息GIS系統的功能：

2.1 基本功能

1）圖形顯示：將網內的電子矢量地圖進行分層顯示；2）圖形操作：對象選擇，圖層的移動、放大和縮?。?）電網模擬：使用深度優先遞歸算法來對電網進行模擬；4）刀閘操作：對地圖進行刀閘操作，使電網在不導通的時候是打開方式，在導通的時候是關閉的狀態。

2.2 高級功能

一般GIS所具有的功能以外，結合電網模擬系統特點，它還應具有以下功能：

1）對電網進行環路分析；2）對各個油井進行報表分析；3）對電網進行最短路徑分析。

3 方案的具體實現

3.1 空間數據庫的建立

建立空間數據庫，實際上就是一個將圖形對象和屬性數據結合起來構成電子地圖并納入數據庫統一管理的過程。某一地區的基礎地理信息是構建該地區地理信息系統的基礎。因此，獲得研究對象的電子地圖是需要做的第一步工作。通常，這項工作由GIS工具軟件來完成。電子地圖的格式標準應是SuperMap格式及SuperMap軟件支持的其它標準格式。

3.2 程序的本功能的實現

程序框架是用Visaul Basic 6.0實現的。

1）地圖的基本操作

地圖的基本操作包括放大、縮小、漫游、選擇、全幅顯示、刷新等，這幾項操作主要用于瀏覽地圖，因此，SuperMap把這些其中大部分基本操作都封裝在SuperMap控件的內部（包括不同操作狀態下的鼠標狀態也會自動更改），相對其它組件式GIS軟件來說，簡化了編程過程，開發人員所要做的只是設置SuperMap 的Action 屬性的狀態（設置Action狀態后不用對SuperMap進行刷新，系統會自動刷新SuperMap控件），然后就可以在SuperMap上進行相應的操作了。全幅顯示和刷新是SuperMap的兩個方法，不能通過狀態設置來進行相應的操作，也不需要另外用鼠標在SuperMap上進行多余的操作。

（1）設置選擇狀態。SuperMap1.Action = ScaSelection 按住Shift鍵可以進行多個目標選擇；按住Ctrl 鍵實現圖層之間的目標切換選擇；

（2）設置放大狀態。SuperMap.Action = ScaZoomIn 可以單擊地圖進行放大，也可以在地圖上拖動一個矩形框進行矩形放大，當進行矩形放大時，拖出的這個矩形自動擴充到SuperMap控件的視圖范圍；

（3）設置縮小狀態。SuperMap.Action = ScaZoomOut 可以單擊地圖進行縮小，也可以在地圖上拖動一個矩形框進行矩形縮小，當進行矩形縮小時，SuperMap控件的當前視圖自動縮小到拖出的這個矩形大?。?/p>

（4）設置自由縮放狀態。SuperMap.Action = ScaZoomFree 按住鼠標向上移動則放大，向下移動則縮??；

（5）設置漫游狀態。SuperMap.Action = ScaPan 當地圖鎖定時不能把地圖拖到地圖窗口以外，不能進行隨意漫游；

（6）全幅顯示地圖。SuperMap.ViewEntire 說明：此時的顯示范圍為地圖窗口中所有圖層邊界的并集；

（7）刷新地圖。SuperMap.Refresh。

2）地圖的查找分析

地圖查找分析是利用的深度優先搜索算法，深度優先搜索算法任意選定一個結點v作為起始點，如果有連通路，可去訪問相鄰的點，如果有多個連通分支，逐個連通分支如上訪問即可。深度優先搜索法訪問各結點，我們也稱圖的深度優先遍歷。

3）倒閘操作

對分析的各個開關節點進行倒閘操作，對于程序分析出的各個節點凡是開關節點屬性值為1的顯示為開關接通，開關節點屬性值為-1的顯示為開關斷開。利用鼠標選擇后可以改變節點的屬性值，從而達到進行刀閘開關的目的。

4 結論

通過基于GIS的電網運行系統的具體開發過程，可以認識到：集成二次開發是一種比較合適的開發方式?；赟uperMap平臺，開發小型的GIS是比較合適的，同樣它也有強大的功能來實現拓撲分析，數據管理。

[1]賀仁杰，譚躍進.加權約束滿足問題的改進深度優先搜索算法[J].系統工程學報，2004，19.

[2]龔健雅.當代地理信息技術[M].北京：科學出版社，2004.