空間信息技術在電力配網通信的應用與研究

周開河　李鵬　章立偉　吳笑

摘 要：從電力配網通信的背景及現狀出發，闡述了在電力配網通信中充分利用空間信息技術的必要性，對“一張圖”理念在電力配網通信管理中的應用進行了分析，同時結合寧波供電局的配網通信可視化系統建設總結了經驗、認識了不足及改進建議，最后對配網通信可視化系統的下一步發展提出了建議，以期最大限度地發揮電力企業通信數據利用價值，探尋監測盲點，消除管理短板，優化資源配置，提升管理效率和經濟效益。

關鍵詞：通信資源 GIS（地理信息系統） GIS空間分析

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（a）-0020-02

電力配網通信具有分布地域廣、通信設備種類多、拓撲結構復雜等特點，這些特點決定了電力配網通信管理的道路是曲折而漫長的。伴隨電力配網通信的逐步建設，在網內形成了多種設備、多種軟件系統并存的局面。在早期，各種設備與各類軟件系統都在不同業務領域發揮著重大作用，但隨著電力生產運營的高速發展，多種設備的傳輸協議不統一、多種軟件系統獨立運行、生產運營數據分散的問題日益顯現，針對這些問題，迫切需要科學的管理手段及先進的技術手段，整合數據、系統資源建立一套綜合化管理系統，實現數據充分共享、功能高度集成、展示一體化與決策科學化。

1 配網通信管理現狀

通信資源具有分布范圍廣、數據量大、資源間關系復雜的特點，一直是通信管理中的一大難題。

通信資源管理系統（SG-TMS）是國家電網公司經過多年的調研、研發等一系列努力后形成的一套通信資源管理系統，在浙江省電力公司的苦心經營下實現了該套系統的成功推廣，完成了對全省范圍內通信資源（包括區域、局站、機房、線纜、設備等）的屬性信息及關聯信息的維護與管理。

電網GIS空間信息服務平臺為國家電網公司“十二五”期間統一規劃建設的空間信息服務平臺，在浙江省電力公司進行了統一部署，并在浙江省內推廣。平臺擁有電網設備的圖形維護及綜合展現等功能，并以標準服務的方式為生產、應急指揮等業務應用提供圖形服務支撐。

基于已建系統對資源管理范圍的局限性，存在以下問題：

SG-TMS實現了通信資源的屬性信息及關聯信息的維護與管理，同時具備業務流程管理能力，但不具備具有空間地理屬性的圖形管理功能，缺乏直觀的圖形可視化管理，對通信資源的空間位置及空間關系管理匱乏，導致通信資源的屬性信息與空間信息無法對應，不能更真實的表達通信設備的空間地理位置及網絡連接關系。

電網GIS空間信息服務平臺，擁有電網一次設備的圖形維護及綜合展現等功能，但是不包含配網通信資源的圖形管理，缺乏對電力配網通信管理的有效支撐。

2 空間信息技術在配網通信管理中的應用

2.1 空間信息技術

空間信息技術將地球作為一個完整的系統。以空間技術、遙感技術、計算機應用、地理信息系統、多媒體與虛擬技術、通信與互聯網為手段，獲取、處理、分析、存儲、傳輸具有明確空間尺度和定位含義的地球科學信息。以地球科學的基本理論為基礎，信息論、控制論、系統論作為支撐，研究解決地球科學問題，特別是地球各因素的相互作用、地球信息的時空特征和變化的規律的科學。

空間信息技術不斷向國家空間信息基礎設施和“數字地球”方向擴展，這些都對空間信息技術的時效性、多樣性提出了更高的要求。此時，空間信息技術應用于電力配網通信，具有廣闊的市場前景和科學意義。

2.2 應用必要性

電力配網通信管理中涉及眾多的通信設備，廣闊的范圍區域，涵蓋海量信息，而科學的決策在某種程度上取決于決策者所掌握信息量的大小，以往通信信息的展示多采用文字、表格、圖表等平面的形式，此類表現形式不直觀且信息比較分散，不易透過現象看到本質，而引入空間信息技術可以解決平面信息與空間信息的脫節問題，在充分利用現有屬性資源、空間資源的基礎上深入挖掘提升空間，可以多維的角度進行全面展示，更利于決策分析。

所以，必須要建立基于地理信息系統（geographic information system，以下簡稱GIS） 的配網通信資源可視化系統（以下簡稱可視化系統）才能滿足當前的信息運維需要。

2.3 應用建設思路

可視化系統總體架構建設思路是，通過接入電網GIS空間信息服務平臺的基礎地理信息與電網信息服務作為通信資源的底圖參考與數據支撐，與通信資源管理系統進行系統集成，實現系統交互及系統功能實現，并將系統功能分為數據層、組件層、服務層、應用層。系統架構按照面向對象的設計思想、采用分層架構設計，以組件化設計模式將通信可視化系統總體架構劃分，如圖1所示。

可視化系統采用B/S架構，通過與現有的、分散的系統進行服務、應用、數據各個方面的有效集成，在充分利用現有資源的基礎上，利用網絡通信、計算機、GIS、數據庫、復雜算法等技術進行深化應用的研究與實踐。

3 功能分析

3.1 通信資源管理

通信資源包括站點、光纜段、光接頭盒、光交接箱、埋設、工井等眾多類型，系統實現了通信資源的圖形建模，將真實的通信資源放置在地圖中真實位置上，使得通信資源擁有了空間特性，結合通信資源的屬性信息，實現通信資源屬性信息與空間信息的關聯。在建模過程中，系統提供自動捕捉功能，使存在關系的通信資源能夠建立空間關系及拓撲關系。同時為提高系統建模速度，還提供了通信資源臺賬數據和經緯度坐標信息導入功能。

3.2 通信資源專題圖管理

系統主要實現了管道專題圖、纜井專題圖等專題功能，通過點擊地圖上的指定管道，展示該管道的截面圖，在管道截面圖中詳細展示管道中管分布結構信息及管中光纜的敷設情況，實現對管纜資源的全景化、全方位展示，通過在地圖中點擊指定的纜井，展示該纜井展開圖，通過展開圖可以直觀顯示纜井中的管道連接信息、管孔分布信息、光纜與管道敷設關系，通過展開圖可以直觀的展示檢查井處各管道的各管孔的分布情況和占用情況。此部分功能為使用人員快速了解地下通信資源信息提供了便利。

3.3 通信資源空間分析

通信資源的空間分析，為用戶對通信資源的輔助決策分析提供充分依據及有力支撐，此部分功能主要包括拓撲連通性分析、業務導航分析等高級分析功能。

（1）拓撲連通性分析：分析指定設備與哪些設備連通。通過指定起始設備、分析級別在地理圖中對通信資源的拓撲連通性進行分析的功能，對分析的結果進行高亮顯示，同時展示分析結果列表，并能夠對分析到的設備進行空間定位。

（2）業務導航分析：在電力配網通信行業，受到來自多方面因素的影響，通信設備出現故障導致通信終端的事故發生在所難免，如光接頭盒丟失、光交接箱損毀、光纜纖芯中斷或光纜中斷等，當遇到設備故障時，業務導航可通過設置起始點、終止點、必經點及故障點，在最短時間內自動生成避開光纜故障點的最有路徑導航方案，為故障快速恢復提供參考。

4 應用建設經驗

4.1 資源命名規范化

通信資源分布廣泛，具有明顯的地域特性，隨著通信資源管理的不斷加強，通信資源命名規范化是尤為重要的，資源命名應具有意義，一個規范的資源名稱能夠使資源使用人員一目了然，不但能夠知道當前資源本身的名稱及主要屬性，且可很方便的了解與當前資源存在聯系的其它資源。

4.2 循序漸進

任何事物的建設和發展都不是一蹴而就的，都需要一個循序漸進的過程。在可視化系統建設歷程中應從兩方面出發。

（1）從資源數據出發，電力通信資源數據多而繁雜，數據的獲取、處理、分析、存儲都需要一個過程，需要在實際應用中不斷的完善。

（2）從需求出發，系統在投入初期其功能要能夠滿足使用人員當時的需求，而隨著使用人員的操作水平與理論水平的不斷提高，會對系統提出新的功能及需求，此時，便要循序漸進，完善系統功能滿足用戶提出的新需求。系統功能應本著與時俱進的思想，以不斷滿足用戶需求為宗旨。

4.3 提高數據質量

電力通信資源數據多而繁雜，如何保證這些龐大而復雜的資源信息的準確性和及時性，提出幾點要求。

（1） 從源頭抓起，保證進入到系統中的數據是有效的、可用的，對于采集類數據，要制定采集規范并嚴格按照規范進行操作；（2）把控過程，數據在系統內部及系統間流轉過程中，保證數據的完整性、一致性，可制定完善的數據異動流程，保證數據來去一致；（3）做好收尾，寶貴的數據應適時存儲到企業數據倉庫，為數據溯源及大數據挖掘提供基礎支撐。

5 結語

隨著系統的上線運行，系統功能的不斷深化應用，同時伴隨電力通信設備的不斷更新、業務需求的不斷變化，系統對數據獲取的及時性、準確性、一致性將提出更高的要求，在未來系統的應用過程中需要注重數據積累，只有通過長期的數據積累和梳理完善，才能保持系統的生命力；同時可視化系統與企業內部的其它系統功能上的融合應加強，為了避免重復開發、縮短系統開發周期及節約系統建設成本，要充分挖掘待建設系統與已建成系統的共同點與不同點，充分考慮到各個系統間的復用性、可維護性及靈活性。

參考文獻

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