Google Earth系列軟件在輸電線路運(yùn)行管理中的運(yùn)用

摘 要：文章簡(jiǎn)要的介紹了Google Earth衛(wèi)星地圖軟件在輸電線路臺(tái)賬管理中的應(yīng)用情況，針對(duì)目前輸電線路臺(tái)帳系統(tǒng)的特點(diǎn)，創(chuàng)造性的將GE、KML、Sketch Up三軟件結(jié)合起來(lái)使用，為線路臺(tái)賬管理、特殊區(qū)段管理以及群眾護(hù)線管理提供實(shí)實(shí)在在的地圖支持，且已經(jīng)成功的應(yīng)用于某電業(yè)局35～220kV輸電線路管理中，應(yīng)用效果良好， 具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：Google Earth；KML轉(zhuǎn)換工具；Sketch Up軟件；線路臺(tái)賬管理；特殊區(qū)段管理

引言

目前輸電線路運(yùn)檢部門(mén)的線路臺(tái)帳一般都為紙質(zhì)或電子文檔，而且這些資料都是分散、抽象且重復(fù)的，給平時(shí)線路的運(yùn)行檢修、管理工作帶來(lái)了許多的不便，并且隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，輸電線路的分布也越來(lái)越廣且大多處于山高谷深、地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣的山區(qū)，線路桿塔所處的地理位置、桿塔周圍的地形地貌越來(lái)越復(fù)雜，如果不建立完善的臺(tái)賬管理系統(tǒng)，將會(huì)給線路的運(yùn)維工作帶來(lái)很大的麻煩。為此，這里詳細(xì)的介紹了如何利用Google Earth、KML轉(zhuǎn)換工具及Sketch Up軟件來(lái)進(jìn)行輸電線路運(yùn)行管理。

1 Google Earth軟件、KML轉(zhuǎn)換工具、Sketch Up軟件介紹

1.1 Google Earth軟件簡(jiǎn)介

Google Earth 是一款完全免費(fèi)的全球衛(wèi)星地圖集成軟件，可以將衛(wèi)星圖片與全球衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)、圖形、視頻流以及三維技術(shù)結(jié)合在一起，能實(shí)時(shí)地為用戶提供三維空間信息和數(shù)據(jù)。可直觀地顯示經(jīng)度、緯度、海拔高度等地形參數(shù)。

1.2 KML轉(zhuǎn)換工具簡(jiǎn)介

KML轉(zhuǎn)換工具可以將桿塔的所有臺(tái)賬信息包括桿塔圖片轉(zhuǎn)換成Google Earth地圖軟件能夠識(shí)別的格式，在三維地圖中客觀的顯示出來(lái)，其外觀如圖1所示。

KML轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)EXCEL、MAPINFO文件支持轉(zhuǎn)換點(diǎn)、線、多邊形數(shù)據(jù)，支持導(dǎo)出在GOOGLE EARTH中所畫(huà)的全部坐標(biāo)，導(dǎo)出生成EXCEL點(diǎn)文件、線文件（用SHEET來(lái)表示每條線路、面文件（用SHEET來(lái)表示每個(gè)面的數(shù)據(jù)）并且保留了原有的可以轉(zhuǎn)換成MAPINFO的功能，并且支持地名標(biāo)注。

1.3 Sketch Up軟件簡(jiǎn)介

Sketch Up又名“草圖大師”，是一款可供用于創(chuàng)建、共享和展示 3D 模型的軟件，在輸電線路3D模型繪制中有著廣泛的運(yùn)用。

2 系統(tǒng)的運(yùn)用和功能

2.1 輸電線路臺(tái)賬管理

（1）先利用GPS采集桿塔的經(jīng)緯度，然后新建Excel表格，在第一行依次輸入桿號(hào)、經(jīng)度、緯度、線路名稱、群眾護(hù)線等線路臺(tái)賬信息（以110kV瀘新線為例）。從第二行開(kāi)始依次將110kV瀘新線1#-11#塔的桿號(hào)、經(jīng)度、緯度（經(jīng)緯度必須為小數(shù)格式）、桿型等信息對(duì)應(yīng)輸入到表格中，如圖2所示。小數(shù)格式的經(jīng)緯度=度+分/60+秒/3600。

（2）運(yùn)行KML生成工具，打開(kāi)剛保存的名為110kV瀘新線的Excel文件，文件里各桿塔的信息將自動(dòng)讀取到軟件中。

（3）利用Sketch Up軟件進(jìn)行桿塔繪圖。桿塔有多種類型，如貓頭型、酒杯型、干字型、傘型等等，但總的可分兩大類，即耐張和直線桿塔，可以利用Sketch Up軟件繪出所有桿塔的塔型，然后導(dǎo)入Google Earth軟件平臺(tái)，這樣在電腦上面就可以看到所有線路的桿塔3D模型。如圖3所示。

地圖中可以將線路走向、桿塔臺(tái)賬資料等直觀、清晰的顯示出來(lái)，相關(guān)人員可以根據(jù)地圖中的顯示情況確定電網(wǎng)中每條線路及每個(gè)基桿塔的相關(guān)情況。即使線路搶修時(shí)有外部單位人員參與，也可以利用Google Earth地圖向其提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的地理信息圖，大大提高了工作效率。由此可見(jiàn)，Google Earth與傳統(tǒng)方法結(jié)合應(yīng)用可有效提高工作質(zhì)量。

（4）指導(dǎo)線路搶險(xiǎn)工作。Google Earth平臺(tái)上，可以呈現(xiàn)桿塔的三維地形，能從不同高度和不同角度對(duì)輸電線路桿塔所在地形環(huán)境進(jìn)行觀察。一旦線路發(fā)生故障，管理人員可以在第一時(shí)間內(nèi)掌握故障點(diǎn)的地理信息以及桿塔三維圖形，繪制線路地理信息圖，指派工作負(fù)責(zé)人，按照地理信息圖，快速尋找到桿塔故障點(diǎn)，消除故障，而不至于走錯(cuò)路徑，從而提高工作的效率。

（5）指導(dǎo)線路巡視工作。在線路工巡視工作中，Google Earth制作的線路圖及地理信息系統(tǒng)也會(huì)起到重要作用。在巡線工作開(kāi)始前先應(yīng)用計(jì)算機(jī)查看Google Earth制作的線路圖，通過(guò)電腦顯示屏即可輕松查看需要巡視的起始點(diǎn)地標(biāo)，即使巡視人員在巡視前對(duì)桿塔處的地理環(huán)境不甚了解，也可以利用Google Earth地圖準(zhǔn)確查看巡視線路上的地理情況，包括村莊、公路、土路、河流等，甚至可以細(xì)化到每個(gè)基桿的地質(zhì)地貌，大大提高了工作人員的工作效率，尤其是針對(duì)新上崗的工作人員，利用Google Earth制作線路圖及地理信息系統(tǒng)可幫助其迅速了解現(xiàn)場(chǎng)情況，提高對(duì)巡視線路的熟悉程度。

（6）指導(dǎo)線路防雷工作。地形是影響輸電線路桿塔雷擊概率的重要因素，在傳統(tǒng)的線路防雷工作中，相關(guān)人員了解輸電線路的地形信息只能通過(guò)分析等高線圖、斷面圖進(jìn)行了解，在這種二維圖像中僅能看出線路斷面的高度差異，雖然等高線圖包含了三維空間信息，但是其屬于空間投影平面圖，直觀性較差。而通過(guò)Google Earth可以從不同的高度、不同的角度觀察輸電線路塔植所在的地形環(huán)境，在統(tǒng)計(jì)典型的雷擊地形地貌特點(diǎn)時(shí)更加準(zhǔn)確、高效。

2.2 特殊區(qū)段管理

（1）特殊區(qū)域是根據(jù)線路沿線的地形、地貌、周圍環(huán)境、氣象條件等來(lái)劃分的，所謂特殊區(qū)域主要包括重污區(qū)、鳥(niǎo)害區(qū)、覆冰區(qū)及雷擊區(qū)等等。傳統(tǒng)的特殊區(qū)域管理模式中，僅會(huì)將某線路中某段桿塔屬于何種特殊區(qū)域進(jìn)行歸類，僅從書(shū)面表達(dá)上對(duì)其做出簡(jiǎn)單介紹，缺乏詳細(xì)的地理信息。而利用楊軟件中的“多邊形”功能，則可以在地圖上明確特殊區(qū)域的范圍，還可查看特殊區(qū)域的地形地貌，大大提高了特殊區(qū)域分布的直觀性。在Google Earth地圖上，我們將不同的區(qū)段用不同的線條顏色來(lái)標(biāo)識(shí)，比如某條線路的12#-20#是屬于重污區(qū)，我們可以將這一段用紅色的線條來(lái)區(qū)別于其他一般污區(qū)，并在線條的上方標(biāo)識(shí)重污區(qū)；鳥(niǎo)害區(qū)用藍(lán)色線條來(lái)標(biāo)示，這樣不同的區(qū)段就會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色，一目了然，便于線路特殊區(qū)段管理。

（2）當(dāng)某一條線路的雷擊區(qū)因雷擊跳閘后，線路管理人員可以先通過(guò)Google Earth軟件提供的雷擊區(qū)大致估計(jì)，然后在進(jìn)行事故巡視，查出被雷擊的桿塔，但不清楚雷擊的桿塔所處的地理位置。線路管理人員可應(yīng)用Google Earth軟件來(lái)查看雷擊的桿塔所處的地理位置，從而進(jìn)一步分析桿塔雷擊的原因，掌握雷電活動(dòng)的規(guī)律，為該地區(qū)線路的防雷積累經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，線路管理人員也可以根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合桿塔所處的地理位置，有選擇性的安裝防雷裝置，使線路的防雷工作更具科學(xué)性。

（3）同樣，當(dāng)鳥(niǎo)害區(qū)發(fā)生影響線路正常運(yùn)行的事故后，運(yùn)行人員可先通過(guò)地圖查閱，分析鳥(niǎo)害區(qū)段，當(dāng)?shù)氐臈U塔所處的具體環(huán)境，使線路管理人員掌握鳥(niǎo)類的活動(dòng)規(guī)律、合理的選擇線路桿塔安裝防鳥(niǎo)刺等防鳥(niǎo)裝置。

（4）現(xiàn)在傾向于發(fā)展大電網(wǎng)，利用Google Earth 地理信息平臺(tái)能清晰地觀察到電網(wǎng)大范圍情況，對(duì)于薄弱區(qū)域能及早預(yù)防，像雷擊區(qū)、重污區(qū)、鳥(niǎo)害區(qū)等都能很好地觀察。同時(shí)，還能選擇合理有效的搶修路徑，制定出相對(duì)合理的檢修方案和應(yīng)急方案。

2.3 群眾護(hù)線管理

（1）目前，現(xiàn)有的電力系統(tǒng)群眾護(hù)線信息僅以電子檔形式保存在電腦中，比較分散，且用起來(lái)比較麻煩，但是用Google Earth軟件之后，在線路臺(tái)賬管理中線路Excel表格后面的群眾護(hù)線信息欄中都有每一基桿塔的群眾護(hù)線員的名字、住址、電話號(hào)碼等具體信息。

（2）下面我們以110kV瀘新線為例來(lái)說(shuō)明三個(gè)軟件結(jié)合之后在群眾護(hù)線的具體應(yīng)用。首先將保存在紙質(zhì)介質(zhì)或傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的轄區(qū)內(nèi)110kV瀘新線所有桿塔信息轉(zhuǎn)換或重新輸入到特定的EXCEL 表格中，利用KML轉(zhuǎn)換工具和Sketch Up軟件將信息顯示在Google Earth軟件平臺(tái)上面。如果110kV瀘新線8#塔出現(xiàn)故障，我們需要盡快聯(lián)系8#塔的護(hù)線員，打開(kāi)之后，平臺(tái)上面會(huì)出現(xiàn)8#塔的3D模型，護(hù)線員的所有信息，方便我們及時(shí)找到故障原因，迅速對(duì)護(hù)線員作出指示。

3 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)思路及目標(biāo)

3.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)思路

利用KML轉(zhuǎn)換工具將輸電線路的桿塔臺(tái)賬轉(zhuǎn)換導(dǎo)入Google Earth衛(wèi)星地圖中，同時(shí)利用Sketch Up工具對(duì)輸電線路桿塔進(jìn)行建模，垂直投影得到輸電線路的數(shù)學(xué)3D模型，從而直觀的顯示桿塔三維地形情況，將線路故障范圍和 Google Earth顯示的地形地貌相結(jié)合，進(jìn)一步減小桿塔巡視范圍。

3.2 系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

長(zhǎng)期以來(lái)，供電部門(mén)缺乏一個(gè)有效的輸電線路臺(tái)賬管理方案。 然而，線路維護(hù)人員對(duì)線路路徑、桿塔所處環(huán)境、桿塔臺(tái)賬信息的熟悉程度，直接影響其運(yùn)行維護(hù)的工作效率。將Google Earth軟件、KML轉(zhuǎn)換工具、Sketch Up軟件三軟件結(jié)合起來(lái)使用，可實(shí)現(xiàn)三維地形模擬仿真效果，能夠逼真形象的顯示地物、桿塔信息，且能達(dá)到對(duì)桿塔3D模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、定位、圖片載入等功能。利用Google Earth本身優(yōu)勢(shì)，以便實(shí)現(xiàn)高清、便捷、高效、可視化的3D仿真模擬系統(tǒng)，更好的開(kāi)展線路運(yùn)維工作。

將Google Earth、kml轉(zhuǎn)換器、Sketch Up結(jié)合使用后，可提高供電部門(mén)的運(yùn)行管理水平，維護(hù)輸電線路的安全運(yùn)行，特別是供電范圍廣、地形復(fù)雜、發(fā)展較快的區(qū)域，利用該方法在Google Earth平臺(tái)上顯示的畫(huà)面可為調(diào)度、設(shè)計(jì)、生技等部門(mén)提供了最新最準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料，從而實(shí)現(xiàn)了資源共享，提高了企業(yè)的投資效益，為運(yùn)行維護(hù)人員開(kāi)展事故分析提供了方便。同時(shí)，加強(qiáng)了運(yùn)行的巡視管理，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，也為將來(lái)實(shí)現(xiàn)在線管理和網(wǎng)絡(luò)化管理打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章就Google Earth軟件在輸電線路臺(tái)賬管理中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要的介紹，且僅僅對(duì)Google Earth、KML、Sketch Up作了初步的探討，還有很多功能有待我們繼續(xù)去開(kāi)發(fā)，有待以后去補(bǔ)充和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]郭超.如何提升架空輸電線路運(yùn)行管理水平[J].通訊世界，2015：157-158.

[2]黃磊.淺析我國(guó)輸電線路運(yùn)行管理技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（34）：146.

[3]鄭建榮.輸電線路運(yùn)行管理模式探討[J].科技與企業(yè)，2013.

[4]劉小玲.三維GIS輸電線路運(yùn)行管理系統(tǒng)[D].中南大學(xué)，2012.

[5]陳雄波，孟遂民，秦紅玲.基于GIS的輸電線路運(yùn)行管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)[J].電力建設(shè)，26（8）：65-67.

[6]胡宏斌，孟遂民.輸電線路運(yùn)行管理GMIS系統(tǒng)的研究[J].武漢水利電力大學(xué)學(xué)報(bào)，21（1）：69-72.

[7]唐波，孟遂民，黃俊杰.輸電線路運(yùn)行管理地理信息系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），26（4）：310-313.

作者簡(jiǎn)介：王瓊晶（1985-），女，湖北襄陽(yáng)人，工作單位：國(guó)網(wǎng)瀘州供電公司運(yùn)維檢修部，工程師，從事運(yùn)維檢修管理工作9年，研究方向：運(yùn)行、檢修管理。