移動GIS建設規劃的研究分析

姜春瑩,朱圣盼,何春光

（國網浙江寧波供電公司,浙江寧波，315200）

移動GIS建設規劃的研究分析

姜春瑩,朱圣盼,何春光

（國網浙江寧波供電公司,浙江寧波，315200）

移動GIS 作為一種便捷的數據采集和現場作業工具，可顯著提高電網生產和管理的工作效率。以國網浙江省電力有限公司移動GIS 的研究和應用為背景，簡要介紹了移動GIS的應用需求、建設模式、技術架構，并對移動GIS 未來應用情況進行了展望。

電力移動GIS；現場作業；線路巡檢；建設規劃

0 引言

地理信息系統（Geospatial Information System，GIS）作為一種資源圖形化管理與可視化分析的手段，廣泛地應用于電網企業的發電、輸電、變電、配電、用電、調度、通信等專業，可有效提高數據采集、存儲效率，提升故障定位、分析、處理能力，為電網的運行分析提供輔助決策支持，同時有效降低企業生產運營風險。移動GIS作為一種便捷的數據采集和現場作業工具，可顯著提高電網生產和管理的工作效率。

1 電力移動 GIS 需求分析

隨著手持便攜設備的發展，移動設備在日常生活和工作中的應用越來越廣泛。移動辦公應用技術不僅可以在日常生產業務中使用，在應對緊急事件中更能發揮巨大優勢。在信息化不斷推進的過程中，利用移動終端開展業務的現場作業已成為電力行業重要的工作方式之一。移動GIS 的引入是對原已在電力行業得到廣泛應用的地理信息系統的有效延伸。移動GIS 與無線定位技術相融合，產生全新的應用模式，使空間地理信息系統應用得到更深層次的提升。

正是由于其兼具智能移動終端定位精準、擴展性強、方便快捷等特點，移動GIS 可廣泛應用于電網企業的生產、營銷、應急和車輛調度管理等領域，同時還可應用于電網企業調度運行管理、工程建設管理、物資調撥管理等領域。

1.1 生產業務領域。

主要滿足生產移動作業應用，以工作任務、作業文本為主線，涵蓋輸、變、配三大專業的工作任務信息下載、現場作業信息記錄、現場作業信息上傳等業務操作流程。移動GIS 為這些應用提供圖形展現、路徑分析、任務觸發、臺賬查詢與導航等功能。

1.2 營銷業務領域。

通過與營銷系統的關聯集成，利用GIS 的可視化展現優勢和電網設備的空間拓撲模型，有效結合營銷相關業務，實現跨部門、跨專業應用系統的數據共享和流程的無縫集成，為營銷業務信息化管理提供一體化的信息支撐。

1.3 應急管理領域。

電力應急應用主要有電力搶修、應急物資調度、防災減災等方面，采用實時和離線相結合的雙重模式，一方面實時訪問服務、獲取最新信息，同時輔以離線模式進行大數據的查詢。移動GIS的地圖定位、實時數據查詢、實時指令接收和導航技術，極大提高了搶修、調度的效率，直觀、有效地展示了目標地理信息，提高了應急反應能力。

1.4 在車輛調度管理領域。

移動GIS 可服務于車輛實時調度和運行管理，包括路徑分析、車輛GPS 導航、車輛定位等。此外，移動GIS 還可應用于電網企業調度運行管理、工程建設管理、物資調撥管理等領域。

2 電力移動 GIS 建設規劃

2.1 建設模式

移動GIS 具有單獨與集成2 種建設模式。在20 世紀，由于技術成熟度及業務的需求較為單一，電網企業更多地采用單獨建設模式，即僅針對某些具體業務需求，如配電巡線等單獨立項，單獨建設電力移動GIS。近年來，隨著技術發展和企業信息化水平的提升，越來越多的企業更加重視信息系統規劃，以確保系統的復用性和資源共享，因此集成建設模式成為一種新的趨勢，電力移動GIS 不再僅僅服務于配電巡線，而是集成了生產管理系統、營銷系統等，以實現生產設備信息和線路數據的上傳、下載，并實現設備導航及現場移動作業等功能集成。與單獨建設模式相比，集成建設模式具有以下優點：（1）有利于信息系統統一、規范化，避免重復建設及投資浪費。（2）可實現數據、信息的流通共享，避免信息孤島。（3）可充分復用已有信息系統建設成果，如電力移動GIS 定位為電網GIS 地理信息服務平臺的高級模塊，不僅可利用電網GIS 地理信息服務平臺中的基礎地理信息、設備和線路空間信息，與國家電網公司已建成的生產管理系統、營銷系統、應急管理系統等集成，還可有效利用生產管理系統中的設備臺賬信息、運行檢修信息，以及營銷系統中的用戶信息和應急管理系統中的搶修信息等。（4）為電力生產設備全生命周期管理、業務全流程管理等奠定基礎。因此，對于電力移動GIS 建設，采用集成建設模式可發揮信息系統規模化效益，同時增加數據共享，降低重復開發成本，提高工作和管理效率。

2.2 技術架構

以國家電網公司現有信息系統為基礎，按集成建設模式的思路，可初步梳理電力移動GIS 整體架構，如圖1所示。

其中，移動GIS 作為電網GIS 地理信息服務平臺高級功能模塊，可與安全接入平臺、移動應用開發平臺集成。集成后的系統可根據生產管理、營銷管理等業務應用服務和數據，開展相關業務工作。

圖1 移動GIS 整體架構

2.3 關鍵技術

電力移動GIS 的關鍵技術主要有空間數據壓縮、高性能電網圖形渲染以及電網數據分區及同步等。

2.3.1 空間數據壓縮。

在有限的無線網絡帶寬，以及有限的移動設備內存容量和CPU 處理能力下，為了減少冗余數據讀取所帶來的增加I/O開銷和內存占用，提高資源使用效率，可定義適合于電力行業的空間數據的組織模型以及空間索引，綜合運用點抽稀、電網數據壓縮等空間數據壓縮技術優化原始空間數據結構，形成最終無重復數據、內容緊湊的空間數據壓縮/ 索引存儲模型。①空間數據抽稀?？臻g數據抽稀技術在保證圖形顯示質量的前提下，定義了一個過濾閾值，提取盡可能少的特征點來表達完整的GIS 空間信息，其處理速度僅與空間數據量成正比。②空間數據壓縮?？紤]到現有移動設備的CPU 處理能力，在保證系統運行速度可接受的基礎上，一方面采用高效的壓縮/ 解壓縮算法對電網數據進行處理，另一方面剔除移動GIS 中不需要的內容，形成內容緊湊的圖形存儲模型，減少空間占用。

2.3.2 高性能電網圖形渲染。

電網圖元符號多，組合復雜，必須采用高效的優化算法，通過建立快速空間索引，采用高效的緩存策略、靈活的圖層配置、動畫效果等支持矢量要素和高效渲染地圖技術，才能解決大數據量要素矢量回執效率及性能問題。

2.3.2.1 空間數據網格索引。

在使用空間數據壓縮技術存儲的基礎上，為加快空間數據的檢索訪問速度，通過對壓縮的空間數據構建網格索引，能快速定位空間數據。

2.3.2.2 緩存策略。

通過制定高效的緩存策略，將已讀取的空間數據進行部分緩存，提高電網數據讀寫效率。

2.3.2.3 電網圖層配置。

合理定義電網設備圖層顯示方案，不同的電網設備數據分別加載至相應的層級，分層加載顯示。

2.3.2.4 圖形特性。

針對部分電力設備的加載渲染耗時的特性，均衡時間與實際顯示情況，在一定的程度上對圖元進行削減或簡化。

2.3.2.5 補間動畫。

在表現層將地圖的展示與用戶手勢相結合，通過補間動畫技術，使圖像顯示從當前地圖至新渲染的地圖平滑過度，減輕移動終端性能不足對用戶體驗造成的負面影響，增強移動GIS 與用戶的交互性。

2.3.3 電網數據分區及同步。

電網資源空間數據量巨大（省級區域內一般具有千萬級的電網設備），空間數據的有效組織與管理是GIS 系統應用成功與否的關鍵，在移動GIS 應用上更是如此。電力移動GIS 的電網數據存儲采用空間分區、專題分層的數據組織方法，將電網數據按一定的方式進行分層、分區劃分，根據電網移動GIS 應用類型進行數據的按需抽取、增量更新。

2.3.3.1 電網數據分區。

通過移動GIS主站的空間數據分層分區管理功能，從全量空間數據劃分出不同的分區數據范圍。

2.3.3.2 電網數據抽取、轉換。

按照移動應用類型從電網GIS 平臺數據心中，針對具體的分區范圍進行空間數據的抽取、轉換壓縮、建立索引，形成適用于移動設備存儲和應用的電網數據。

2.3.3.3 電網數據同步。

使用電力移動GIS 應用系統進行電網空間數據的采集、校驗后，利用數據同步工具將采集成果一鍵式無縫地導入到電網GIS 平臺，實現現場設備臺賬、空間信息智能采集。

3 結語

從現有的電力移動GIS 在電力生產和管理中的研究和實踐來看，該技術的應用可有效輔助業務人員開展日常工作，大大提升了現場工作和電網管理的效率，節約了人工成本及資源，并對生產管理系統、營銷系統、應急管理系統等業務的集成、融合和信息共享發揮了紐帶作用。移動GIS 不僅僅可應用于生產、營銷的現場故障搶修作業與車輛調度，還可以在輸配電線路巡檢、現場兩票、現場搶修單、故障單填報、業擴報裝、抄表管理、電費收繳、用電檢查、電能采集、能效管理、應急調度、現場指揮等一系列現場作業和協調工作中發揮更大的作用。電力移動GIS 在電力業務中還有諸多用武之地，深入挖掘其業務需求，將其作為各類信息系統的有效延伸，使其成為全方位的輔助工具，是效率和管理提升的有效途徑。

[1]王鵬,搶修人員迅速鎖定故障點,國家電網報 , 2013.12.03.

Research and Analysis on construction planning of mobile GIS

Jiang Chunying, Zhu Shengpan, He Chunguang
（State Grid Ningbo Zhejiang power supply company,Ningbo Zhejing,315200）

as a convenient data acquisition and field operation tool, mobile GIS can significantly improve the efficiency of power grid production and management. The research and application of the national network of Zhejiang province electric power company of mobile GIS as the background, the paper briefly introduces the application of the demand of mobile GIS, construction model and technical architecture of mobile GIS, and future application is prospected.

power mobile GIS; field work; line inspection; construction planning