基于GIS的地下電纜及通道管理系統的設計與實現

國家電網浙江余姚市供電有限公司 譚文兵

余姚市宏宇輸變電工程有限公司 蒲 文 鮑旭峰

針對當前城市地下電力電纜存在的數據資料不完整，更新不及時等問題，提出了基于地理信息系統（GIS）、移動應用等技術的電纜及通道的數據管理系統的設計和實現方案。系統包括移動應用端和電纜GIS圖形客戶端，可實現電纜數據的現場普查錄入、現場設備查詢、普查結果的導入和電網圖形的維護。本系統在浙江余姚供電有限公司得到應用，達到了預期的應用效果。

引言：隨著城市建設的加快，配電網中電纜的比例也是逐年上升，城市電纜化率超過50%，有的甚至達到75%以上。由于電力電纜是隱蔽工程，基礎數據顯得非常重要，然而當前對這方面的管理還比較落后，資料殘缺，更新不及時，查找不便，與現場嚴重不符；另外配網的運檢業務也從架空線模式轉為以電纜為主的模式，許多管理方法和措施沒有及時跟進，極大地影響了電纜搶修及施工管理。國家電網公司建設了PMS2.0系統，其中包括了電網資源管理的GIS部分，提供了電網圖形和電網拓撲的管理，但離專業的地下電纜管理需求還有比較大的差距。隨著國家電網公司“三集五大”體系建設的不斷推進及供電服務“十項承諾”的要求，對地下電網的規劃、運行和檢修提出了更明確的要求，改變傳統的地下電網數據的管理方式和普查資料不全、位置不明的地下電纜的工作已迫在眉睫。因此有必要建設一套地下電纜及通道的數據管理系統，以提高電纜管理的效率和效益。

一、系統設計

（一）需求分析

電纜及通道是電網的重要組織部分，是電網規劃設計、施工、運檢等業務部門的工作重點之一。城市電網的趨勢是電纜化，電纜的比重會逐步提高。電纜及通道的運檢維護成為安全供電、可靠供電的關鍵之一。電纜及通道屬于地下隱蔽工程，相比地面的架空線路，其日常運檢有很大的難度。由于電纜敷設時間久、電網改造頻繁、信息化水平低等各種原因，導致地下電纜的數據資料缺失、不完整、更新不及時等問題，給運檢、調度、搶修、巡檢、電網規劃、電網改造等業務造成很大的困擾。在電纜及通道的管理上，迫切的需求主要表現在以下幾方面。

1、已有電纜資料的數字化錄入。需要對已有的紙質竣工圖、CAD設計圖等錄入到專用的電纜數據庫中，以供共享使用；

2、對已有電纜圖形數據的進行校驗核查，校對位置、拓撲連接關系，確保電子數據與實際情況相符；

3、對現場電纜設備及通道設施進行精確、全面的普查，把它們的位置、基本屬性、拓撲關系等數據錄入到電纜管理系統；

4、在搶修、巡檢過程中，能快捷方便的查詢、定位到電纜設備、電纜井，查看電纜井的內部穿孔、盤余情況；

5、提高電纜及通道數據的共享程度，為運檢、調度、規劃、工程等業務提供及時、準確的電纜數據。

（二）數據模型

地下電纜及通道涉及到大量的設備設施，種類多，數量大，形態各異，結構復雜。模型設計上要考慮設備設施對象的幾何類型、拓撲連接定義、屬性字段、是否有內部圖等方面。

電纜、電纜井、電纜溝對象的圖形如圖1。

圖1 電纜、電纜井、電纜溝對象

電纜井展開圖如圖2。

圖2 電纜井展開圖

（三）系統總體架構設計

軟件架構上采用多層架構，分別為數據層、服務層、應用層。分層設計有利于功能分離，降低模塊之間的耦合度，利于開發和后期維護。軟件架構如圖3。

圖3 系統軟件架構圖

數據層上，包括基礎地圖數據、電纜及通道的圖形數據、臺賬數據、拓撲數據，以及圖元、配置數據等元數據；服務層上，包括圖形引擎服務、Web服務和統計查詢服務等；應用層上，包括C/S的圖形編輯維護客戶端，現場數據普查、巡檢的移動應用App。

硬件架構上，主要設備包括服務器、客戶端、移動設備，移動設備與服務器的通信采用VPN專網接入的方式。硬件架構如圖4。

圖4 系統硬件架構圖

（四）服務端設計

服務端主要提供四個方面的服務，服務和功能分別如表1。

表1

（五）客戶端設計

C/S客戶端電纜及通道數據維護的工具主要提供電纜及通道對象的數據錄入編輯、維護功能。主要功能如表2。

電纜數據管理的重點功能是電纜線路普查結果數據的自動導入成圖、圖形繪制以及電纜井展開圖管理。

（六）移動應用端設計

通過移動端的App應用，實現室外現場的電纜數據普查和巡檢應用，包括電纜井定位、數據錄入、巡檢查看、拍照等。

二、應用效果

本系統在國網浙江余姚供電有限公司部署使用，通過應用本系統，對電纜線路進行了普查，獲取完整、準確的電纜數據，建立完整的電纜數據庫，提高了電纜數據的準確性、完整性和共享程度，提高了電纜運檢業務的效率。

表2 客戶端主要功能

三、結束語

本文探討了電纜及通道的數據管理的現狀和需求，并提出了基于GIS、移動應用的電纜數據管理系統的設計和實現方案。本系統在余姚供電有限公司得到了良好的應用，達到了提高電纜管理業務效率的目標。