空間信息技術在電力配網通信的應用分析

云南電網有限責任公司德宏梁河供電局 孔慶功

電力配網通信涉及到的通信設備種類較多，且體現出地域分布范圍廣、結構復雜的特點，從而增多電力系統設備類型，與此同時，在傳輸協議方面也表現出較大的差異性，不利于各類數據的匯總。為解決這一問題，就需重視空間信息技術的合理運用，實現對空間信息的全方位采集與整合，打造一套完善且極具綜合性的系統資源，為數據的集成與共享提供基本保障。

1 電力配網通信現狀研究

配網通信資源呈現出容量大、分布廣、資源結構復雜的特點，不利于資源管理工作開展與實施，而通信信息資源系統可在技術的支撐下實現對通信資源的管控，包括局部站點、區域性站點、各類通信設備、電纜等資源，系統的長期運行與完善，獲得較為顯著的管理效果。電網空間信息服務平臺具有電網設備圖形維護、綜合展現的功能，但當前系統在運行時仍表現出局限性，主要體現在兩方面：其一，通信資源系統盡管能夠統籌管理通信資源屬性與關聯信息，并達到對業務流程管理的目的，但無法實現對空間地理數據圖像的管理，且在展示相關信息時，也缺乏直觀性，不能有效管理通信資源空間數據與空間關系，以至于通信資源屬性信息、空間信息彼此間的聯結受到限制，無法真實反映通信設備的空間位置以及網絡聯結狀態。其二，電網GIS系統可維護并綜合展示電網設備圖像，但不具備對通信資源圖像管理的功能，影響通信管理工作效率與質量。

2 空間信息技術含義介紹

空間信息技術是以地球為研究載體，整合多類技術資源包括多媒體技術、遙感技術、空間技術、地理信息技術等，全方位收集、整理、分析、應用通信與互聯網平臺中的各類空間數據。該技術的實現離不開各理論性學科的支持，比如控制論、信息論、系統論等，且技術所包含的地理信息均具備較為良好的空間尺度與屬性，并可精準反映、解決地球學科中的各類問題，特別是與地球有關各類因素彼此間的相互作用與影響，還能采集到地球時空信息，全過程了解各因素變化特征。

科技的發展與進步推動空間信息技術朝著空間信息基礎設施方向不斷完善，并達到數字地球的目標，但也對技術運用靈活性、時效性提出更高的要求。因此，為實現空間信息技術在電力配網通信中的大范圍應用，需重視技術的合理應用與完善。

3 技術應用必要性及建設思路

電力配網通信管理期間，待管理對象較多，包括各類通信設備以及不同范圍中的通信信息，但決策的合理性與科學性往往受決策者信息量的掌握情況影響，空間信息技術未發展與應用前，決策者會依托于文字、表格、圖像等平面形式展開對信息的分析，這一方式無法實現信息的整合，且分析工作缺乏系統性、深入性，只能夠觀測到表面現象。而空間信息技術的發展與應用，能夠從根本上處理空間信息與平面信息的銜接性問題，充分發揮現有屬性資源、空間資源的優勢，有助于空間的深入挖掘與提升，并能夠從不同維度展示通信信息，為決策工作提供可靠、完整信息支持。因此，為實現對電力配網通信的全過程管理，就需搭建基于地理信息系統的配網通信資源可視化系統，既能夠達到通信管理的目的，又可從真正意義上滿足當前信息運維需求。

基于空間信息技術搭建的可視化系統，其總體框架的建設思路如下：將GIS空間信息服務平臺的電網信息服務與基礎地理信息看做成通信資源的底圖參考與數據支撐，再將其同通信資源管理系統進行系統集成，以此達到系統交互的目的，又可使系統自身功能得到充分發揮，而在對系統功能進行分層時，可細分為四層即數據層、組件層、服務層與應用層。始終基于面向對象的設計思想，秉持分層架構設計原則，采取組件化設計形式，著手于系統架構的搭建。

將其設計為B/S架構，借助當前所運行的各類系統，實現不同服務、數據的有效集成，促使現有資源優勢得到充分發揮，在此基礎上，依托于大數據技術、網絡通信技術、復雜算法技術等，展開可視化系統應用的深層次研究。

4 空間信息技術功能探討

4.1 電力配網通信資源管理

通信資源的類型可細分為站點、光纜段、光接頭盒、工井等，通過應用空間信息技術搭建起的可視化系統可建立起通信資源的可視化模型，將極具完整性的通信資源呈現于地圖中的真實位置，賦予通信資源空間特性，在此基礎上，整合通信資源屬性信息，從而建立起通信資源屬性信息與空間信息彼此間的關聯性。而在搭建圖形模型時，系統可發揮出其自身擁有的自動捕捉功能，促使存在關聯性的通信資源可建立起空間關系及拓撲關系，同時，還能夠完善通信資源臺賬數據源，并在精準的經緯度坐標信息的支撐下，大幅提高系統建模效率[1]。

4.2 通信資源專題圖的管理

可視化通信系統中的專題圖主要分為兩種即管道專題圖、纜井專題圖，系統運行期間，只需在地圖上找到并點擊相對應的管道圖標，便可獲取到該管道的橫截面積圖，且圖紙中又同時涵蓋光纜分布、管道分布、內部結構等內容，實現對管纜資源的全方位展示，確保各類資源的合理、有效運用。此外，技術人員還能夠在地圖上點擊指定纜井，以此獲取到該纜井內部結構示意圖，并進一步掌握管道連接狀態、管孔分布情況以及光纜與管道鋪設實況等信息，有助于對管道內各管孔分布情況的進一步檢查，確保電力配網通信管理人員了解并掌握更為完整且真實的通信資源信息。

4.3 配網通信資源空間分析

對通信資源進行空間分析，可幫助用戶完成對通信資源輔助決策的分析，而這一過程中，展現出的系統功能有拓撲連通性分析與業務導航分析等。

拓撲連通性分析：主要分析對象為指定設備以及各設備之間存在的連通性。分析特定輸入、輸出設備以及其在地圖中所對應的通信資源拓撲結構，可進一步明確拓撲結構的連接性。而在展示分析結果時，往往以高亮的方式進行，也可將結果進行匯總，以列表的形式著手于分析工作，盡可能將所得數據信息與具體設備聯系在一起，從而達到設備空間定位的目的。

業務導航分析：電力配網運行期間極易受到外界環境、人為操作等因素的影響，不利于設備以及通信終端的連續、穩定運行，常見的故障類型有光接頭盒損壞、光纜斷裂、光交接箱破損等。系統運行過程中，若主要設備發生運行問題，便可借助業務導航分析功能，對起始點、終止點進行深入分析，確保工作人員可以最快時間找到故障點實際位置，并根據故障類型以及故障生成原因，自動生成有效的導航路徑，為運維人員可行性、科學性故障處理方案的制定提供可靠信息支持，以保證系統能夠在短時間內恢復到正常運行狀態。

5 空間信息技術的具體運用

5.1 空間資源空間信息采集技術

區域空間是一種邏輯性資源，因此，在空間數據采集時可忽視對區域的采集，但需采集站點資源空間信息。實際作業時，要求技術人員明確采集內容，主要有站點空間位置坐標和屬性數據，并始終將采集誤差控制在±3m左右，技術應用流程如下：對站點四個不同方位的經緯度坐標進行標記，坐標測量工具為高精度GPS，緊接著對不同站點進行命名，并準確記錄站點位置區域的電壓等級以及站點性質，與此同時，還需記錄其所在區域。緊接著將四個方位站點的對角線作為依據，而所得兩條線交點即為站點中心坐標，采取橢形基準轉化法實現對采集坐標參數的處理，并完成相應平面坐標的轉換，以此建立起目標坐標系，而后續空間信息數據采集與使用中，可直接使用轉換后的坐標，以此提高數據采集效率。

5.2 線路走廊資源空間信息采集技術

應用空間信息技術，開展電力配網通信中的線路走廊資源空間信息采集工作時，需從三方面加以考慮。

首先，檢查井空間信息采集。對該區域進行信息采集時，要求所得到的采集數據與實際偏差不大于±0.5m，技術的實現方式有兩種。其一，借助高精度GPS儀器對檢查井的經緯度坐標參數進行采集，在此期間，需做好檢查井名稱、裝設地址等信息的記錄；其二，依托于檢查井斷面圖紙，以此了解其溝道尺寸、深度、管道管孔數量以及分布情況，為技術人員繪制配網通信可視化系統檢查井展開圖、埋設剖面圖提供可靠的參數支持，與此同時，還需利用高清拍攝設備獲取檢查井全貌及不同方位圖片。

其次，地下埋設空間信息采集。同樣需控制所采集數據與實際參數的偏差在±0.5m以內，針對地下埋設拐點位置沒有在地面設置顯著標識的公共設施，對于有圖紙資料的，可采取圖紙標繪法進行標記與繪制，而對于缺乏圖紙以作參考的公共設施，則可依托于空間信息技術實現對該區域信息的采集。技術操作流程如下：借助地下管線探測儀對地下設施的大致位置進行探測，以此獲得待采集設施在地表上的投影，當探測到目標后，利用GPS儀器實現對該設施的精準定位，并做好探測參數的完整記錄，包括設施深度、實際位置、運行編號、設施名稱以及運行單位等。

最后，桿塔空間信息采集。應用空間信息技術對桿塔空間數據進行采集時，采集數據誤差要求與上述一致，而技術的實現也需要在高精度GPS設施的支撐下進行，使用GPS獲取道桿塔經緯度坐標，做好桿塔名稱、實際位置、材質、同桿架設回路數等信息的記錄。

5.3 配網通信光纜資源空間信息技術

光纜可被歸類于邏輯資源中，不需對其進行空間數據采集，但對于光纜段與連接點處則需執行空間信息采集工作。

光纜段空間信息采集：采集內容主要有架空光纜空間信息、埋設光纜空間信息。執行前者采集作業時，需控制采集誤差在±1.0m以內，技術的操作流程如下：借助GPS設備獲取桿塔經緯度坐標參數，利用拍照設備實現對桿塔全貌照片的拍攝，準確記錄各類與桿塔相關數據信息，將經緯度坐標作為依據，以此明確光纜的空間走向，并做好光纜線路名稱、起始點、終點以及所屬區域的記錄。

配電埋設光纜空間信息采集：采集誤差始終控制在±0.56m之間，技術實現原理為根據線路走廊資源采集到的檢查井與埋設拐點信息，完成光纜埋設走向的繪制，采取實際地下管線測繪方式，獲取到光纜線路拐點位置參數，也可依托于光纜埋設線路路徑，實現對光纜線路走向與位置的確定，但均需做好埋設方式的標注，同樣需記錄光纜段名稱、起止站點、光纜段類型等信息。

將空間信息技術應用于光連接點空間信息采集工作中時，需從三方面著手考慮即光接頭盒、光交接箱、光終端盒。其中，后兩類光連接點與架空光纜線路上的光接頭盒的空間信息采集方式相一致，且采集數據與實際值偏差應控制在±0.5m左右，技術操作方法如下：使用GPS確定光連接點經緯度坐標，記錄設備名稱、類型，同時，還需對支撐設施類型與名稱進行精準記錄，也應匯總光連接點所屬光纜段、空間區域以及具體位置。

采集檢查井中光接頭盒空間信息時，應先依托于實際地下管線測繪方式、圖紙標會方法實現對光纜直通型接頭盒、光纜接續性接頭盒空間坐標的全方位采集，并做好各類信息的記錄工作。

6 電力配網通信中空間信息技術應用注意事項

6.1 資源命名規范化

通信資源的分布范圍較廣，且表現出較為顯著的地域特征，現如今，我國電力單位已重視起通信資源的管理，通信資源命名作為管理工作的其中一項內容，更需做到規范化，確保其名稱具有相應意義。而一個極具規范性的資源名稱能夠使技術人員以及資源利用人員明確該資源的主要屬性，還能分析出這一資源與其他資源存在的內在聯系[2]。

6.2 數據質量增強化

電力通信資源數據的多樣化特點，增大資源數據信息的管理難度，而如何確保所獲信息的準確性、及時性，便是需重點關注的問題，因此，技術應用時，要求技術人員明確三項基本要求。需從源頭抓起，確保傳輸進系統中的數據均為有效且可使用信息；做好數據處理全過程的把控，數據輸送進系統后，需在其內部各模塊中流轉，為增強數據信息的完整性、一致性，應針對數據異常流動問題制定一套完善且可行的處理方案，確保數據輸入與輸出相一致；嚴格把控收尾工作，將具有參考意義的數據信息存儲于總數據庫中，為后期數據溯源追蹤、大數據挖掘工作的開展與實施提供可靠數據支持。

6.3 遵循循序漸進原則

所有事物的建設與發展均是一項系統化工程，因此，為保證事物的良性發展，就需始終秉持循序漸進原則，而空間信息技術的運用也是如此，且在搭建可視化系統時，應站在兩個角度進行分析：其一，基于資源數據視角，完善技術應用方法，以此構建出有運行價值的系統。這是因為電力通信資源涉及到的數據類型較多且過于雜亂，針對不同類型數據均需執行獲取、處理、分析、存儲等過程，為保證各項工作有效進行，就需充分發揮資源數據優勢，實現對可視化系統的全方位完善，獲得更為顯著的技術應用效果。其二，從需求實際出發，系統運行前期，應保證其具備滿足系統使用人員真實需求的功能，但隨著科技水平的逐漸提升，促使使用人員的理論及操作水準得到進一步升華，而基本功能已無法滿足技術人員實際要求。這時需堅持循序漸進原則，根據電力配網通信運行需求，采取可行的技術手段，展開可視化系統功能完善工作，以此滿足不同使用人員對于系統功能的個性化、多元化需求。與此同時，升級系統功能時，要求技術人員深度融合與時俱進的思想，并始終將滿足用戶需求為根本目標，以保證系統建設有效性、實用性。

空間信息技術的應用，能夠充分發揮出電力配網通信系統的運行功能，并達到積累數據的目的，還能保證所獲取數據的真實性、準確性，為供電單位內部各系統與可視化系統功能的全面融合提供保障，極大程度地縮短系統開發周期，同時還能規避系統重復開發的問題，極具應用意義。