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文 摘 简要叙述了高压输电网地理信息管理系统的构成、特点、功能，包括：实现输电网档案资料与天津地图有机结合；实现对输电网的设备及其运行、图形信息的科学管理；丰富的查询、统计和可视化功能；具备科学指导线路运行、检修及辅助设计功能；丰富的报表功能；系统维护和帮助功能。输电网地理信息管理系统在天津高压供电公司输电工区投入运行近两年，取得了良好的效果。
关键词 地理信息系统 输电网 安全运行
随着经济的增长，电网建设向着高电压、大容量、长距离方向发展。地区负荷不断增加，新建和改建线路越来越多，电网规模不断扩大，对电网运行的可靠性要求越来越高。因此，在输电网的规划设计、生产运行、档案管理等方面，传统的管理方法已难适应现代化电网建设和发展的需要，急需改变输电系统传统落后的技术和管理手段。运用输电网地理信息微机管理系统已势在必行。
输电网地理信息微机管理系统不仅使输电网的技术管理上升到一个新的水平，更重要的是改进输电质量，减少事故和检修时的停电时间，提高供电的可靠性，降低电网运行费用，为电力用户提供高质量的服务。
1 输电网地理信息微机管理系统的构成
1.1 简介
随着计算机在电网自动化管理方面应用越来越广泛，特别是近几年迅速发展起来的地理信息系统(GIS) 克服了以往软件或者只有数据管理，缺乏直观的可视化图形，或者有图形却不能对地理信息进行分析处理的缺陷。本系统具备将数据与图形完善地结合起来的特征，为输电网信息管理计算机化提供了可能。其中美国 MapInfo 公司开发的微机型 GIS-MapInfo，虽然在某些领域不如大型 GIS，但由于其具有投资少、见效快、使用方便、易于推广的优点，为创建天津输电网地理信息系统提供了有利条件。
1.2 系统结构及数据结构设计
系统的结构设计是本系统开发的关键环节之一。完善的系统结构和数据结构不仅使电网图形信息资料与图形库之间数据一致性得到有效保证，而且可使计算机操作变得简便，使各种信息查询、分析、处理、统计更加快捷。
在地理信息系统中，地图窗口是 MapInfo 和数据表达的最重要方式，各图层是基本组成结构。结合天津输电网生产运行、设备维护的实际需要，将图纸资料分为多级图层并叠加在不同等级的地理图上，每一图层有各自的数据结构，使用多样化的数据格式通过叠加分层显示，从而使地理位置查找，各类图纸资料信息查询等繁琐工作变得简单而有情趣。
除图形库外，还建立了大量的数据库，它们是系统正常运行和各种数据信息查询分析处理的基础。数据库是按需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计四个步骤进行的。
此外，我们还建立起图象库，将典型设备图片输入到计算机中，使操作人员感到更直观、方便。
1.3 系统配置
硬件配置为：
*Pentium/100 MHz/16 M 内存/500 M 硬盘/VGA 及以上显示器，或更高；
*扫描仪：A4 幅面，彩色；
*绘图仪：A4 幅面或以上，彩色、A1 幅面；
*打印机：Windows 支持的任何打印机；
*鼠标：Windows 支持的任何鼠标。
以上设备中，数字化仪、打印机是必须配置的，扫描仪、绘图仪和大屏幕可以根据需要配置。
软件配置为：
*DOS 6.22 版本；
*MS Windows 95 中文版；
*MapInfo Professional 4.1 ，中文版。
1.4 系统软件设计及资料录入
地理信息系统是60年代兴起，90年代得到迅速发展的一种工具软件，它具有以直观的方式来高效地创建、显示、操作和分析各种以地理或空间为参照数据的功能。
本系统是在 Windows 95 操作平台上开发的。以地理信息系统中之佼佼者 MapInfo Professional 4.1 作为主要开发工具，采用 MapBsic、Windows 环境下C语言、FoxPro 等计算机语言编程，实现多种语言取长补短、联合编程，解决了图形数据之间的数据交换问题。该系统能处理多种数据格式，能转入、转出常用绘图软件 AutoCAD 的 DWG 图形格式和 dBASE、FoxPro 应用程序之间进行数据交换的方法，很好地实现了系统功能。
根据现有的图形资料，利用 CAD 技术绘制了数百张图纸，同时输入了数以万计的数据，从而使系统功能日益完善，真正具备了大到整个电网，小到一个金具螺栓的图纸、图象、数据信息，实现了输电网的计算机管理。
2 系统的功能
2.1 实现输电网档案资料与天津市地图有机结合
利用地图分层叠加功能，用数字化方式录入电网及设备结构的矢量图，使其叠加到电子地图上，把地理数据、属性数据、图象数据完好地结合在一起，对各类图形、数据进行可视化分析和管理，并且具备了无级缩放、任意漫游、分层操作、分级管理、自动显隐、多级检索、定位查找、自动生成统计分析报表等一系列的具有艺术风格的特点。
2.2 实现对输电网的设备、图形信息的科学管理
地理图上叠置了电网线路、变电站及设备的实际分布与平断面图，通过与菜单操作的结合，采用多窗口方式一级一级查询线路及变电站设备图形、数据等信息，使输电网档案资料使用、管理非常方便、准确、快捷。
2.3 实现输电网设备运行有效管理
根据实际情况，针对性地将线路设备、缺陷记录与分类统计、线路检修记录、故障记录与统计等内容作为本系统的一个重要方面，从而为提高输电网的运行质量和科学管理提供了保证。
2.4 丰富的查询、统计和可视化分析功能
本系统具有多种方式查询功能，可利用鼠标点取图形目标查询，也可利用定位查找功能获得所需的具体资料。利用条件查询更方便地获得任何特定条件下的信息，并以特定符号、颜色标注，自动形成表记录。综合查询是对电网分布、输电网总体情况、运行指标等进行查询和统计，为部门领导和输电管理人员提供信息并辅助决策。
2.5 具备科学指导线路运行、检修及辅助设计功能
为工作人员的线路巡视、检修提供了准确的地理位置、参数、图形、照片等信息支持，提供查巡线路与检修情况的全部详细资料。不仅大大提高了工作效率和正确率，而且大大缩短了查询时间。此外，用系统提供的绘图工具绘制和设计线路走向、杆塔的安装位置，初步制定线路切改方案。
2.6 丰富的报表功能
可以把屏幕上的各个窗口通过绘图仪或打印机绘制出来，或者把它们布局在一个画面中，制作图文并茂的复杂报表，也可以生成多种固定格式的报表。
2.7 系统维护和帮助功能
能够增删图层，修改图层的数据结构。设置口令以供不同权限的人员使用或维护本系统。提供优质服务的Windows风格的上下文敏感帮助。
3 输电网地理信息管理系统使用效果
例如要查询 500 kV 盘北线第54号塔的塔型、导线布置情况和该塔的结构图形。点取“第54号塔”“通用操作”“查询设备图片”等各项菜单，通过十几秒钟的操作，就可查到叠置在以地图为背景的线路图上的图片，如图1所示。图片上杆塔的型号(JG3 杆型图片)、导线的走向一目了然，塔周围环境也清晰可见。从标尺按钮可以显示该塔到第55号塔的距离是 700 m，到铁路的距离是 290 m，到第53号塔的距离是270 m，到北石庄的距离是 720 m，同时还可以看到第51号～52号塔、第54号～55号塔之间跨越铁路，第55号～56号塔之间跨越了一条110 kV 线路(紫色线为 110 kV 线路)。
若要查询该杆塔的结构图，则继续点取“设备管理”“杆(塔)型结构图一览”菜单，在弹出的对话框中选“JG3”塔型，确定后即可显示如图2中“JG3杆(塔)型图：1”所示的塔型结构图。该图经放大后，可得到图2中“JG3 杆(塔)型图：2”所示放大的塔型结构图。图中显示出该塔结构的各种尺寸及数字标号。圆圈数字① 是塔悬挂绝缘子的示意，点取该数字，再点取图形查询按钮，即可得到绝缘子串与导线的连接图。如图2中“查询一
图1 500 kV 盘北线54号塔位置及图片
图2 塔及绝缘子金具结构图
般图形：1”所示。将其放大后，可得到如图2中“查询一般图形：2”所示放大的绝缘子串与导线的连接图。塔的每一个部件都可显示出来，并可从材料表中查询其型号。
本系统已在天津高压供电公司输电工区运行近两年。由于是有针对性开发，其结构合理、使用简便，不仅减轻了劳动强度，也极大地提高了工作质量和工作效率，完全适合实际工作，深受工区好评。此外，该系统自投入运行以来，也带来了非常大的经济效益。根据工区统计，仅线路切改工程一项，一次就可节约设计费用 3～5万元，日常运行维护每月比以前节约 100～150个工时。
该系统快速准确地提供线路的所有技术资料，为工作人员的线路设计、巡视、检修、特别是在线路发生故障或停电事故时，可迅速、完整提供准确的地理位置、参数、图形、照片等信息。不仅提高了工作效率，而且大大缩短了查询时间，可显著减少巡线和抢修时间，使事故停电时间缩短，这不仅减少停电造成的直接经济损失，而且减少对用户生产和人民群众生活等造成的间接损失，故其经济和社会效益巨大。
4 结论
(1) 该系统将数据库、图形库、图象库和文本库融为一体，实现对象数据化、数据可视化。具有灵活多样的图形与数据输入、编辑和输出功能。使输电网管理的方式焕然一新。
(2) 本系统具有强大的图形显示控制功能，可做无级缩放、任意漫游、分级显示、分层控制等操作。具有强大的检索与分析功能。制作图文并茂的报表。实际运行表明很适合于输电网的管理。
(3) 本系统投资小、见效快、易于升级，性能价格比高。易学、易掌握。
(4) 系统设计结构合理、功能全面、使用简单，在输电运行管理的规范化、标准化、科学化、现代化等方面发挥了重要作用。
(5) 天津输电网实用效果表明应推广应用。
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