【正文】 Trimble GPS在電力公司電力設施GIS數(shù)據采集系統(tǒng)解決方案建議方案北京望邦天鑫科技發(fā)展有限公司2011年11月北京望邦天鑫科技發(fā)展有限公司1 項目背景電力行業(yè)是國民經濟發(fā)展的基礎行業(yè)，同時，它又是一個技術密集、資產密集的行業(yè)。近年來，我國已經開始規(guī)劃和實施電力行業(yè)的信息化發(fā)展戰(zhàn)略，其重點就是實現(xiàn)電力資產管理的信息化，建設“數(shù)字電網”。采用GIS技術可以顯著提高以空間數(shù)據為基礎的電力信息處理分析的能力，因此建立電力GIS應用系統(tǒng)進行電力設施數(shù)據采集和分析處理成為電力信息化的重要手段。借助GIS應用平臺，可實現(xiàn)電力設施的設計和更改管理、運行維護管理、故障停電管理、服務和市場分析、網絡分析和企業(yè)信息訪問及更新等。不僅如此，GIS系統(tǒng)還能提供多空間數(shù)字電網模型、實用化電網數(shù)據維護工具、豐富的電網分析工具，達到構筑企業(yè)協(xié)同工作環(huán)境、提高服務質量、完善業(yè)務流程指導生產、提高決策效率的目的。不同企業(yè)有不同的工作流程和業(yè)務邏輯，不同電力企業(yè)的GIS系統(tǒng)對數(shù)據提取、分析和處理可能有不同的思路，或偏重于某些方面的應用，但是幾乎所有的電力GIS都包括以下一些基本功能：l 基本GIS功能：包括工作環(huán)境設置、圖層操作、圖形瀏覽、打印輸出、長度面積量算等基本功能；l 自動成圖功能：包括GPS數(shù)據文件接收、輸電設備維護、變電設備維護、相位圖的編輯、注記層的編輯生成等功能；l 設備管理功能：包括查詢統(tǒng)計、單線圖提取、線路模擬追蹤等功能；l 污區(qū)管理功能：包括歷年污區(qū)圖的調閱和打印、記錄大氣環(huán)境和典型氣象資料、記錄污源分布信息、記錄鹽密點檔案信息、記錄線路污閃信息、進行污區(qū)圖的編輯、各種專題圖的產生、設備防污、污區(qū)查詢統(tǒng)計等；l 巡線管理：GPS數(shù)據錄入接口、圖形數(shù)據輸入、危險點數(shù)據錄入、危險點查詢等功能所有這些功能都是以大量的電力設施的數(shù)據為基礎的，因此，建立和完善電力GIS必須首先解決電力設施數(shù)據采集維護問題，包括設施的屬性數(shù)據和空間數(shù)據。其中屬性信息涉及設備的編號、名稱、型號、缺陷記錄、檢修記錄、設備臺帳、缺陷通知單、設備檔案、線路條圖和圖片等；空間數(shù)據則包括以各種形式表達的電力設施的空間坐標，這些空間坐標一方面將作為電力設施的重要基礎數(shù)據，另一方面用來檢驗人員到位情況，起到監(jiān)督工作的作用。采用GPS/GIS產品可以很好的解決數(shù)據采集問題：1. GPS/GIS產品具備的快速、高精度定位以及自動數(shù)據記錄功能，與傳統(tǒng)的手動記錄相比，能夠大大提高數(shù)據采集效率。2. 可以配合激光測距儀使用，只要外業(yè)人員走到設備周圍，無須靠近即可實現(xiàn)數(shù)據采集，可以保證巡檢人員的安全。3. 系統(tǒng)可以結合視頻圖像采集系統(tǒng)，在采集位置數(shù)據和一般屬性數(shù)據的同時，采集相應的圖像信息，形成豐富和直觀的GIS屬性數(shù)據庫。4. 它不依賴附加在電力設備上的信息設備，因此無需另行安裝信息設備，可以節(jié)省大量投資。5. 現(xiàn)場采集的數(shù)據可以通過藍牙、數(shù)據線纜等方式，甚至可以通過移動通信方式即時進入數(shù)據處理系統(tǒng)，為內業(yè)處理節(jié)省了時間。6. GPS軌跡數(shù)據和原始觀測數(shù)據無法或者難以更改，可以作為考察外業(yè)人員工作到位情況的一種手段，從而較好地解決了人員管理的問題。2 需求分析 采集位置數(shù)據電力用戶主要應用GPS測定輸電、變電設施如線桿、變壓器等的位置信息，所有這些位置數(shù)據將被導入GIS系統(tǒng)中，顯示在背景地圖上。在需要的時候，用戶可以依據位置數(shù)據進行事故分析、最佳搶修方案設計等各種應用。上述目標有的呈點狀，如線桿、井蓋等；有的呈線狀，如110KV線路走向等；有的呈面狀，如供電區(qū)域，測定目標的多種狀態(tài)要求GPS設備能十分方便的進行點狀、線狀和面狀地物的測量和記錄。定位精度方面，大致有三種精度要求，一是10米精度，用于線路的日常巡檢和工作監(jiān)督。一是要求在1米以內，如線桿、變壓器等；。由于GPS單點定位精度在10米左右，采用Trimble產品，單點定位精度一般可以穩(wěn)定在5m（RMS）左右。對于要求達到亞米級定位精度的點位，必須采用差分定位技術才能滿足。差分定位可以分為實時差分和后處理差分兩種系統(tǒng)及作業(yè)方式。實時差分需要在基準站和流動站之間建立通信鏈路，用于實時傳輸RTCM差分改正數(shù)據，使用實時差分可以在觀測時即得到高精度的定位結果，具有很好的時效性，但是實時差分設備一般相對比較昂貴，或者需要繳納一定數(shù)額的服務費才能使用。后處理差分在外業(yè)觀測階段僅能達到5~10米的精度，但是經過內業(yè)軟件處理后可以達到亞米級甚至更高的精度，且操作簡單，易學易用，工作靈活，而且無需繳納服務費。如果同一種設備既能夠進行后處理又能進行實時差分，會更加理想。 采集屬性數(shù)據屬性數(shù)據是除位置數(shù)據之外的另一種重要數(shù)據，它包含了用戶所關心的與行業(yè)應用直接相關的重要信息。如變壓器的名稱、編號、規(guī)格、等級、功率、設備損壞情況等等。屬性數(shù)據涉及到兩方面的應用，一是作為電力GIS系統(tǒng)的基礎數(shù)據；二是作為管理和決策的依據。不同地物有不同的屬性項，不同的屬性項又有不同的存儲、顯示方式，如變壓器的屬性項有編號、名稱、類型、規(guī)格、功率、損壞情況、上次維護時間、維修記錄等。其中編號屬于數(shù)字形式，可以由用戶手動輸入，也可以由系統(tǒng)自動生成；名稱屬于文本形式，適于手寫輸入，而類型和規(guī)格可能更適于菜單選擇；上次維護時間則屬于日期格式，以系統(tǒng)日期對話框方式選擇輸入。用戶要求所采用的GIS數(shù)據采集設備能夠非常方便的進行屬性數(shù)據的采集。一個有效的方法是建立和使用行業(yè)數(shù)據字典，如電力行業(yè)的數(shù)據字典應該包含線桿、變壓器、變電站、電閘等地物目標，每個地物目標應預設了相關的屬性項目，例如用戶采集線桿目標數(shù)據，在采集該目標位置數(shù)據的同時，設備界面應自動出現(xiàn)該目標對應的屬性項目，供用戶填寫和選擇輸入，這樣當目標的位置數(shù)據采集完畢時，其對應的屬性數(shù)據也被記錄下來。在采集下一個線桿目標時，設備會重復上述過程。這樣做的好處在于，你不會遺漏任何一項屬性信息，因為設備上的數(shù)據字典顯示出所有你需要記錄的屬性項，如果事先規(guī)定了缺省值，有些屬性項目甚至不需要用戶輸入，系統(tǒng)會自動將其賦為缺省值。 采集視頻數(shù)據有時僅有數(shù)字或文字信息是不夠的，因為不夠直觀，這時需要采集圖像信息，但是使用數(shù)碼相機直接拍照的弊端是難以跟具體的地理位置相對應，借助RedHen系統(tǒng)可以將靜態(tài)圖片，甚至將動態(tài)圖像信息與地理位置相對應，生成具有豐富視覺信息的多媒體地理信息數(shù)據庫。通過該系統(tǒng)，可以導出為GIS平臺能夠識別的數(shù)據格式。 路線規(guī)劃導航在突發(fā)事件爆發(fā)時，需要搶