GIS输电线路管理系统的研究和应用

汤振鹏 刘孙俊

【摘要】 GIS系统（Geographic information system）利用了计算机存储系统，对地域资源信息进行存储管理。本文设计了江门市风力区划分部图软件，利用了GIS技术，实现了对区域内各观测站点、传输线路、不同高度标塔、不同时期的最大风速图的计算和统计，病进行了可视化的展现，满足了设计输送电力的路线的设计需求，并能够很好的减少成本。

【关键词】 地理信息系统 三维地理信息系统 输电线路管理 研究和应用

在电力工程建设的过程以及建成后的安全保障等，风力会产生很大的影响。随着天气气象的不断改变，输电线路暴露在外界，所受到的载荷也不断的发生变化，大风、覆冰都会破坏输电线路的外载荷。对于特高压多数超的输送电路来说，其输送距离长，风场变化复杂，地形多变，风力变化格外的大。在此过程中，可以说风速设计标准在很大程度上决定了线路抗风的能力，在设计输电线路的过程中，最终要的就是设计输电线路的风俗。本文针对传统设计中的成本高、标准低等问题，结合输电线路的地形，结合数值模型等多种资料，展开了风速特征和风力分布等方面的研究，建立起了准确、完整的风力分布图，提升了输电线路的安全性。

一、GIS输电管理系统

1.1 GIS 技术

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是利用计算机技术显示和存储整个地球或部分区域的环境与资源信息。GIS 反映人们赖以生存的现实世界（资源或环境）的现势与变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属性。GIS 是在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析应用的技术系统。它是一种特殊的空间信息系统，它以采集、存储、管理、处理、分析和描述部分或整个地球表面（包括大气层）与空间和地理分布有关的数据空间信息系统。地理信息系统作为新兴的技术体系支持空间定位信息数字化获取，管理和应用。随着计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展，它在经济信息化进程中的重要性日益显著。特别是随着“数字地球”概念的提出，人们对 GIS 的重要性有了更为深入地了解。自 20世纪 90 年以来，地理信息系统在全球获得了空前迅速的发展，被广泛应用于各个领域，产生了巨大的经济和社会效益。

1.2输电线路信息化

总体来讲，电力系统分为发电、变电、输电、配电，输电线路（Power Transmission Line，简称 PLT）。负责实现发电、变电、配电之间的能量传导是电力系统的重要组成部分。输电线路的信息多样且复杂，单纯使用人工管理既缺经济性也缺乏安全性。随着计算机技术的飞速发展，对于输电线路网络管理的自动化与信息化成为电路运行管理人员和相关科研人员关注的焦点。多年来，电力工作者基于电子计算机设计并开发出一些输电线路信息管理系统，并成功的提高了输电线路规划、设计、施工、运维的经济性与安全性及输电线路生产的效率。近年来，电网点样等级的不断提高、规模的不断扩大，以及电网的商业化运营都给输电线路网络的管理提出了一定的要求和挑战。同时，随着输电线路数据采集手段的丰富、通讯方式的不断完备，输电线路的信息量也迅速增加。这就使得输电线路信息管理系统本身也需要不断完善，这成为当代电网信息化过程中重要的研究方向。

1.3 GIS输电管理系统

GIS输电管理系统将新兴的三维地理信息系统技术引入书店线路信息管理系统，从而形成了一个适应时代的输电线路信息管理系统。此系统将虚拟技术和可视化技术进行了完美的融合，实现了输电系统的浏览、管理、查询、显示灯功能，能够实现对于输电线路信息的综合存储和管理，为决策提供理论的支持，具有提升输电的劳动生产力，降低运营成本等优点。

二、GIS输电线路管理系统研究

2.1系统总体构建

本文所述的系统所采取的构架是J2EE三层开发体系结构，技术框架选用Spring + Spring。从使用者层面来讲，即访问系统的人来说，采取的是B/S方式接入门户访问，无论是何种用户，系统提供的访问时一样的，登入系统后，再分别提供不同的个性化定制的内容和服务。

第一，表示层。此层是客户终端层，也就是Web浏览器。客户端使用浏览器就能够减少客户端的保障工作，省去桌面软件的安装程序，只要启动Web浏览器就能够打开并使用系统。

第二，业务逻辑层。此层是可以连接表示层和数据库之间的纽带层。这一层不仅能够支持客户端对于数据的读取和存储于，并且能够对表示层在业务方面提供支撑的作用。

第三，数据服务层。本层可以为数据库的访问提供一个公共的方式，为使用者提供一个直接对Oracle数据库服务气的访问。

2.2系统的技术路线

图1显示了风场数据在系统中的生成和发布以及快速显示的过程。根据所需研究的内容，本系统的重点在于以下的研究：（1）三维地理信息的发布和显示；（2）电杆和电线的三维模型发布、显示；（3）实时生成风场格点数据的分布和符号化的表达；（4）风场信息的多功能查询和表达等技术和方法，对GIS子系统和服务端的功能进行了如下设计。

三、GIS输电线路管理系统应用

3.1对某地区进行气象观测数据的查询

对某区域现有的观测站所观察到的风向和风速相关数据进行整理和统计，并进行展示。查询的条件包含了观测站点的站号和查明，以及行政区域的划分等等。以月或年为统计的周期，以不同的行政区域为划分的戴维，基于站点所观测的风场等值线或面等，对数据进行填补。

气象观测数据的展示主要以下两种方式：第一，图表显示。能够实现连续的时间段内对气象站点提供的风速最大值和平均值进行查询和统计等的功能，提供数据的文字表格或是柱状图、折线统计图等进行显示。第二，GIS地图的数据显示。利用地图作为可视化方式进行展示，将某区域在某一时刻的所有站点的极大风速、最大风速的观察数据进行统计，对各站点的数据进行数字显示并进行风向标展示，实现某区域各个区县的风场等值线、面进行展示。

3.2输电线路数据查询的展示

对某区域现在所有的书店线路根据实际的电杆、线、塔等所在的经纬度在GIS地图上予以展示。实现线路定位、地图缩放等功能进行不同区域、不同路线的定位，实现整条书店线路或者风场分段数据的查询和显示。对于展示方面来说，就要对电力线路的近远景和塔标的三维进行不同的展示，模拟地区的输电线路分布。

3.3电力标塔风场数据的查询和显示

可以说，电力标塔表示了输电线路支撑的节点。作为区域内风力划分的最小分析单元，GIS系统对于店里标塔在不同的高度和重现期内的最大风速进行了计算和展现，在不予以特殊说明的情况下，可以进行各标塔10米、15米、30米、50米、70米、100米的极大风速显示。同样也能够根据使用者输入不同的高度，对输入的某一高度进行风场数据的实时模拟计算和显示，从而满足用户的实际需求。

可以通过以下两种方式进行呈现：第一，图表方式。对某个特定的重现期内，查询和计算店里线路的不同高度最大风速和极大风速，通过表格的方式予以展示，同事提供此输电线路中的各标塔之间的最大风速的折线统计图或者柱状图统计图进行对比展示。第二，GIS地图数据展示。通过三维地图的方式对某一特定的重现期内所有标塔的最大风速、风向等进行课时化的展示，并且采取3D模拟场景进行数据还原和展示，从而增强展示的效果。

3.4用户的管理

用户管理主要是对系统内部的使用人员的信息和个人资料进行更新和维护，并对用户的权限进行分配和调整。系统的默认角色有系统管理员、领导和普通用户等。系统的管理员可以对用户的权限进行分配以及更行，也可以新增用户的权限信息。

3.5管理基础数据

基础数据管理是对系统基础数据如输电线路信息、标塔经纬度、行政区划信息、气象站点信息进行动态配置，从而实现数据的维护性。

四 、结论

本文中提到的风力区划分图软件基于GIS技术，实现了江门地区气象观测站点、电力线路、最大风速等计算、总结、查询、显示等。研发出的系统优化了系统的扩展性、稳定性、精密性、体验性等方面的问题，可以展现出所测区域内，重现出不同的高度风力分配图，同样也能够依据路线的要求，展现出分辨率较高的最大风速，从而能够提升路线设计的科学性，降低成本，提升路线的防风能力，保障运营安全性。

参 考 文 献

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