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输配电网是构成复杂、规模巨大的网络系统,是国计民生的命脉。随着我国经济建设和社会的快速发展,我国电网建设发展迅速,大规模的农网改造、城网改造工作已经全面展开,电力网日益复杂,用户对供电质量的要求也越来越高。架空输配电线路及其设备常年累月暴露于野外运行,不仅要经受正常机械荷载和电力负荷的作用,而且还受到各方面外来因素的干扰和气候千变万化的影响,很容易出现缺陷。同时输配电线路的安全运行是电力系统安全生产、经济运行的基础,巡线是输配电线路运行维护的主要手段。为保证电力系统安全可靠的运行,定期或不定期进行的巡线工作具有十分重要的地位。
目前电力巡线普遍采用采用手工记录、巡线完成手工汇总的传统模式。该模式缺乏科学有效的监督机制的技术保证,管理部门难以监督和考核巡线员工作状态;人为因素造成漏巡、漏检等问题时常发生,易造成事故隐患;巡线员需携带大量的纸质资料,资料的搜集、携带、录入、管理费时费力,工作效率较低;手工记录的巡线资料容易丢失,查询统计困难。显然,电力巡线目前的管理模式已满足不了电网“安全,可靠,优质,高效,经济运行”的现代化要求。电力巡线工作必须由“传统人工”向“移动信息”过渡,实现电力巡线的电子化、信息化、智能化管理势在必行。
与此同时,计算机软硬件技术迅猛发展,计算机技术的应用己深入到社会生活的各个领域和各个层面。最近几年来嵌入式地理信息系统技术的发展和成熟,特别是国产嵌入式地理信息系统平台的飞速发展,为利用计算机技术管理电力巡线工作提供了充分有效的手段。通过嵌入式地理信息系统技术及其支持的GPS定位技术,结合输配电GIS电力巡线管理模块,可以将电力巡线工作中巡线数据获取、任务分派、外业巡线、数据更新、缺陷管理整个流程进行统一的管理,从而提高了电力巡线工作效率、管理水平与服务质量。
本文的研究内容来源于武汉中地数码科技有限公司的横向协作项目:“菏泽输配电GIS系统”,是国产输配电网地理信息系统-MAPGIS输配电GIS系统研发的子课题。本文作者在该项目中负责嵌入式电力巡线系统的研发工作,基于该项目完成本论文。
本文针对电力巡线工作的实际需求,秉着易管理、高效、标准化的原则,研究和分析嵌入式电力巡线系统的系统模型、数据模型、关键技术,提出了基于GIS,PC、PDA有机结合的电力巡线解决方案,并实现了该系统。在嵌入式电力巡线研究与开发的成果基础之上,结合市政其他行业的巡线需求,进行总结、归纳及提炼,提出和开发了市政巡线开发平台,重点阐述平台的数据模型、数据结构及模块功能。
首先,本文研究和分析了本课题的实际意义及来源,讨论了目前电力巡线工作的研究现状,明确了具体的研究目标和内容。同时对本系统开发所依赖的关键技术平台eMapGIS、管网开发平台以及MAPGIS输配电GIS系统进行了研究和阐述。其次,本文深入分析了“菏泽输配电GIS系统”关于电力巡线工作的需求,对其数据组成进行了剖析,给出了系统的用例模型,同时对建议系统进行了描述,为系统设计提供基础。
再次,在完整的需求分析基础之上,对系统进行总体设计和功能实现。具体细化系统的逻辑模型、物理模型、数据模型,从不同角度反映系统各个方面的需求,并细化到各功能模块。在建立起来完好的模型的基础上,提出了系统的数据结构,从而直观上对系统进行了完整性阐述。正是在此工作指导下,才能更好的完成系统的开发工作。在实际的系统实现中,本文介绍了系统的开发环境,重点探讨了GPS坐标转换、巡线工作监管、生成巡线任务、回帖巡线任务等关键技术的实现。
最后,根据嵌入式电力巡线系统模型设计与实现,比对MAPGIS供水、燃气、排水信息系统中巡线模块的开发模式,综合市政行业针对巡线工作的共性,以MapGIS嵌入式软件开发平台、MAPGIS管网开发平台为基础,设计开发了市政巡线开发平台,为本课题的研究成果推广到供水、燃气、排水、路灯、园林等市政单位作进一步的探索与铺垫,推广市政GIS产品的应用范围。