魏 永,范海波

地下電纜精細化管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

魏 永,范海波

（安徽南瑞繼遠軟件有限公司,230051）

隨著城市電纜化率的不斷提高，電力企業(yè)對地下電纜信息管理的需求變得越來越迫切，地下電纜管理手段已經由傳統(tǒng)人工檔案管理轉向信息化管理系統(tǒng)，本文通過對地下電纜及其管道的信息特點進行了解，從實際管理的業(yè)務需求出發(fā)，綜合運用空間數據時態(tài)化技術、CIM電網數據交換技術、三維仿真建模技術，實現(xiàn)地下電纜精細化管理系統(tǒng)，對地下信息化管理提供全方位的信息服務。

地下電纜，數據時態(tài)化，管理系統(tǒng)，信息系統(tǒng)

0 引言

隨著智慧城市建設步伐的推進，城市地下電纜的應用逐漸普及，對已有地下電纜數據的信息化管理需要越發(fā)迫切。地下電纜數據因鋪設時間久、資料管理不當等原因造成對資源數據的丟失，且由于數據更新不及時，不能提供詳細、正確的數據，造成地下電纜資料管理混亂，無法正確掌握電纜的現(xiàn)狀及運行情況，一旦發(fā)生事故，不能及時、準確地確定位置，給故障搶修帶來了很大困難。本文通過對地下電纜數據精細化管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)，完成對城市地下電纜各項業(yè)務需求的支撐，滿足電力企業(yè)對地下電纜的高效、智能、精細化的管理要求。

1 數據采集

使用通用的地下電纜采集技術，通過數據標準、數據采集、數據標識、數據加工四個步驟，為地下電纜精細化管理系統(tǒng)提供數據支撐，并在數據采集作業(yè)中配套完整的作業(yè)標準和各種標準規(guī)范。

1.1 采集技術簡介

地下電纜雖然所處工況的比較特殊，地質條件復雜且差異較大，并且敷設方式不同、深度不一、試用的材質多樣，但是通過大量試驗研究和實際勘測，采集人員總結出來各種針對性地下電纜采集方案，現(xiàn)有的地下電纜采集技術主要包括:電磁感應法、探地雷達法、地震法、高密度電阻率法、磁法等等，其中以利用地下管線定位儀為代表的電磁感應法成為地下電纜信息采集最經濟、最簡便而且普遍使用的采集方式。地下管線定位儀從最開始的單水平線圈結構，逐步發(fā)展為雙水平線圈、差動水平線圈、多水平線圈結構，并調整了線圈的發(fā)射功率，提高了扛干擾的能力，使其能在地下電纜采集中實現(xiàn)高效準確的采集效率。

1.2 制定數據標準

首先根據對精細化管理系統(tǒng)對電纜數據的需求，對地下電纜涉及的所有數據進行分類并進行統(tǒng)一編碼和命名規(guī)則的制定，包括管溝資源、電纜資源、輔助設備等資源的靜態(tài)數據、運行數據、監(jiān)測類數據；第二步，對數據對象進行全面、完整的收集，并編碼命名；第三步，對每一個數據的屬性信息進行全面、準確的定義，并設計數據屬性表，包括（隧道、電纜、電纜井、環(huán)網柜、分接箱、電纜接頭等約80個數據類型）；第四步，對每一個數據之間的邏輯關聯(lián)關系進行分析并建設數據邏輯關聯(lián)關系；第五步，對數據屬性之間的邏輯關聯(lián)關系進行分析并建設屬性邏輯關聯(lián)關系；第六步、設計概念模型、邏輯模型和物理模型。通過數據規(guī)劃，確保了數據的全面性、規(guī)范性、關聯(lián)性。

1.3 規(guī)范采集流程

為了保證地下電纜數據的標準化采集，制定標準的數據采集技術規(guī)范，明確現(xiàn)場數據采集的方法和目標。同時，為了確?，F(xiàn)場數據采集的準確性和安全性，配套相應的質量/安全規(guī)范。

1.4 安裝數據標識

為了使采集獲得的所有數據今后在管理系統(tǒng)中和現(xiàn)場一一對應，并支持現(xiàn)場應用。所有數據在現(xiàn)場采集點位置都安裝具有唯一身份的標識，大至以下幾類：硬化地面：比如電纜井、電纜進出關鍵點、直埋轉折點安裝數字化地面標識器。 綠化帶和田間、野外是安裝數字化地面標識樁；電纜中間頭、盤余、以及重要和常用設備安裝數字化標識；電纜在井里的掛牌、隧道口指示牌等采用普通標識牌。

1.5 數據加工管理

在完成對地下電纜全面、準確采集完成后。需要對數據的準確性，規(guī)范性進行驗證，可以使用數據加工整理系統(tǒng)，對數字字段完成性，關聯(lián)性進行檢查，并可以根據系統(tǒng)生成的地下電纜走向示意圖對地下電纜的走向進行檢查。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

基于地下電纜采集得到的數據，充分考慮電力企業(yè)地下電纜管理的實際需求，設計并實現(xiàn)地下電纜精細化管理系統(tǒng)，主要實現(xiàn)以下功能如下：主體功能，圖形維護，輔助決策，三維展示四個模塊?？傮w架構包括了應用架構，數據架構，技術架構幾個方面。

2.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

主體功能：系統(tǒng)提供規(guī)劃設計、工程輔助、運維管理、檢修管理、有限空間作業(yè)管理、運行監(jiān)測等業(yè)務功能實現(xiàn)地下電纜精細化管理。

圖形維護功能：展示基于地下電纜采集信息生成的地下電纜圖形，管道圖形，三維圖形，并針對所有的專題提供對圖形設備的新增，刪除，修改，節(jié)點編輯，屬性維護，下圖為地下專題圖編輯頁面。

輔助決策：提供地下電纜路徑規(guī)劃分析以及電纜路徑分析，根據設定電纜規(guī)劃路徑分析的追蹤規(guī)則，進行最優(yōu)資源選擇。

數據導入導出工具：根據工具生成電纜井，管道，電纜等設備的臺賬及設備地理位置信息，通過數據抽取工具，將現(xiàn)有數據統(tǒng)一轉換為滿足系統(tǒng)“坐標點批量導入”功能所支持的數據格式，進行現(xiàn)有數據批量導入建模。

2.2 應用架構實現(xiàn)

地下電纜精細化管理模塊需求范圍包括電力公司的規(guī)劃、檢修、監(jiān)測等各專業(yè)的地下管道和電纜應用需求，以及各類管道和電纜的空間資源的圖形化查詢統(tǒng)計、分析、專題圖、運行監(jiān)測管理、輔助決策等。屬地公司及下屬單位的需求范應用架構如下圖所示：

圖二：應用架構示意圖

2.3 數據架構實現(xiàn)

地下電纜精細化管理系統(tǒng)的數據按照應用特點分為：基礎地理空間數據、圖形空間數據、屬性數據、拓撲數據、配置數據、接口數據、業(yè)務數據及文檔數據八種類型。

2.4 技術架構實現(xiàn)

圖一：電纜井展開示意圖

地下電纜精細化管理系統(tǒng)總體技術架構分為數據層、數據訪問層、應用邏輯層、應用服務層、表現(xiàn)層。數據層是各類數據的物理存儲；數據訪問層是各類數據提供統(tǒng)一的訪問接口；應用邏輯層是在數據訪問層的基礎之上建立的各類功能組件，實現(xiàn)圖形管理的各類功能；應用服務層將應用邏輯組件封裝為服務供各類應用調用；表現(xiàn)層是展現(xiàn)給用戶的應用系統(tǒng)以及提供給其他業(yè)務系統(tǒng)的組件接口包，總體技術架構見圖六。

數據層 數據層以關系型數據庫為基礎，對基礎地理數據、電網圖形數據、電網拓撲數據、資源屬性數據通過數據層進行統(tǒng)一存儲管理。

數據訪問層 數據訪問層提供訪問電網數據的接口，應用邏輯組件通過統(tǒng)一的數據訪問接口維護存儲在數據庫和文件中的矢量圖形數據、柵格數據、電網拓撲數據和屬性數據。

應用邏輯層 應用層構建在通用GIS基礎平臺之上，作為數據層和表現(xiàn)層之間連接的橋梁，在平臺中起著至關重要的作用。它涵蓋了圖形渲染、圖形編輯、電網模型維護、查詢定位、統(tǒng)計分析和系統(tǒng)管理等各類功能。

應用服務層 應用服務層提供各類電網空間信息展現(xiàn)和查詢分析服務，主要包含圖形瀏覽服務、專題圖服務、查詢定位服務、電網分析服務、空間分析服務和高級應用服務構件。

表現(xiàn)層 表現(xiàn)層包括（B/S）地下電纜精細化管理系統(tǒng)應用框架、（C/S）地下電纜精細化管理系統(tǒng)應用框架、PDA巡檢應用終端、數據交換接口。

3 展望

地下電纜精細化管理管理系統(tǒng)建設目標是對地下電纜采集與信息化管理管理提供全方位的信息服務。通過該系統(tǒng)的支持，能夠支撐各個業(yè)務系統(tǒng)的地下電纜信息，最終實現(xiàn)高級應用與基礎信息系統(tǒng)間的銜接和閉環(huán)的業(yè)務目標。

地下電纜精細化管理系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了管理創(chuàng)新，改變了傳統(tǒng)的工作方法和思維方式，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維，促進了管理觀念的轉變，提高了地下電纜整體管理水平，提高了職工的服務意識和服務質量，體現(xiàn)了企業(yè)的社會責任，樹立了良好的企業(yè)形象。加強地下電纜及其管道的管理及其研究，具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義，對企業(yè)的全面建設和持續(xù)發(fā)展必將起到巨大的推動作用。

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魏永.男，1980年出生，工程師。主要研究方向為計算機科學與技術。

范海波.男，1984年出生，工程師。主要研究方向為計算機科學與技。

Research and implementation of underground cables sophisticated management system

Wei Yong,Fan Haibo
（AnHui NARI-Jiyuan software limited company,Hefei,230088,China）

With the increasing rate of urban cables,underground cables for power enterprise information management needs become more urgent,underground cable management means has shifted from the traditional information management system manual file management,the paper through underground cables and pipes to understand the characteristics of the information from the actual management of the business needs,the integrated use of spatial data state of technology,CIM grid data exchange technology,three-dimensional simulation modeling technology,sophisticated management system of underground cables for underground information management provides full azimuth information services.

Underground cables;normalized spatial data management systems;information systems