鐘少軍，劉磊，周艷平，李瀅潔，智煜博

（昆明供電局云南昆明，云南 昆明 650011）

0 引言

配電網(wǎng)圖模是通過對(duì)實(shí)際配電網(wǎng)連接特征進(jìn)行抽象化描述，建立配網(wǎng)系統(tǒng)的圖形、模型。配網(wǎng)圖模的準(zhǔn)確性及自動(dòng)維護(hù)是影響配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)使用高效發(fā)展的至關(guān)重要的影響因素，同時(shí)對(duì)于系統(tǒng)本身的建設(shè)效果也有著決定性的影響，反映其建設(shè)成敗[1]。當(dāng)前配電網(wǎng)圖模存在的主要問題：圖模管理意識(shí)不足，運(yùn)行管理多頭，圖模的制作質(zhì)量不夠理想，存在比較明顯的偏低的情況，同時(shí)在對(duì)其進(jìn)行維護(hù)的過程中有工作量增大的情況。另外在對(duì)其進(jìn)行改造的過程中，往往出現(xiàn)更新頻繁等相關(guān)方面的問題，在具體的運(yùn)行過程中，不同類型的系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方面往往不能有效融合協(xié)同推進(jìn)，更無法在實(shí)際的操作中實(shí)現(xiàn)資源和信息的共享。

在建設(shè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的過程中，需要充分進(jìn)行配網(wǎng)的有效維護(hù)，在這樣情況下需要著重做好GIS系統(tǒng)維護(hù)，再通過接口導(dǎo)入配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。當(dāng)前GIS系統(tǒng)水平參差不齊，在具體操作過程中，如果網(wǎng)模存在不同程度的問題或者矛盾，對(duì)于整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行都會(huì)造成十分嚴(yán)重的影響，無法安全穩(wěn)定地調(diào)度，這對(duì)于電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量會(huì)造成嚴(yán)重影響，甚至可能出現(xiàn)不同程度的安全事故。

當(dāng)前GIS圖模質(zhì)量水平偏低，系統(tǒng)維護(hù)人員校核壓力大等一系列問題一直存在，本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種GIS模型接入管理平臺(tái)。該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)獲取圖模文件、進(jìn)行圖模校核等功能，減輕了工作人員壓力，保證了配網(wǎng)圖模質(zhì)量，提高了圖模運(yùn)維的智能化水平。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 GIS模型類型

（1）拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)模型：以拓?fù)潢P(guān)系為基礎(chǔ)組織，功能是存儲(chǔ)各個(gè)幾何要素的GIS模型成為拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)模型，該模型具有以點(diǎn)、線、面間的拓?fù)溥B接關(guān)系為中心的特點(diǎn)，應(yīng)用過程中，拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)模型具有結(jié)構(gòu)緊湊、關(guān)系明了的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)中預(yù)先存儲(chǔ)的拓?fù)潢P(guān)系能促進(jìn)系統(tǒng)在拓?fù)洳樵兣c網(wǎng)絡(luò)分析方面效率的提高。

（2）面向?qū)嶓w數(shù)據(jù)模型：該GIS模型與上述拓?fù)淠Ｐ拖喾?，其具有完整、?dú)立的特點(diǎn)，以具有地理意義的實(shí)體為基本單位，表達(dá)地理空間。在組織與存儲(chǔ)過程中，可在文件系統(tǒng)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中分別存儲(chǔ)實(shí)體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)，也可以基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫將二者統(tǒng)一存放在一個(gè)表內(nèi)，或者分成兩個(gè)表存放。面向?qū)嶓w數(shù)據(jù)模型有著系統(tǒng)維護(hù)與擴(kuò)充方面的優(yōu)勢(shì)，也是當(dāng)前GIS模型中常見數(shù)據(jù)模型。

1.2 系統(tǒng)基本體系結(jié)構(gòu)

以ITU為依據(jù)，構(gòu)建TMN標(biāo)準(zhǔn)體系的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)模型，基于此，不同廠商提供的設(shè)備功能存在差異，運(yùn)行模型中的網(wǎng)絡(luò)管理呈現(xiàn)TMN分層結(jié)構(gòu)形態(tài)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部包括網(wǎng)絡(luò)管理層等相關(guān)內(nèi)容。各個(gè)層次的發(fā)展效果如何，在很大程度上是由硬件設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量決定的，與設(shè)備的運(yùn)行情況有著息息相關(guān)的關(guān)系。具體信息由設(shè)備廠商提供。在具體操作過程中，可以在網(wǎng)絡(luò)管理層面進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理，還具備對(duì)接入網(wǎng)的接入設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管的功能，從而便于網(wǎng)絡(luò)級(jí)故障的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此分析和統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)級(jí)性能，了解用戶分布情況與流量數(shù)值做好記錄，為后續(xù)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)優(yōu)化提供參考依據(jù)[2]。

基于SNMP網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)協(xié)議，可以更有效地連接相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，依次實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的時(shí)效性操作，在網(wǎng)絡(luò)管理體系方面更為優(yōu)化完善，并且通過管理模式的創(chuàng)新推動(dòng)各項(xiàng)工作順利進(jìn)行深層次的推進(jìn)，與此同時(shí)也可以有效分解網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)功能，使相關(guān)管理者落實(shí)各項(xiàng)管理對(duì)策，在域內(nèi)網(wǎng)進(jìn)一步落實(shí)相對(duì)應(yīng)的邏輯任務(wù)。同時(shí)中層管理者在具體的操作過程中也可以融入其中，這樣可以減輕中層管理人員的負(fù)擔(dān)，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力，打破了從前的管理困境，使系統(tǒng)擴(kuò)展性增強(qiáng)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)更加可靠。

1.3 系統(tǒng)各層功能設(shè)計(jì)

（1）數(shù)據(jù)層：近年來，基于GIS模型接入管理平臺(tái)的前提下，層次式、分布式管理系統(tǒng)呈現(xiàn)普遍化發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)中，異構(gòu)數(shù)據(jù)源系統(tǒng)廣泛分布，它們間具有相互獨(dú)立的關(guān)系，確保網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮應(yīng)有的作用和價(jià)值，形成一個(gè)獨(dú)特的空間集成體系，這樣可以實(shí)現(xiàn)各類信息和數(shù)據(jù)的共享，同時(shí)為訪問者更有效的訪問提供必要的條件。要想統(tǒng)一管理異構(gòu)數(shù)據(jù)，首先應(yīng)按照功能差異將數(shù)據(jù)層劃分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、采集層、處理層三部分，從而通過發(fā)送請(qǐng)求命令形式在數(shù)據(jù)層進(jìn)行查詢操作。

（2）被管對(duì)象層：GIS接入網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)時(shí)，將基層設(shè)備網(wǎng)管、IP網(wǎng)絡(luò)等與WAN或者LAN結(jié)合，在管理網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)一步融合相對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)或者子網(wǎng)管網(wǎng)系統(tǒng)同時(shí)匹配與之相對(duì)應(yīng)的交換機(jī)和路由器等?；鶎泳W(wǎng)管系統(tǒng)管理異種設(shè)備，則CORBA、SNMP、RMI等協(xié)議與GIS模型接入網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)設(shè)計(jì)存在必要聯(lián)系。

（3）客戶端表示層：客戶端表示層在運(yùn)營(yíng)情況中，用戶通過相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和操作功能，可以及時(shí)有效地實(shí)現(xiàn)信息的查詢，并且在線發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可能存在的問題或者不足，對(duì)于數(shù)據(jù)庫的某些異常信息進(jìn)行及時(shí)有效的清除，這樣可以更有效地實(shí)現(xiàn)地理信息的應(yīng)對(duì)處理，使各項(xiàng)關(guān)聯(lián)設(shè)備操作更加切實(shí)可行[3]。

1.4 管理平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

GIS模型接入管理平臺(tái)；采用圖形化界面的操作方式，對(duì)GIS模型接入配網(wǎng)主站進(jìn)行流程化管理，包括文件更新監(jiān)視、模型變更和校驗(yàn)、文件導(dǎo)入管理、邊界配置管理和模型文件版本管理五大部分。

（1）文件更新監(jiān)視：文件更新監(jiān)視能夠利用文件監(jiān)視進(jìn)程，自動(dòng)掃描監(jiān)視目錄，解析新模型文件或圖形文件，分析文件更新狀態(tài)。

（2）模型變更和校驗(yàn)：當(dāng)新圖模文件更新時(shí)，平臺(tái)自動(dòng)將新模型與上次入庫模型進(jìn)行對(duì)比并進(jìn)行圖模一致性校驗(yàn)、全網(wǎng)校驗(yàn)和本文校驗(yàn)。

（3）文件導(dǎo)入管理：文件導(dǎo)入管理能夠篩選未自動(dòng)導(dǎo)入或?qū)氘惓５酿伨€圖模，支持手動(dòng)導(dǎo)入。

（4）邊界配置管理：邊界配置管理實(shí)現(xiàn)按廠站對(duì)饋線進(jìn)行分類，自動(dòng)篩選需要人工配置邊界的圖模。

（5）模型文件版本管理：平臺(tái)支持對(duì)所有饋線歷史版本信息的查詢。

1.5 接入設(shè)計(jì)中應(yīng)用的技術(shù)

（1）地理信息與設(shè)備關(guān)聯(lián)技術(shù)：地理信息與管理系統(tǒng)相結(jié)合，關(guān)系到GIS管理系統(tǒng)功能相關(guān)模塊在預(yù)存時(shí)要融入相對(duì)應(yīng)的地圖綜合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)信息的有效融合，這樣可以確保地理信息和相關(guān)設(shè)備充分連接并實(shí)現(xiàn)有效互動(dòng)，進(jìn)而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系可以更安全穩(wěn)定地運(yùn)行；在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要讀入和顯示相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且使其在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中能進(jìn)行有效傳輸，便于其在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，這里需要注意，必須支持多邊形、弧形等圖形的編輯和顯示，同時(shí)借助圖形分層管理技術(shù)轉(zhuǎn)換地理元素，使其在系統(tǒng)中形成獨(dú)特的標(biāo)識(shí)符號(hào)，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層內(nèi)記錄好標(biāo)識(shí)符與標(biāo)識(shí)符內(nèi)的設(shè)備信息，確保地理信息和相關(guān)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)有效關(guān)聯(lián)。

（2）告警、性能信息統(tǒng)計(jì)技術(shù)：SNMP管理接口有十分顯著的功能，可以充分確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系和相對(duì)應(yīng)的被管控系統(tǒng)及時(shí)有效地進(jìn)行通信，同時(shí)也可以充分確保管理者和接入設(shè)備，在實(shí)際的運(yùn)行過程中可以充分融合以實(shí)現(xiàn)信息的共享，且在設(shè)備連接失敗的情況下，可以進(jìn)行自動(dòng)化的啟動(dòng)和自動(dòng)化的恢復(fù)。另外也可以進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)控管理工作，針對(duì)各類異常信息在客戶端的表示層進(jìn)行顯示，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中以實(shí)現(xiàn)制定的策略為基本依據(jù)，對(duì)各類漏洞消息進(jìn)行及時(shí)有效的分析和過濾處理，確保各類消息的性質(zhì)得到有效明確，并及時(shí)有效地檢測(cè)可能出現(xiàn)的問題，然后對(duì)各類信息進(jìn)行接收效果的分析、應(yīng)對(duì)和處理，確定信息傳送給告警監(jiān)聽線程。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

GIS模型接入管理平臺(tái)包括文件更新監(jiān)視、模型變更和校驗(yàn)、文件導(dǎo)入管理、邊界配置管理和模型文件版本管理五大部分。主要處理流程如圖1。

圖1 配電網(wǎng)GIS 圖模校核流程圖

2.1 開發(fā)文件更新監(jiān)視功能

文件更新監(jiān)視程序能夠自動(dòng)啟動(dòng)文件監(jiān)視進(jìn)程，監(jiān)視原始GIS模型文件存放目錄和原始GIS圖形文件存放目錄，每30分鐘掃描一次。若有新模型文件或圖形文件出現(xiàn)，監(jiān)視進(jìn)程會(huì)解析出當(dāng)前饋線的信息，如歸屬?gòu)S站、名稱等，然后與管理表中的該饋線信息比較，分析文件的更新狀態(tài)。

模型更新狀態(tài)共有三種情況：無效圖模、問題圖模、新增圖模。同時(shí)，文件更新監(jiān)視程序支持對(duì)饋線模型的手動(dòng)更新和刪除，程序只將判定為合法的模型文件更新到導(dǎo)入?yún)^(qū)，對(duì)判斷為不合理的模型文件在監(jiān)視區(qū)執(zhí)行刪除操作。此外，程序兼具一鍵處理所有文件的功能，其能自動(dòng)處理監(jiān)視區(qū)文件，將合法的文件更新到導(dǎo)入?yún)^(qū)、非法文件刪除、人工處理的移入人工區(qū)。上述功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)模型文件的自動(dòng)化和精細(xì)化處置[4]。

2.2 開發(fā)模型比較與模型校驗(yàn)功能

（1）模型比較功能。在有新圖模文件需更新時(shí)，后臺(tái)會(huì)自動(dòng)對(duì)饋線對(duì)應(yīng)的新模型和上次入庫的模型進(jìn)行比較，并支持界面查看所有變更信息。圖模文件變更信息主要包括以下三類：

①自動(dòng)化終端變更；

②重大變更；

③常規(guī)變更。

（2）模型校驗(yàn)功能。在有新圖模文件需更新時(shí)，后臺(tái)會(huì)自動(dòng)對(duì)饋線進(jìn)行圖模一致性校驗(yàn)、全網(wǎng)校驗(yàn)和本文件校驗(yàn)，并支持界面查看所有校驗(yàn)信息。圖模文件校驗(yàn)信息主要包括以下三類：

①自動(dòng)化終端圖模一致性校驗(yàn)；

②全網(wǎng)校驗(yàn)；

③饋線校驗(yàn)。

2.3 開發(fā)文件導(dǎo)入管理功能

文件導(dǎo)入管理功能支持顯示所有饋線導(dǎo)入信息，包括饋線名、對(duì)應(yīng)導(dǎo)入去模型文件、圖形文件、文件導(dǎo)入狀態(tài)、文件更新狀態(tài)、導(dǎo)入時(shí)間、文件更新時(shí)間等；支持按廠站查詢饋線信息并手動(dòng)導(dǎo)入圖模、查詢?nèi)罩?、查看變更等常?guī)操作。此外可根據(jù)是否完整導(dǎo)入來篩選顯示圖模信息。

2.4 開發(fā)邊界配置管理功能

邊界配置管理功能實(shí)現(xiàn)了按廠站直接顯示饋線是否進(jìn)行了邊界配置，支持對(duì)饋線所屬?gòu)S站、設(shè)備類型等邊界信息進(jìn)行查詢顯示與管理配置。

2.5 開發(fā)模型文件版本管理功能

GIS圖模接入管理平臺(tái)支持對(duì)模型文件的版本進(jìn)行管理，可查詢饋線的所有版本信息，并實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史版本的回退。此外，版本管理支持查詢模型校驗(yàn)的相關(guān)信息。

3 系統(tǒng)模塊的功能設(shè)計(jì)

在開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI的MFA FCAPS模型中，按照功能劃分，網(wǎng)絡(luò)管理分為故障管理、配置管理、計(jì)費(fèi)管理、性能管理與安全管理幾個(gè)部分。對(duì)GIS模型接入網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)期間網(wǎng)絡(luò)具體情況進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)于設(shè)計(jì)過程中可能存在的問題或者不足進(jìn)行及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)和解決，且融入相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接技術(shù)進(jìn)一步有效通過GIS模型接入管理平臺(tái)，進(jìn)而有效進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的性能管理、故障應(yīng)對(duì)處理工作，同時(shí)匹配與之相對(duì)應(yīng)的安全管理功能模塊等等。

3.1 故障管理模塊

該功能主要是針對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行全面細(xì)致的監(jiān)控和處理，進(jìn)一步明確相對(duì)應(yīng)的故障或者問題的根源，然后為管理者提供必要的輔助，及時(shí)有效地做好故障的定位和診斷處理工作，過濾和屏蔽告警信息。

3.2 配置管理模塊

同時(shí)在實(shí)踐的過程中也要匹配與之相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)元管理系統(tǒng)，對(duì)相應(yīng)的參數(shù)要有效檢測(cè)，做好匹配和應(yīng)對(duì)工作，這樣才能更有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的信息調(diào)度和管控。在GIS模型接入管理平臺(tái)的過程中，配置管理模塊功能發(fā)生了改變，實(shí)現(xiàn)了增加和刪除網(wǎng)元的功能，并且可以進(jìn)行網(wǎng)元參數(shù)配置、編輯配置數(shù)據(jù)等。

3.3 安全管理模塊

安全管理模塊涵蓋權(quán)限管理、用戶管理、日志管理等，可以在其中查詢、維護(hù)和統(tǒng)計(jì)用戶信息、操作日志信息、系統(tǒng)日志等內(nèi)容，管理用戶權(quán)限、業(yè)務(wù)權(quán)限和功能權(quán)限[5]。

3.4 性能管理模塊

該管理模塊的管理水平可以更充分地體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的具體運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于相應(yīng)的指標(biāo)參數(shù)可以進(jìn)行充分分析，使相關(guān)數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)可靠、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加順暢，且可針對(duì)管理系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，為系統(tǒng)管理者提供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況、狀態(tài)、效率評(píng)估信息。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

GIS圖模接入管理平臺(tái)在多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)有著十分廣泛的應(yīng)用，并且在具體的操作過程中有十分顯著的應(yīng)用價(jià)值，可以使校準(zhǔn)的正確率得到顯著提升，甚至達(dá)到99%左右，可以大幅地節(jié)省校圖時(shí)間，在具體的操作過程中能更及時(shí)有效地完成相關(guān)工作任務(wù)，進(jìn)而為整體工作質(zhì)量、工作效率的提升提供必要的支持，使圖模的質(zhì)量得到有效強(qiáng)化，為整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的良性運(yùn)行和高質(zhì)量操作都提供了必要的保障。

但是，平臺(tái)受原始圖模質(zhì)量影響較大，后續(xù)應(yīng)不斷提高圖模制作水平，或調(diào)整開發(fā)方向，使其轉(zhuǎn)為自動(dòng)修正原始圖模，也可采用集群算法和蟻群算法等改良圖模布局，提高圖模導(dǎo)入的通適性和校核的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語

總而言之，從上面的分析中我們能夠充分看出，在當(dāng)前配電網(wǎng)圖模的運(yùn)行過程中，往往存在不同程度的問題，在這樣的情況下需要進(jìn)一步匹配與之相對(duì)應(yīng)的GIS圖模的自動(dòng)導(dǎo)入系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)于相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行完善和優(yōu)化，這樣才能推動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行，為其提供必要的支撐，進(jìn)而有效推動(dòng)我國(guó)配網(wǎng)建設(shè)，充分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化的發(fā)展，為我國(guó)電力事業(yè)的可持續(xù)運(yùn)營(yíng)和健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。