1背景

1.1電力資產(chǎn)

供電企業(yè)的電力資產(chǎn)包括各種電力線路、電纜、桿塔、變壓器、開關(guān)、配電房、電纜分接箱等。由于架空線路投資成本低、維護檢修方便,目前配電線路還是以架空線路為主。一個供電所管理的電力資產(chǎn)的數(shù)量從幾千到幾萬不等,電力資產(chǎn)數(shù)量大、分布廣、位置分散、地理位置難以用地址來描述,一般只有本所的一些老員工才熟悉自己管轄片區(qū)內(nèi)的電力資產(chǎn)的具體位置。

1.2全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)

目前世界上有四大全球定位系統(tǒng),分別是美國的GPs全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、歐盟的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及俄羅斯的格羅斯納衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。其中,GPs技術(shù)較為成熟、應(yīng)用較廣泛,具有在海、陸、空全方位實施三維導(dǎo)航與定位的能力,具有全天候、高精度、自動化等特點。GPs定位的原理實質(zhì)上是測量學(xué)的空間測距定位,利用分布在6個軌道上的24顆衛(wèi)星發(fā)射測距信號和載波,用戶通過接收機接收這些信號,測量已知衛(wèi)星與接收機之間的距離,通過一系列方程演算得到接收機所處的地面坐標(biāo)。

1.3電子地圖

電子地圖即數(shù)字地圖,是利用計算機技術(shù),以數(shù)字方式存儲和查閱的地圖,只需一個電子終端即可隨時隨地查閱全球的地理信息。電子地圖儲存資訊一般使用向量式圖像儲存,地圖比例可放大、縮小或旋轉(zhuǎn)而不影響顯示效果。隨著網(wǎng)絡(luò)時代、大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展,電子地圖的內(nèi)容不斷被豐富,地圖數(shù)據(jù)迭代速度快。電子地圖大大方便了人們的出行,目前已然成為人類難以或缺的一個生活工具。

2電力資產(chǎn)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計

2.1系統(tǒng)的組成

2.1.1GPs信號接收器

在本系統(tǒng)中,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是電力資產(chǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù),因此GPs信號接收器是系統(tǒng)的一個重要組成。系統(tǒng)通過GPs信號接收器來獲取使用者的實時坐標(biāo)信息,這個坐標(biāo)可以用作定位電力資產(chǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng),也可用于在導(dǎo)航過程中實時更新使用者的位置信息。智能手機及平板電腦都具有GPs定位的功能。

2.1.2電子地圖

電子地圖包括簡化地圖及衛(wèi)星地圖等,其中衛(wèi)星地圖是以衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取到的地表真實影像為基礎(chǔ)呈現(xiàn)出來的地圖。把電力資產(chǎn)的位置在衛(wèi)星地圖上顯示出來,更加真實地反

映出電力資產(chǎn)的實際分布情況及其周圍的環(huán)境,實現(xiàn)電力資產(chǎn)的地理位置圖像可視化。智能手機及平板電腦都具有電子地圖的功能,因此系統(tǒng)的硬件部分只需要一臺智能終端就能同時集齊GPs信號接收器及電子地圖的功能。手機是人們工作及生活中隨身攜帶的,把智能手機作為系統(tǒng)唯一的硬件設(shè)備增加了系統(tǒng)的便捷性。

2.1.3移動應(yīng)用程序

智能手機雖然集成了GPs信號接收器及網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器等硬件,但這些硬件之間不會自主相互配合工作,需開發(fā)一個移動應(yīng)用程序來調(diào)度這些硬件及整合數(shù)據(jù)。

2.1.4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,用于實現(xiàn)電力資產(chǎn)的坐標(biāo)信息及電力系統(tǒng)架構(gòu)的數(shù)據(jù)共享。通過與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器交互進行數(shù)據(jù)的上傳及下載,可以實現(xiàn)多個終端同時使用及維護系統(tǒng)的數(shù)據(jù),提高系統(tǒng)的實用性。

2.2功能的實現(xiàn)

2.2.1移動應(yīng)用程序設(shè)計

移動應(yīng)用程序運行于移動終端上,應(yīng)用程序主要由前臺和后臺構(gòu)成,前臺負(fù)責(zé)展示用戶操作界面及電子地圖圖像信息,后臺主要進行數(shù)據(jù)處理及響應(yīng)用戶的操作。

2.2.2電力資產(chǎn)定位

電力資產(chǎn)的定位功能是指在電子衛(wèi)星地圖上顯示附近的電力資產(chǎn)信息。當(dāng)打開移動應(yīng)用程序時,程序首先調(diào)用API函數(shù)驅(qū)動終端集成的GPs信號接收器讀取當(dāng)前坐標(biāo)信息,然后加載附近位置的衛(wèi)星地圖,再把附近的電力資產(chǎn)在衛(wèi)星地圖上標(biāo)注出來。電力資產(chǎn)的衛(wèi)星地圖定位功能基于地圖提供商的sDK來進行開發(fā),一來減少開發(fā)維護的成本,二來地圖提供商的地圖數(shù)據(jù)豐富、更新及時。

2.2.3數(shù)據(jù)存儲

為了便于管理,電力資產(chǎn)用電力系統(tǒng)架構(gòu)來表示。在配電網(wǎng)領(lǐng)域電力資產(chǎn)的命名方式一般為xx變電站xx線xx支線xx桿/塔xx。為了方便電力資產(chǎn)數(shù)據(jù)的查詢與顯示,電力資產(chǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)應(yīng)與其所在的電力系統(tǒng)架構(gòu)相匹配。應(yīng)用Mys0L等關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)存儲這種具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)如圖1所示,每一個方框代表一個數(shù)據(jù)表,一個變電站的數(shù)據(jù)表包含其所有饋線的數(shù)據(jù)項目、一條饋線的數(shù)據(jù)表包含其所有支線的數(shù)據(jù)項目。以此類推,往下還有支線、桿塔號及電力設(shè)備的數(shù)據(jù)庫表。以這種形式來存儲電力資產(chǎn)的數(shù)據(jù),一來可以體現(xiàn)電力資產(chǎn)的電力系統(tǒng)架構(gòu),二來可以提高電力資產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲及查詢速度。

2.2.4電力資產(chǎn)導(dǎo)航

系統(tǒng)不僅能在電子衛(wèi)星地圖上定位顯示電力資產(chǎn)的分布位置,還能像平常的導(dǎo)航應(yīng)用一樣計算出到達指定的電力資產(chǎn)的路線,并提供實時的導(dǎo)航指引。地圖提供商的開發(fā)者sDK都帶有導(dǎo)航功能接口,系統(tǒng)可以直接使用地圖開發(fā)sDK里的導(dǎo)航算法來實現(xiàn)電力資產(chǎn)的導(dǎo)航功能。

3電力資產(chǎn)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用

3.l電力資產(chǎn)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的使用方法

3.1.1系統(tǒng)的安裝上線

平常使用的智能手機或平板電腦都可以用作系統(tǒng)的移動終端,只需安裝系統(tǒng)的移動應(yīng)用程序就能作為終端機使用。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,還需要部署一個包含數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。分布式虛擬云服務(wù)器免去了域名申請、主站配置等步驟,適合部署快速開發(fā)的小型服務(wù)器。因此可以把系統(tǒng)開發(fā)的服務(wù)器應(yīng)用部署到云服務(wù)器上,做到簡單快速上線應(yīng)用。3.1.2電力資產(chǎn)信息的采集

整個系統(tǒng)以電力資產(chǎn)的信息為基礎(chǔ),要想發(fā)揮本系統(tǒng)的功能,首先要錄入電力資產(chǎn)的信息。電力資產(chǎn)的信息可以由電力資產(chǎn)的管理人員手持終端到達電力資產(chǎn)的現(xiàn)場進行定位,然后輸入電力資產(chǎn)所屬的變電站名稱及饋線名稱等全路徑信息,最后上傳到服務(wù)器更新數(shù)據(jù)庫。電力資產(chǎn)信息也可以通過包含設(shè)備全路徑及坐標(biāo)信息的數(shù)據(jù)表一次性導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。3.1.3電力資產(chǎn)的定位及導(dǎo)航

在以上步驟都完成后就可以開始應(yīng)用系統(tǒng)進行電力資產(chǎn)的定位及導(dǎo)航了。可以通過對電子衛(wèi)星地圖進行拖動及縮放了解某一個區(qū)域的電力資產(chǎn)的分布情況及路徑走向。在應(yīng)用程序的搜索框內(nèi)輸入目標(biāo)電力資產(chǎn),即可在電子地圖上顯示電力資產(chǎn)的所在位置。選擇導(dǎo)航,程序進入導(dǎo)航指引模式,引導(dǎo)使用者到達目標(biāo)電力資產(chǎn)的位置。有相當(dāng)一部分的電力資產(chǎn)分布在沒有道路可達的位置,如果沒有直接的路徑可以到達,應(yīng)用將會引導(dǎo)使用者到達道路可達的最近地點,然后使用者可以通過放大衛(wèi)星地圖查看是否有小路可到達目標(biāo)電力資產(chǎn)的位置。

3.2電力資產(chǎn)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用前景

3.2.1系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中的作用

通過在電子衛(wèi)星地圖上定位顯示所有的電力資產(chǎn),可以直觀地了解某個區(qū)域內(nèi)電力資產(chǎn)的分布情況及電力線路的路徑走向,便于判斷電力資產(chǎn)的分布及電力線路的路徑是否合理,可以為電力線路的遷改或新增線路的投資建設(shè)提供參考依據(jù)。

3.2.2系統(tǒng)在電網(wǎng)日常維護中的作用

在配電線路的日常維護中,可以遠(yuǎn)程通過系統(tǒng)定位電力資產(chǎn),配合電子衛(wèi)星地圖查看電力資產(chǎn)周圍的環(huán)境,查看是否有新建違章建筑,是否有樹障向線路走廊延伸,及時發(fā)現(xiàn)危及電力架空線路的隱患。當(dāng)發(fā)生員工崗位調(diào)動或管理人員交換片區(qū)時,新接手的人員可以借助系統(tǒng)快速地熟悉新接管的線路。

3.2.3系統(tǒng)在電網(wǎng)計劃檢修中的作用

外施工單位流動性大、人員變動頻繁,往往對委派檢修的電力線路的位置情況不熟悉,有時供電所的人手不足會延誤外施工單位的工作進度,導(dǎo)致工作不能按計劃開展,造成超時復(fù)電等影響。外施工單位進行檢修需供電所人員帶路浪費了大量的人力,借助本系統(tǒng)的電力資產(chǎn)定位導(dǎo)航功能,外施工單位能減少對供電所人員的依賴,提高工作效率。

4結(jié)語

供電企業(yè)所管理的電力資產(chǎn)數(shù)量多、分布廣、地理位置難以描述,目前還沒有一個圖像可視化的工具能很好地呈現(xiàn)電力資產(chǎn)在區(qū)域中的分布情況。本文介紹了通過智能終端應(yīng)用程序整合GPs全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)及電子衛(wèi)星地圖的功能設(shè)計出一個具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享功能的適用于電力系統(tǒng)的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。電力資產(chǎn)定位導(dǎo)航系統(tǒng)的部署使用將在電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)、日常維護及計劃檢修過程中產(chǎn)生重大的作用。