1背景

1.1電力資產

供電企業的電力資產包括各種電力線路、電纜、桿塔、變壓器、開關、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的數量從幾千到幾萬不等,電力資產數量大、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內的電力資產的具體位置。

1.2全球衛星定位系統

目前世界上有四大全球定位系統,分別是美國的GPs全球衛星定位系統、中國的北斗衛星導航系統、歐盟的伽利略衛星導航系統及俄羅斯的格羅斯納衛星導航系統。其中,GPs技術較為成熟、應用較廣泛,具有在海、陸、空全方位實施三維導航與定位的能力,具有全天候、高精度、自動化等特點。GPs定位的原理實質上是測量學的空間測距定位,利用分布在6個軌道上的24顆衛星發射測距信號和載波,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。

1.3電子地圖

電子地圖即數字地圖,是利用計算機技術,以數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、縮小或旋轉而不影響顯示效果。隨著網絡時代、大數據時代的發展,電子地圖的內容不斷被豐富,地圖數據迭代速度快。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電力資產定位導航系統的設計

2.1系統的組成

2.1.1GPs信號接收器

在本系統中,基礎數據是電力資產的經緯度坐標數據,因此GPs信號接收器是系統的一個重要組成。系統通過GPs信號接收器來獲取使用者的實時坐標信息,這個坐標可以用作定位電力資產的坐標數據錄入系統,也可用于在導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...2電子地圖

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

映出電力資產的實際分布情況及其周圍的環境,實現電力資產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唯一的硬件設備增加了系統的便捷性。

2...1移動應用程序

智能手機雖然集成了GPs信號接收器及網絡收發器等硬件,但這些硬件之間不會自主相互配合工作,需開發一個移動應用程序來調度這些硬件及整合數據。

2...3網絡服務器

網絡服務器包括數據庫服務器,用于實現電力資產的坐標信息及電力系統架構的數據共享。通過與網絡服務器交互進行數據的上傳及下載,可以實現多個終端同時使用及維護系統的數據,提高系統的實用性。

2.2功能的實現

2.2..移動應用程序設計

移動應用程序運行于移動終端上,應用程序主要由前臺和后臺構成,前臺負責展示用戶操作界面及電子地圖圖像信息,后臺主要進行數據處理及響應用戶的操作。

2.2.2電力資產定位

電力資產的定位功能是指在電子衛星地圖上顯示附近的電力資產信息。當打開移動應用程序時,程序首先調用4PA函數驅動終端集成的GPs信號接收器讀取當前坐標信息,然后加載附近位置的衛星地圖,再把附近的電力資產在衛星地圖上標注出來。電力資產的衛星地圖定位功能基于地圖提供商的sID來進行開發,一來減少開發維護的成本,二來地圖提供商的地圖數據豐富、更新及時。

2.2.1數據存儲

為了便于管理,電力資產用電力系統架構來表示。在配電網領域電力資產的命名方式一般為KK變電站KK線KK支線KK桿/塔KK。為了方便電力資產數據的查詢與顯示,電力資產坐標數據的存儲結構應與其所在的電力系統架構相匹配。應用xys0L等關系型的數據庫可以實現存儲這種具有關聯關系的結構化數據。數據的存儲結構如圖1所示,每一個方框代表一個數據表,一個變電站的數據表包含其所有饋線的數據項目、一條饋線的數據表包含其所有支線的數據項目。以此類推,往下還有支線、桿塔號及電力設備的數據庫表。以這種形式來存儲電力資產的數據,一來可以體現電力資產的電力系統架構,二來可以提高電力資產數據的存儲及查詢速度。

2.2.4電力資產導航

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

3電力資產定位導航系統的應用

3.1電力資產定位導航系統的使用方法

3.1.1系統的安裝上線

平常使用的智能手機或平板電腦都可以用作系統的移動終端,只需安裝系統的移動應用程序就能作為終端機使用。要實現數據的共享,還需要部署一個包含數據庫應用的網絡服務器。分布式虛擬云服務器免去了域名申請、主站配置等步驟,適合部署快速開發的小型服務器。因此可以把系統開發的服務器應用部署到云服務器上,做到簡單快速上線應用。

3.1.2電力資產信息的采集

整個系統以電力資產的信息為基礎,要想發揮本系統的功能,首先要錄入電力資產的信息。電力資產的信息可以由電力資產的管理人員手持終端到達電力資產的現場進行定位,然后輸入電力資產所屬的變電站名稱及饋線名稱等全路徑信息,最后上傳到服務器更新數據庫。電力資產信息也可以通過包含設備全路徑及坐標信息的數據表一次性導入數據庫。

3.1.3電力資產的定位及導航

在以上步驟都完成后就可以開始應用系統進行電力資產的定位及導航了。可以通過對電子衛星地圖進行拖動及縮放了解某一個區域的電力資產的分布情況及路徑走向。在應用程序的搜索框內輸入目標電力資產,即可在電子地圖上顯示電力資產的所在位置。選擇導航,程序進入導航指引模式,引導使用者到達目標電力資產的位置。有相當一部分的電力資產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,應用將會引導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星地圖查看是否有小路可到達目標電力資產的位置。

3.2電力資產定位導航系統的應用前景

3.2.1系統在電網規劃建設中的作用

通過在電子衛星地圖上定位顯示所有的電力資產,可以直觀地了解某個區域內電力資產的分布情況及電力線路的路徑走向,便于判斷電力資產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提供參考依據。

3.2.2系統在電網日常維護中的作用

在配電線路的日常維護中,可以遠程通過系統定位電力資產,配合電子衛星地圖查看電力資產周圍的環境,查看是否有新建違章建筑,是否有樹障向線路走廊延伸,及時發現危及電力架空線路的隱患。當發生員工崗位調動或管理人員交換片區時,新接手的人員可以借助系統快速地熟悉新接管的線路。

3.2.3系統在電網計劃檢修中的作用

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,導致工作不能按計劃開展,造成超時復電等影響。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,借助本系統的電力資產定位導航功能,外施工單位能減少對供電所人員的依賴,提高工作效率。

4結語

供電企業所管理的電力資產數量多、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電力資產在區域中的分布情況。本文介紹了通過智能終端應用程序整合GPs全球衛星定位系統及電子衛星地圖的功能設計出一個具有網絡數據共享功能的適用于電力系統的定位導航系統。電力資產定位導航系統的部署使用將在電網的規劃建設、日常維護及計劃檢修過程中產生重大的作用。