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1、第第8 8章章 配电自动化地理信息系统配电自动化地理信息系统8.1 地理信息系统的发展现状与组成地理信息系统的发展现状与组成地理信息系统地理信息系统(Geographic Information System，GIS)是地理信息学方是地理信息学方法的法的种实用手段，是以多学科技术集成的基础平台。它是代表用各种实用手段，是以多学科技术集成的基础平台。它是代表用各种现代化方法，来采集、测量、分析、存贮、管理、显示、传播和应种现代化方法，来采集、测量、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地理空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和技术。用与地理空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和技术
2、。是测绘、遥感、汁算机、应用数学以及各种应用学科的有机结合。是测绘、遥感、汁算机、应用数学以及各种应用学科的有机结合。发展的四个时期：发展的四个时期：60年代：思想和技术方法的探索时期；70年代：发展时期，有相关系统投入运行，主要用于土地资源、城市规划、市政建设、地下管线等管理；80年代：在理论、方法和技术上取得突破且趋向成熟；90年代：GIS进入实用阶段，成为基础平台。GISGIS系统与有关学科的融合关系系统与有关学科的融合关系 地图学地图学计算机辅助设计与计算机图形学计算机辅助设计与计算机图形学 测量与航测测量与航测 基于专业地图的空间分析基于专业地图的空间分析 点状资料插值点状资料插值
3、遥感遥感GISGIS系统以其混合数据结构和独特的地理空间分析功系统以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能独树一帜。能独树一帜。GISCAD(计算机辅助制图计算机辅助制图)DATABASE(数据库数据库)SPATIAL OPERATION(空间操作空间操作)地理信息系统在电力行业的应用现状地理信息系统在电力行业的应用现状由于地理信息系统具有突出的数据可视化的特由于地理信息系统具有突出的数据可视化的特点，使得其在电力系统中的应用方兴未艾。点，使得其在电力系统中的应用方兴未艾。从过去的主要集中在配电系统管理功能方面应从过去的主要集中在配电系统管理功能方面应用，向输电系统、客户服务系统、客户管理系用
4、，向输电系统、客户服务系统、客户管理系统、用电营业系统、配电管理系统以及地理信统、用电营业系统、配电管理系统以及地理信息系统和息系统和EMS/SCADA、配电自动化系统相互配电自动化系统相互结合的综合应用发展。结合的综合应用发展。存在的问题存在的问题总体规划或设计方案不全面。总体规划或设计方案不全面。地理信息系统运行所需要的基础数据不全。地理信息系统运行所需要的基础数据不全。一体化数据图模解决力案未能解决好地理信息一体化数据图模解决力案未能解决好地理信息系统与系统与EMSSCADA、配电自动化系统等生配电自动化系统等生产运行自动化系统的数据图模共享问题。产运行自动化系统的数据图模共享问题。难点
5、难点 配电网的资料和数据的整理输入工作量巨大，配电网的资料和数据的整理输入工作量巨大，并旦配电网又经常处于变动中，数据不稳定，并旦配电网又经常处于变动中，数据不稳定，必然造成工作中的多次反复；必然造成工作中的多次反复；由于众多需使用地理信息系统的建设单位无能由于众多需使用地理信息系统的建设单位无能力二次开发，而大多数软件开发商对电力行业力二次开发，而大多数软件开发商对电力行业知识又较为贫乏、从而造成开发的软件功能不知识又较为贫乏、从而造成开发的软件功能不全，深度不够。全，深度不够。所以，开发和建设好地理信息系统必须做到计所以，开发和建设好地理信息系统必须做到计算机技术与电力生产实际之间紧密结合
6、。算机技术与电力生产实际之间紧密结合。8.2 8.2 地理信息系统的组成地理信息系统的组成组成组成：包括硬件、软件、数据。包括硬件、软件、数据。硬件：数字化仪、解析绘图仪、扫描仪、测绘仪器、计算机、硬件：数字化仪、解析绘图仪、扫描仪、测绘仪器、计算机、存储器、打印机、绘图仪等。存储器、打印机、绘图仪等。软软件件：操操作作系系统统（Windows系系列列、Linux）、数数 据据 库库 管管 理理 系系 统统（SQLServer、Sybase、Oracle、Informix）、GIS开开发发平平台台（美美国国：环环境境系系统统研研究究所所公公司司ESRI公公司司 的的 ArcGIS、MapInf
7、o，中中 国国GROW、）、开开发发工工具具（VC+、VB）、）、GIS应用软件应用软件。随随着着Internet技技术术广广泛泛应应用用，目目前前的的发发展展趋趋势势为为开开发发基基于于Web技技术的组件式术的组件式GIS系统系统8.8.3 3 配电网地理信息系统的功能分析配电网地理信息系统的功能分析 配电网地理信息系统目标：以配电网地理信息系统目标：以变电站自动化、馈变电站自动化、馈线自动化、负荷信息管理、用户抄表与自动计费线自动化、负荷信息管理、用户抄表与自动计费等四个子系统的地理信息管理为目标，并融合进等四个子系统的地理信息管理为目标，并融合进MIS管理信息管理信息与实时信息管理与实时
8、信息管理，实现图形和属性，实现图形和属性的双重管理功能。的双重管理功能。配电网地理信息系统的功能配电网地理信息系统的功能一、数据预处理功能一、数据预处理功能l图形数据的录入、转换和编辑图形数据的录入、转换和编辑l属性数据的录入、转换和编辑属性数据的录入、转换和编辑l属性数据与图形数据的挂接属性数据与图形数据的挂接l与配电网与配电网SCADA系统的实时数据接口及图形转换系统的实时数据接口及图形转换二、图形操作与制图输出二、图形操作与制图输出三、站内自动化子系统的地理信息管理三、站内自动化子系统的地理信息管理四、馈线自动化子系统的地理信息管理四、馈线自动化子系统的地理信息管理五、负荷控制与管理子系
9、统的地理信息管理五、负荷控制与管理子系统的地理信息管理六、用户抄表与自动计费子系统的地理信息管理六、用户抄表与自动计费子系统的地理信息管理七、辅助设计功能七、辅助设计功能8.4 基于基于WEB技术的配电网地理信息系统开发方案技术的配电网地理信息系统开发方案GIS系统趋势：系统趋势：基于基于WEB技术的组件式技术的组件式GIS设计，设计，在网络环境下实现系统的各项功能。如基于在网络环境下实现系统的各项功能。如基于WEB的万维网的万维网GIS系统，将系统，将INTERNET技术与技术与GIS相结相结合，实现信息和软件的共享、检索等。合，实现信息和软件的共享、检索等。GIS的发展的发展：独立模式独立
10、模式集成式集成式集成模块化集成模块化核核心式心式组件式。组件式。组件式组件式GISGIS的特点：的特点：1 1）高效无缝的系统集成；）高效无缝的系统集成；2 2）勿需专门的）勿需专门的GISGIS开发语言；开发语言；3 3）成本低；）成本低；4 4）平台独立性。）平台独立性。基于基于Web的配电网的配电网GIS系统基本框架结构系统基本框架结构组件式组件式GISGIS与与WebGISWebGIS系统基本思路：系统基本思路：在在Intranet/InternetIntranet/Internet基础上，通过客户端浏览器调用基础上，通过客户端浏览器调用GISGIS系统应用功能，系统应用功能，GISG
11、IS功能具体实现由高性能的功能具体实现由高性能的WebWeb服务服务器和器和GISGIS服务器协同完成，并将结果回送客户端。服务器协同完成，并将结果回送客户端。Web GIS系统实现方法及开发工具系统实现方法及开发工具实现方法实现方法1.基于基于CGI建立建立Web GIS2.基于基于Server API建立建立Web GIS3.基于基于Java APPLET建立建立Web GIS4.基于基于Object Web建立建立Web GIS开发工具开发工具P146表8-1Web服务器安全措施服务器安全措施1）通过路由器和专门的防火墙技术将）通过路由器和专门的防火墙技术将Internet/Intran
12、et 隔开，得到隔开，得到Web服务器身份服务器身份证验证后的客户方可进入。证验证后的客户方可进入。2）内部网的信息安全和保密可以通过建立入网）内部网的信息安全和保密可以通过建立入网认证机制和主页访问权限的方法实现。认证机制和主页访问权限的方法实现。3）在服务器端尽量使用局域网，使）在服务器端尽量使用局域网，使Web GIS应应用系统和数据分开存储。用系统和数据分开存储。基于基于Web的配电网的配电网GIS系统典型配置系统典型配置1）系统软件配置）系统软件配置（两种配置方案）（两种配置方案）（1）基于）基于MGE系统工具：系统工具：浏览器(NetScape 或 IE)；服务器OS(Window
13、s NT)；客户端OS(Windows NT/95)；Web服务器(IIS)；GIS应用服务器(Geomedia Web Map 2.0)；关系数据库服务器(SQL Sever)。开发工具：开发工具：界面集成与设计（Visual Basic)；部分应用程序开发（Visual C+）；GIS应用功能主模块设计（GeoMedia组件）。基于基于Web的配电网的配电网GIS系统典型配置系统典型配置(续续)（2）基于）基于Arc/Info系统工具：系统工具：浏览器浏览器(NetScape、IE或或ArcExplorer)；服务服务器器OS(Windows NT)；客户端客户端OS(Windows NT
14、/95)；Web服务器服务器(IIS)；GIS应用服务器应用服务器(MapObjects IMS)；关系数据库服务器关系数据库服务器(SQL Sever)。开发工具：开发工具：界面集成与设计界面集成与设计(Visual Basic)；部分应用程部分应用程序开发序开发(Visual C+)；GIS应用功能主模块设计应用功能主模块设计(MapObjects组件组件)；复杂空间分析功能模块设计；复杂空间分析功能模块设计(SDE组组件件)。2）系统硬件配置）系统硬件配置高性能服务器、客户机、远程联网设备、数字化仪、绘高性能服务器、客户机、远程联网设备、数字化仪、绘图仪。图仪。8.5 GROW平台介绍平
15、台介绍GROW平台：深圳雅都软件股份有限公司针对海量数据的地理信平台：深圳雅都软件股份有限公司针对海量数据的地理信息损坏时应用而开发的企业级息损坏时应用而开发的企业级GIS应有软件平台。应有软件平台。发展：发展：1994年推出GROW1.0版本：单机版，具备实时信息处理、海量数据管理、三维图形处理等鲜明特征，完备的模型已经可以完成动态路名、沿路跟踪、最优路径等功能；1996年推出GROW3.0版本：能够高效利用网络技术构建协同工作环境，实现“分散维护，集中共享”；1998年推出GROW4.0版本：支持企业级多级分布式环境，同时其应用领域也得到空前扩展，遍布众多行业。2001年推出GROW-BA
16、SE5.0：在技术上又有了许多新突破。GROW经历了单机版-网络版-企业级运行环境一系列发展过程，技术上日趋完善，GROW目前广泛应用于电力、电信、燃气、有线电视、消防、治安、交通、供水、供暖等领域。GROW应用模式应用模式基于基于GROW平台的应用系统建设可以根据实际规模，支持单机、平台的应用系统建设可以根据实际规模，支持单机、单级单级C/S模式、多级模式、多级C/S模式、模式、B/S模式等。模式等。典型的单级典型的单级C/S+B/S系统结构图。系统结构图。8.6 GEA-DAS/GIS/PAS系统介绍系统介绍特点：特点：该系统是集配电自动化、配电地理信息系统与高级该系统是集配电自动化、配电
17、地理信息系统与高级智能配电分析一体化的高性能应用软件。智能配电分析一体化的高性能应用软件。软件分为：软件分为：DAS/GIS/PAS服务器软件、工作站软件、维护服务器软件、工作站软件、维护与与Web服务软件三大部分，具体有：服务软件三大部分，具体有：1）通信模块）通信模块运行在通信工作站或其他服务器、工作站。城域网上按运行在通信工作站或其他服务器、工作站。城域网上按TCP/IP协议收发数据，按通信规约处理。协议收发数据，按通信规约处理。2）数据处理、实时数据库服务模块）数据处理、实时数据库服务模块运行在服务器，接收原始数据、数据处理。运行在服务器，接收原始数据、数据处理。3）人机界面）人机界面
18、MMI软件模块软件模块运行于网络工作站，显示实时数据画面、事故画面等实时运行于网络工作站，显示实时数据画面、事故画面等实时运行工况。运行工况。GIS实时数据显示画面实时数据显示画面配电网故障时地理信息图上的故障区域显示配电网故障时地理信息图上的故障区域显示配电网故障时故障区域内的用户信息配电网故障时故障区域内的用户信息8.7 配电网事故呼叫系统配电网事故呼叫系统目的目的：加快停电事故报告及抢修速度，减少经济损失，：加快停电事故报告及抢修速度，减少经济损失，提高服务水平。提高服务水平。通信通信：系统基于：系统基于TCP/IP协议以太网，根据用户电话号协议以太网，根据用户电话号码报告停电位置。码报
19、告停电位置。判断判断：确定停电位置后检索数据库，判断用户告警区：确定停电位置后检索数据库，判断用户告警区域，并将处理情况报告用户。域，并将处理情况报告用户。告警告警：图形工作站上出现告警信息，并发出音响提示，：图形工作站上出现告警信息，并发出音响提示，GIS系统将此地理位置反映在地理背景图画面上。系统将此地理位置反映在地理背景图画面上。处理处理：事故告警系统将：事故告警系统将GIS和配电和配电SCADA系统互联，系统互联，调度员根据调度员根据SCADA系统提供的信息，及时准确地判断系统提供的信息，及时准确地判断故障点，并及时排除故障。故障点，并及时排除故障。配电事故告警系统组成配电事故告警系统组成作业作业GIS组成组成GIS软件构成软件构成配电网配电网GIS功能功能