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1、地理信息系统（!#）与电力通信网姜建里，赵振东，李冶，戚根城（华北电力大学 电子系，河北 保定!#!$）摘要：为了解决电力通信网中各种设备的监控系统相互独立、数据格式互不兼容的现状，采用%&()*技术开发实时的监控系统，将从各监控系统中得到的实时数据统一反映到()*管理系统上，使系统运行状态和有关信息以更加直观的方式显示，实现了对电力通信网进行统一管理的目的。关键词：%&()*；电力通信网；监控；电子地图中图分类号：+,-#./0.$文献标识码：1文章编号：#!.2 34#（5!$）!3 2!4 2!$收稿日期：5!$2!$2#-作者简介：姜建里（#-0 2），男，河南安阳人，硕士研究生，研究
2、方向为数字通信系统；赵振东（#-.3 2），男，河北沧州人，教授级高级工程师，研究生导师，研究方向为数字通信系统；李冶（#-$2），男，黑龙江巴彦人，讲师，主要从事开发()*软件的工作；戚根城（#-30 2），男，河南商水人，副教授，研究方向是信号与图像处理、数字通信网技术。$前言现行的电力系统专用通信网监控系统不统一，而且一些传统的通信设备本身并不带有监控系统（例如载波机），因此要对这些设备进行管理有一定的难度。鉴于以上情况，为了可以形象化地对电力系统专用通信网及设备进行管理，在其监控系统中增加了()*管理系统。将电力通信网绘制在地理背景图上，可以使得通信线路的分布情况一目了然，同时还能将从
3、监控系统得到的实时数据与电子地图结合在一起，确保调度通信部门能够及时准确地了解系统故障、运行参数，指挥调配电路，对电路故障及早采取有效措施。()*管理系统的引入，解决了由于电力通信网络规模扩大、结构日趋复杂而带来的难以管理的问题。%!#概述及其发展趋势()*（地理信息系统，(&6789:;?689A*BCA&），简单的讲，是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。()*往往被认为是一项专门的技术，主要被应用于测绘、制图、资源和环境管理等领域。随着自身技术的发展和社会需求的增大，()*逐渐与其他技术融合，成为一门应用日趋广泛的综合性技术，并成为了信息技术的重要组成部分。()*的核心是计算
4、机科学，基本技术是数据库、电子地图和空间分析#。)A&8&A 的出现，使得人们可以在全球范围内发布、展示数据及获取各种信息。)A&8&A 所具备的图形用户环境、用户查询、实时数据库获取以及数据展示功能为实现交互式制作和展示电子地图提供了条件。在)A&8&A 或)A89&A 上开发的()*称为%&()*，是%&技术与()*技术的结合，使分布式地理信息被世界范围内的用户所共享成为可能。在%&()*发展的同时，出现了组件式()*（D6()*，即 D6:6&A()*）。D6()*不依赖于某一种开发语言，可以嵌入通用的开发环境（如 ECF9G 19C=、H&G:;或 I6J&81FGK&8等）中实现()
5、*功能，专业模型则可以使用这些通用的开发环境来实现，也可以使用其他的专业性模型分析控件，因此，D6()*可以实现高效的、无缝的系统集成。随着 D6()*的发展和分布式对象%&（HCA8FAL&K MN&=A%&）技术的逐渐成熟，未来的()*将是基于DMOPQ=AR&S 或 DM1TQPU9R9 分布式对象的%&()*#。&电力通信网管理系统的现状早期的电力通信网监控系统的体系结构和系统规范都是参照电力系统自动化的模式制定的，许多方面并没有体现出电力通信网的特色。此外，电力通信网O)*系统作为电力系统 O)*的一个子系统，主要实现非实时的管理功能（如设备管理、文件管理、生产管理、资源管理和路由管
6、理等）。随着电力通信网中各种专用监控系统的不断增加，而且大部分的接口规范是由各厂家自定义的，使得这些系统彼此相互独立，数据格式互不兼容，成为信息孤岛，不能充分发挥其应有的作用。为了使各种通信资源充分发挥其效能，提高管理水平，将各种类似孤岛的监控系统与()*系统有机地结合起来，实现统一的监控管理，是一个行之有效的方法。4电力系统通信5!$年第 3 期!基于#$的电力通信网监控系统!%&基于#$的电力通信网监控系统的组成电力通信网监控系统硬件是基于!#$%#协议的体系结构，软件是基于开放的网络数据平台，采用先进的&()*+,-*$&(.*/*$0121(1-.*/*三层结构（如图 3 所示），成为
7、一个开发环境与应用环境的分离、集实时应用和运行管理于一身的网络监控系统。该网络监控系统主要由规约转换机、服务器、#浏览器、调制解调器、本地 4!5、网关和网络交换机等设备组成。其数据采集部分尽可能利用原有的监控数据，通过规约转换接入监控系统，降低投资，保护用户的利益。所有规约转换工作均由前置机内的规约转换软件完成（不需要附加任何专用硬件），经前置机转换后的数据以统一的格式存入数据库，供 6%.管理系统使用。图 3&(三层结构!%基于#$的电力通信网监控系统功能基于 6%.的电力通信网监控系统是将电力通信网绘制在地图背景之上，从而使通信线路的分布情况一目了然，同时记录各类通信设备的属性数据和图像
8、数据，并对这些属性数据和图像数据进行综合处理和共享。用电子地图作为一种组织数据的工具，使通信网的地理数据和属性信息相结合，使得系统运行状态和有关信息以更加直观的、简明的形式显示。系统具备的功能如图 7 所示。图 76%.管理的功能（3）地理信息管理功能3）图像管理编辑子系统：对系统用到的所有地理信息数据进行管理；7）检索子系统：用来实现各种设备资源图形数据和属性数据的交互查询；8）统计分析子系统：通过各种形式的统计图及专题地图，面向不同层次的人员提供各种的统计信息。（7）通信设备和线路的管理包括对通信设备、电路以及载波频率的管理。（8）生产运行管理主要完成编制生产计划、进行通信电路及设备运行率
9、的技术统计、生成运行报表和各类统计报表。（9）实时监控信息的管理通过前置机把已有监控系统的设备的实时信息汇集后统一进行处理。机房设备、无监控的载波机、电源等设备需另加数据采集单元，汇集后统一送到前置机处理。由前置机将实时数据送入 6%.的数据库中。通过前置机，还可以完成对远动实时信息的管理。（:）工作票管理通过局域网对工作票的申请、批复、执行等管理。（;）空间的查询和分析在对数据的分析方面，6%.不只是以示意图简单地抽象表示，而是以具体的地理形式表现在 6%.系统中，可实现拓扑空间查询、缓冲区分析、空间集合分析、地形分析等功能。这是 6%.最重要和最具有魅力的功能。（）数据显示数据显示是中间处
10、理过程和最终结果的屏幕显示。通常以人机交互方式来选择显示的对象与形式，对于图形数据，根据要素的信息量和密集程度，可选择放大或缩小显示。6%.管理系统不仅可以输出全要素地图，还可以根据用户需要，分层输出各种专题地图、各类统计图、图表及数据等。!%!#$系统与其他监控系统数据共享6%.系统在电力系统通信中的应用，最显著的功能是和实时监控系统的结合。对实时信息的采集处理是监控的核心，在现行的电力通信网监控系统中，每一个监控系统都有自己的数据库，用来存储采集来的实时信息。这里采用 6%.系统向各个数据库轮询的方式来实现实时数据的采集，这样做的好处是不需要对原来的数据库进行任何改动，节省了开支，但是当数
11、据库过大或者过多时对数据采集的实时性较差。实时监控系统和地理信息系统的结合，主要包括两个方面：一是同时和多个设备实时监测数据结合（可以人为地设定优先级），即同时连接多个监控设备的数据库；二是和用户所要求查询的设备实时监测数据相结合，即对用户特定的监控设备的数据库进行查询。(系统的特点电力通信网 6%.管理系统集&(、6%.、数据库、图形及图像等技术为一体，面向电力通信网资源管理的:7=8 年第;期电力系统通信需求，以设备管理为核心，结合实时数据采集和工作票业务流程，运用先进的计算机手段，实现了电力通信网的全面图形化管理，可以向用户提供高效、准确的信息服务。系统的主要特点如下：（!）电力通信网#
12、$管理系统将地图显示和查询功能与设备资源的自身特点结合起来，提供友好的界面，使用户面对的不再是晦涩难懂的枯燥数据，而是与地理位置相对应的电子化线路图。（%）把实时#$系统建立在#&()&(环境上，使得各种资源的数据可以通过开放的网络环境传输，而不需要专门的线路。（*）具有模拟量越限和状态量变化的显示警告功能，并用视图闪烁和声响告警等多媒体方式进行提示，具有多事件同时告警功能。（+）能够充分利用网络资源，将基础性、全局性的处理交服务器执行，而数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种模式能够灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配。（,）-(.技术采用的是/001 超文
13、本传输协议，文档格式是/023，这些标准的协议和文档格式保证了数据在多种软硬件平台、不同浏览器下的一致性，避免了为多种不同操作系统开发同一应用系统的费用。（4）-(.#$成本要比传统的#$低，传统的#$要在每个客户端都配备昂贵的专业#$软件，然而用户经常只是使用一些最基本的功能，因此造成了很大的浪费。-(.#$做到了在客户端只需使用-(.浏览器，有时需要添加一些免费插件，其软件成本要比全套的#$软件便宜得多。而且，-(.#$可以使用通用的浏览器进行浏览、查询，额外的插件、5678(9 控件和:;8;5）-(.#$是基于-(.技术的#$系统，目前大部分的 2#$也是基于-(.技术的，这使 2#$
14、和-(.#$通信网监控系统之间可方便地互访，2#$系统只需使用浏览器软件就可通过网关浏览到监控信息。!技术实现根据在开发过程中所采取的技术形式的不同，-(.#$的实现方式可分为：通用网关接口法（?#）、服务器应用程序法（$()8()51#）、插件控件法（1=AB C 7&5678(9?D&)D=）和:;8;编程法等。根据交互过程中-(.服务器和网络用户间的任务分布情况，主要有以下两种实现方式!：（!）“瘦客户端”策略网络用户端只是发出请求和浏览结果，所有的#$操作都由#$服务器端处理，并将计算结果以客户端可识别的格式送到客户端，客户端需处理的数据很少，如图*所示。用?#方法和$()8()51#
15、方法开发的-(.#$属“瘦客户端”型。图*“瘦客户端”策略（%）“胖客户端”策略网络用户端除了发出请求和浏览结果外，部分简单的#$操作也在客户端完成。也就是说，不是将所有的工作都交由服务器处理，而是在客户端实时下载部分#$模块或直接安装在客户端计算机上，数据处理在本地进行，如图+所示。用:;8;编程法实现的-(.#$属于“胖客户端”型。图+“胖客户端”策略在实际开发中，可以综合以上两种策略的特点，采用混合策略实现-(.#$。当有大量的数据被使用或者分析较为复杂时，由服务器处理；当涉及的任务比较简单时，由客户端直接处理。为了协调服务器与客户机对象之间的通信，使客户端可直接调用服务器对象提高网速，
16、把-(.的一种分布式对象方案“E.F(6-(.”运用到-(.#$中。分布式组件技术是 E.F(6-(.的技术基础，其中的组件是基于二进制标准的软件，可以跨平台、网络及应用程序而运行。对于 E.F(6-(.来说，位于浏览器端的对象能够通过组件标准通信协议直接调用服务器端上的组件，这样就可以避免-(.服务器的瓶颈问题。分布式对象平台提供了一种可以伸缩的、由服务器到服务器的体系结构，服务器对象可以运行到多服务器上，从而动态地平衡客户端请求的负载。结束语基于#$的电力通信网监控系统把电力通信设备的监控、管理与地理信息系统有效地结合起来，把地图作为一种组织数据的工具，将通信网的地理数据、属性信息以及网络
17、运行的实时数据相结合，使系统运行状态和有关信息以更加直观、简洁、明了的形式显示，从而实现对电力通信网的综合管理。（下转第!*页）4电力系统通信%GG*年第 4 期图!#$网络苏南地区拓扑（局部）首先通知苏州和无锡机房，检查各自的光板收信功率。检查结果为：苏州的%#$&光板（()*+!）收信功率为,-!./0，无锡的%#$&光板（()*+1）收信功率为,-./0，都在北电网络提供的手册要求的门限之内，且与平时的收信光功率测量结果相吻合，由此初步排除了光缆或尾纤中断的可能性。接着通过网管查看苏州()*+!%23*4 部件的性能参数，发现本端性能参数中段编码的损坏*段有误码时间以及线路编码的损坏*线
18、路有误码时间都没有变化，无误码时间在增长；而对端参数中对端线路编码损坏在增长，对端线路无误码时间却没有变化。这表明，苏州的()*+!部件性能正常，而无锡对应的板卡()*+1可能有故障。进一步查看对端（无锡）的参数发现，无锡站的对端线路编码损坏等参数没有变化，对端线路无误码时间在增长。由此证明了无锡的远端（苏州）正常，而本端()*+1 发生了故障。最后，为确定故障究竟是在无锡的%#$&光板还是第+1 槽位的母板，需要将无锡第+1 槽位的光板与备用板卡进行调换。在此之前，要先确认备用板卡的相关性能参数正常。网管显示，在+1 槽位插入性能正常的备用板后，()*+1%23*4 的性能参数很快恢复正常，
19、由此证明故障出在无锡对苏州方向的光板上。用备用板卡调换后，系统恢复正常。这也从侧面解释了为什么只有苏州会议电视效果差，而无锡*常州等地效果好。!结论北电网络的#$交换机的网管功能强大，通过对()*5%23*4 等部件性能参数的观察进行会议电视故障定位，只是利用了网管功能的一小部分。只要不断深入地研究，一定会发现更多更有效的利用网管搞好#$网络运行维护的方法，从而进一步挖掘出#$网络的潜力，使其更好地为江苏电力的信息化服务。!#$%&$()(#()&*%+,-./0/1!#$%&()（67859:;?A7?)BCA#=?B0 DBE，(.E，F85G759-+44-，DH758）-2(%34%：
20、#H7:8A7?=75AB.;?:HBC I7.B?B5JA5?:K:0 7:?B55?.B H#$5CBAL，85.MN=875:HBC B 858=KO H N8A80A:BJ#$?B0NB55:A8=&70 NAJBA085?CH7?H 7:NABI7.PK FCBAL$858905%K:0:BJC8AE#H5 97I:85 M80N=B 858=KO H AB;P=:HBB&759E5,6738(：#$；5CBAL 0858905:K:0；NAJBA085?N8A80A；J8;=:；!858=K:7:（上接第 Q 页）参考文献：+吴信才E地理信息系统原理与方法$E北京：电子工业出版社，
21、-44-E-赵丙镇E 基于 RP 方式的电力通信网监控系统 6 E电力系统通信，-444，（Q）：-1,-SE1 宋关福，钟耳顺，王耳琪ERPTU%基于 U5A5 的地理信息系统 6 E图像图形学报，+VVW，（1）：-!+,-!E 谢建华，李培铮，鲍光淑E 互联网时代的地理信息系统6 E计算机与现代化，-44-，（+4）：-!,-WE-99$)4%)7&7:;*+#$*&(,-&，./0.12(,34()，%+.1&，5+$2(,612()（2NEBJ?AB57?:，FBAH DH758)BCA X57IA:7K，/8B.759 4S+441，DH758）-2(%34%：U5 BA.A B:
22、B=I.7JJA5 Y;7N05 0B57BA759:K:0:7:B=8759 8?H BHA 75=?A7?NBCA?B00;57?87B5 5CBAL，85.?;AA5:7;87B5BJ H.88 C7H 75?B0N87P7=7K，C 8.BN RPTU%B.I=BN A8=&70 0B57BA759:K:0E 8=&70.88 H8 0B57BA759:K:0 9 C7=P A&J=?.B TU%75;57:B5 JBA0E$8L:K:087?BNA87B5:8 85.A=I85 75JBA087B5 C7=P:HBC5 75 8 0BA 75;77B57:7?C8K，A8=7O H;57J7.0858905 BJ=?A7?NBCA?B00;57?87B5 5CBALE5,6738(：RPTU%；=?A7?NBCA?B00;57?87B5 5CBAL；0B57BA759:K:0；=?AB57?8=08N1+-441 年第 Q 期电力系统通信