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1、智能电网全景展现系统 建设实施方案 正文目录 1 总述.3 1.1 建设目标.4 1.2 建设原则.4 1.3 项目建设主要内容.5 2 项目总体解决方案.5 2.1 变电站视频监控系统解决方案.5 2。1.1 设计思想.6 2.1。1。1 分级负责、综合协调、统一指挥.6 2.1。1。2 整体规划设计并具备分步实施及功能扩充空间.6 2.1。1.3 提供图像存储、实时监控、预警联动功能.6 2.1。1.4 采取分区存储、实现快速查询功能.7 2.1.1。5 发挥网络化平台优势、适合不同用户的管理需求.7 2。1.2 系统架构.7 2.1.2。1 中心管理服务器(CMS）.8 2.1.2.2
2、流媒体网关（SMG）.8 2.1。2。3 控制信令网关（CSG）.9 2.1.2。4 存储服务器（SA）.9 2.1。2。5 告警服务器(AS）.9 2。1.2.6 认证服务器（RA）.9 2。1。2.7 视频访问及转码单元（VAU）.9 2。2 以企业服务总线（ESB）架构软件体系.10 2.2。1 实现稳定的软件集成平台.10 2.2.2 实现标准化的数据交互.10 2。2。3 基于算法插件、服务注册的软件功能扩展.11 2.3 标准化可伸缩的数据交换平台.11 2。3.1 基于消息中间件的数据交换平台.11 2.3.2 应用适配器.12 电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 2 页,
3、共 37 页 2.3.3 数据交换平台总体规划.12 2。4 基于 ESRI 产品的 GIS 图形支撑平台.12 2.4。1 WebGIS 技术架构.13 2。4.2 基于 ArcIMS 的 webGIS 应用环境.13 2。4.3 图形应用支撑实施内容.14 2.5 EFGIS.15 2。5.1 系统架构.15 2.5.2 功能设计.17 2.5。2。1 功能分类依据.17 2.5.2。2 功能结构图.17 2.6 加强数据治理，改善分析效果.19 2.6。1 质量差的数据情形.20 2。6。2 预处理数据方法.20 2。7 应用“数据挖掘等商业智能工具提升决策支持价值.20 2。7.1 引
4、入数据挖掘等商业智能工具的意义.21 2.7.2 商务智能软件的构成.21 2。7.3 基于商业智能的分析决策场景.21 2。8 应用 CIM 和 SVG 构建配电网空间信息模型.21 2.8。1 面向集成的配电网空间信息模型.22 2.8.2 基于 SVG 的空间信息描述.22 3 功能概述.23 3。1 视频监控系统.23 3.1.1 视频采集.23 3。1。2 图像传输.23 3.1。3 网络要求.24 3。1。4 报警系统.24 3.1.5 供电与防雷.25 3。1。6 中心处理.25 3.1。7 数据存储.26 3。1.8 系统软件功能.26 3.2 电网全景信息展现.27 3.2。
5、1 影像调阅.27 3。2.2 影像墙.27 3.2。3 变电站自动化系统联动.27 3.2.4 站端巡检.27 电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 3 页,共 37 页 3.2。5 站端摄像机控制.27 3.2。6 在线监测信息展示.27 3。2。7 智能图像分析.27 3。2。8 一次接线图监控.27 3.2.9 GIS 定位.28 3.3 电力设备状态数据集成.28 3.3.1 集成内容.28 3.3。2 监测预警.28 3.3。3 实时展示输变电设备状态监测数据.28 3.4 电网全景展现门户.29 4 项目实施方案.29 4.1 资料收集、数据准备.29 4.1.1 资料的收集
6、与整理.29 4。1.2 资料收集内容.29 4。2 应用 CIM 来规范信息建模.30 4.3 制定全面的依据最新标准的技术规范和工作标准.30 4.4 项目成果.30 5 技术服务和技术承诺.31 5。1 技术开发队伍体系结构.31 5.1.1 项目实施人员保证.31 5.1.2 三层研发支撑体系.32 5.1.3 需求分析人员与专业开发人员紧密配合.32 5。2 标准内码规范和开发过程控制规范.32 5。3 项目质量控制.32 5。3.1 项目执行过程各环节质量控制.34 5。4 售后技术支持.35 5。5 系统维护计划与保证.35 5.6 系统培训计划与保证.36 6 系统报价、工期.
7、36 6.1 项目计划.36 6.2 报价.37 1 总述 为了加强变电站的综合管理水平，越来越多的电力企业正在考虑建设或者已经建设集中式远程视频监控系统，即除了遥测、遥信、遥控、遥调外，增加了另一内容：遥视。变电站电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 4 页,共 37 页 无人值守是电网调度智能化发展的必然趋势，而变电站视频监控系统则是实现无人值班变电站的重要基础性系统，也是智能变电站建设中的一项重要的可视化技术，目前“无人值守”已成为考察电力企业达标创一流的一个重要指标.而早期建设的简单图形化的监控系统更多定位在安全防护上，传统的模拟监视设备已经越来越不能满足现代化无人值守变电站的建设
8、需求，例如常出现回放的清晰度低、远距离的监控效果差、图像受电磁场干扰严重等现象。随着多媒体压缩技术、高清摄像机技术、网络传输技术的发展以及各种通信媒介的铺设，为“五遥遥视提供了必要的前提条件和技术保证，因此越来越多的电力局把远程图像监控系统作为自动化变电站管理的新手段,特别是智能变电站的建设需要，将视频监控系统从安全防护功能向自动巡视功能转变,是推动变电站向全数字化、网络化、智能化的发展的必然趋势。随着 ABC 经济的快速发展，尤其 ABC 国际旅游岛建设上升为国家战略，充分满足 ABC国际旅游岛“超稳定”的供电需求是建设 ABC 良好经济运行环境和国际形象的重要举措,因此社会各界对供电企业的
9、供电质量和供电服务水平提出了更高的要求。按照一体化建设思路,建设一体化电网信息平台，打破专业间的信息和业务壁垒,是提升电力信息化应用水平和供电运营管理素质的重要方向，随着 ABC 电网公司创先的进一步深入，“以客户为中心的管理理念对信息系统的要求越来越高,这也就要求信息化管理必须更加精细、更加完善。为了实现 ABC 电网公司输变电的统一、规范、精细化管理，本项目提出了建设 ABC 电网公司“全球眼”电网全景展现系统的方案.1.1 建设目标 本项目实现的具体目标如下：1)建设全省 220kV 变电站统一视频监控系统；2)搭建综合展现平台框架；3)实现电网综合信息、各类设备运行状况、环境及气象状况
10、信息的监视和可视化展示.1.2 建设原则 按照统一规划、统一标准、试点先行、分步实施,结合 ABC 电网公司现状和特点,由点及面,稳步推进“全球眼”电网全景展现系统的建设实施，达到技术先进适用、运行安全可靠、投资经济合理、管理统一规范.1)按照四统一原则进行建设 坚持南方电网公司信息化建设“统一规划、统一标准、统一建设、统一管理”的四统一电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 5 页,共 37 页 原则进行建设，紧紧围绕公司发展战略和信息化规划的建设蓝图，从全局出发，制定适应于“十二五期间公司建设企业级的视频监控系统和综合展现平台。2)先进性原则 密切跟踪国际国内电力信息化的最新成果，对系统
11、的各项技术应用、各个组成模块的设计,都要经过充分的调研，最大可能地确保系统所用的各项技术的先进性，不会在未来若干年内落后淘汰，使投资得到最大程度的保护.3)集中化原则 以往的信息孤岛现象是由于缺乏全面的规划，造成信息分散、难共享的情况，本系统建设将采取集中管理、分层控制的方法建立企业统一的视频信息共享平台，做到在一定规则的基础上，在企业内部信息互访的无障碍。4)可扩展性 系统应具有良好的可扩展性和强大的二次开发能力，可接入的客户端数量、数据库容量等不受限制，同时系统的功能亦可方便扩充；满足可扩展性要求，能够对外提供接口和服务，使系统与其他新增业务可以进行整合、对接。5)易用性和易维护性 界面友
12、好，信息全面，能提供丰富的图形、视频、地图等多种展现方式;易维护性：系统能进行方便有效的维护和诊断，可通过远程登录实现系统异地维护、升级、故障诊断排除等工作。1.3 项目建设主要内容 1)全省 220kV 变电站统一视频监控系统 2)搭建综合展现平台框架；充分分析各类电网数据,结合监控视频,搭建一个综合性的展现平台框架，将各类信息资源接入进来，并提供可视化服务。3)实现电网综合信息、各类设备运行状况、环境及气象状况信息的监视和可视化展示 通过与主网生产系统、远程监测诊断、视频监控、准实时平台等系统的整合,建设对各种电网综合信息、各类设备运行状况、环境及气象状况信息的监视和可视化展示系统。2 项
13、目总体解决方案 2.1 变电站视频监控系统解决方案 如今无人值守变电站视频监控系统除了监视系统外，还集成了报警系统、环境监测系统、智能分析系统、对讲系统、门禁系统等多个子系统,并与变电站自动化系统形成联动。通过站端处理单元(RPU)接入视频信号、音频信号、报警信号、模拟量、语音对讲、网络摄像机电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 6 页,共 37 页 等,然后通过一台设备完成上述各类系统的采集和接入。2.1.1 设计思想 2.1.1.1 分级负责、综合协调、统一指挥 视频监控系统是为 ABC 省电网公司各级部门共同使用的，其设计要满足共同使用需要。视频监控系统从技术角度分析，是一种闭路电视
14、监控系统,用于采集前端图像的摄像机安装于各个需要监控的区域。视频监控系统覆盖区域广，设计中采用“资源共享、分级负责、综合协调、统一指挥的思路。资源共享指电网公司各级部门根据自身的需求，建设监控点，接入同一监控平台，共享视频图像资源.分级负责指以一定的地理区域来划分监控范围,各个基本单元对所辖范围内实现分级负责机制.综合协调-指各级监控中心对所辖的各个区域进行资源协调，实现不同区域之间的信息沟通、衔接，便于处理特殊情况。统一指挥指在一个地市设置监控中心,便于收集辖区内的各个基本单元信息，逐级汇总，实现集中管理功能，便于对重要事件实现统一指挥.2.1.1.2 整体规划设计并具备分步实施及功能扩充空
15、间 采用“整体规划设计”的思想，从长远、宏观的角度来构建视频监控系统。由于各个区域的现状及特点不同,系统需具备“分步骤、分阶段”实现方式。总体规划设计到位、管线敷设留有余量，视频监控系统要充分和有效地应用系统集成综合信息平台，并具有分步实施和功能扩充的条件，建成后的系统可以满足未来新的需求增长。2.1.1.3 提供图像存储、实时监控、预警联动功能 视频监控系统随着建设的需要，其将发挥越来越大的作用，同时实现越来越多的综合处理能力。目前，结合国内的建设现状及远期的需求,可以归纳为以下三点：图像存储：视频监控系统中必须实现图像存储功能，以便于事件的查询、分析、判断等。在基本单元内采用嵌入式数字硬盘
16、录像监控系统(DVR)，DVR 系统在图像质量、界面显示、保存日期、检索回放、网络访问以及多种先进的新增功能等诸多方面都比较优越，传统模拟录像方式绝对无法与其相比。实时监控:视频监控中心设置大屏幕显示墙，采取直观、简洁的操作方式，实现对图像电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 7 页,共 37 页 的实时监控、操作功能。此时一般需要视频矩阵主机来实现该功能，不借助于其他系统而独立运行，具有实时性高、操作简便、稳定性好、可靠性高的优势，避免了 IP 网络传输方式中时延、滞后、系统稳定性依赖于网络系统的弊端.预警联动:随着电网的综合化管理需要，视频监控系统不但发挥其基本的视频监控、图像存储功能
17、，还可以提供预警分析、跨系统联动等功能.举例如可以对特定区段、通道进行行为分析，发现行迹异常及时提供预警信息；对重要出入口的人员面部特征进行分析,一旦有可疑人员出现，提供系统联动处理措施。2.1.1.4 采取分区存储、实现快速查询功能 视频监控系统的建设规模将越来越大,一般各级监控中心采用分区本地化存储的方式。以变电站为参考点部署视频汇聚接入点，每个汇聚点接入变电站内的前端视频监控点图像。市/区/县二级视频监控平台部署的 IP SAN 存储除用于保存直接接入的前端视频监控点图像外,还对辖下变电站的视频图像进行二次存储。省级视频监控平台部署的 IP SAN 存储除用于保存直接接入的前端视频监控点
18、图像外,还对重要的视频监控图像进行保存。2.1.1.5 发挥网络化平台优势、适合不同用户的管理需求 随着城市数字化、网络化的高速发展,越来越多的应用及管理功能将依赖于网络，并充分发挥网络平台的优势来为城市综合管理提供综合服务。视频综合管理平台是一套基于网络的系统，集用户管理、电子地图、设备管理、存储管理、故障管理、性能管理等为一体的数字视频集中管理系统。同时支持模拟视频矩阵主机可通过软件联入系统，并通过客户端软件对其进行操作。因此，对于内部网络上的任意一点，根据其用户权限均可调阅视频监控系统中的相关图像及信息资源（授权范围内）,以适合不同级别用户的管理需要。数模混合视频集中管理系统，可以满足重
19、要领导可以随时、随地建立“虚拟监控中心”的需要，充分发挥领导的决策指挥作用，实现视频监控系统的综合价值.2.1.2 系统架构 视频监控系统的架构应采用视频流/控制命令流/网管信令流三流分离和模块化的设计思路，可以方便地对各个部分进行扩展及多级管理。软件平台应基于 linux 操作系统开发，安全性、稳定性和可靠性得以保证。平台核心设备网元管理器，支持对全网包括前端视频服务器、平台服务器、矩阵等所有网元的管理，提供了符合 ITUT 规范的完备的配置管理、故电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 8 页,共 37 页 障管理、性能管理、用户管理等网管功能.性能管理完整,能以图形化的方式提供对平台
20、CPU、内存、视频流量及前端数量的观察。视频监控系统主要包含以下功能模块：管理服务器：负责视频监控系统的各种管理功能，包括告警管理,存储管理，用户管理,设备管理，设备管理，性能管理,系统管理等。数据库服务器：安装系统数据库。Web 服务器:实现 web 用户的监控业务。认证服务器：完成用户认证和鉴权功能。GIS 服务器：实现 GIS 矢量电子地图功能 告警服务器:负责接收前端和系统的各种告警信息，并根据定制触发相依的告警.根据需要，系统还包括短信网关、手机转发服务器、视频解码器、指挥中心电视墙和大屏幕、局域网上相关部门的多台监控终端、管理终端、GIS 地图终端等。视频监控系统应采取模块化设计，
21、适应了不同规模的系统需求，不同的功能模块可单设,亦可合设，比如在系统规模不大的情况下，可以将数据库服务器、管理服务器、认证服务器和 web 服务器进行合设，大大节约了硬件投资.视频监控系统不仅具有强大的业务功能，同时亦为这些业务提供了强大的保护机制，对系统重要的模块支持双机冗余机制，对流媒体服务支持负载均衡机制。同时整个系统的设计均采用双链路机制。一条链路的故障不会导致整个系统的瘫痪。2.1.2.1 中心管理服务器（CMS）负责视频监控系统的各种管理功能（包括告警管理，存储管理，用户管理，设备管理，设备管理，性能管理，系统管理等）。告警管理的作用是管理前端设备和各种服务器的告警信息，包括告警配
22、置、查询、过滤、统计等；存储管理的作用是管理用户在视频服务器本地和中心平台的各种录像计划，并提供相应的查询功能；用户管理的作用是为用户按分组、分区域、分任务分配权限;设备管理的作用是管理业务网络中的摄像机、视频服务器、视频矩阵和各平台服务器，包括增加、删除、修改、启用/禁用设备等操作;性能管理的作用是实时监测系统中各平台服务器的性能，包括服务器的 CPU、内存等参数，并产生相应的性能统计报告；系统管理包括数据库管理、用户鉴权认证、用户和设备的注册管理、业务策略控制(设备路由选择）等。2.1.2.2 流媒体网关（SMG）主要负责视频分发功能。当多个远程监控用户访问同一台网络视频服务器时,均需要向
23、电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 9 页,共 37 页 流媒体网关发请求，然后流媒体网关再向网络视频服务器发出请求，当流媒体网关收到网络视频服务器的数据后再负责分发给远端的多个监控用户。这样保证网络视频服务器和流媒体网关之间只有一路媒体流，有效地节约视频服务器上传的带宽。流媒体网关在视频监控系统中的位置和数量可根据具体的网络状况来部署。同时流媒体网关也是认证管理原始信息的采集点。2.1.2.3 控制信令网关（CSG）负责转发从客户端发送过来的监控命令给相应的网络视频服务器，如云台控制命令等。同时负责接收从网络视频服务器采集来的各种告警信息并传送给中心管理服务器（或者告警服务器）。2.1
24、.2.4 存储服务器（SA)存储服务器管理中心平台磁盘阵列,负责执行中心管理服务器发送过来的由用户配置的各种录像计划，存储空间管理，抓拍图片存储管理等。存储服务器还提供录像文件下载和录像文件在线回放功能。存储服务器支持 FC SAN，IP SAN 和 NAS 等多种磁盘阵列类型。2.1.2.5 告警服务器（AS)告警服务器处理与告警相关的功能,包括监测网元的在线状况、接收告警、触发告警业务逻辑、预案处理等。2.1.2.6 认证服务器(RA）认证服务器要求能与全市统一认证和授权管理系统进行对接，定期或不定期地进行数据同步，从该系统处获得用户认证和授权信息，并保留在本地为本系统内的接入用提供认证和
25、授权，以到达“局部自治”要求。认证服务器提供本系统内用户认证和权限管理功能。客户端在首次访问中心管理服务器、控制信令网关、流媒体服务器时，中心管理服务器、控制信令网关、流媒体服务器都会到认证服务器鉴权.只有成功通过鉴权后，客户端才能进行相应地访问。2.1.2.7 视频访问及转码单元（VAU）视频访问及转码单元负责固网侧与移动侧系统进行交互，并响应处理移动侧业务平台的流媒体请求,主要功能有：监控视频控制：响应移动终端设备(Moblie Client Unit）的控制请求，通过与视频监控系统的交互来实现监控视频的控制.实现移动域的类 SIP 控制信令转换成视频监控系统的 VAP 控制信令.电网全景
26、展现系统建设（一期）实施方案 第 10 页,共 37 页 媒体服务：响应移动域流媒体系统的请求,通过与视频监控系统进行交互，获取监控视频并转换成移动域流媒体系统支持的视频流;转发移动域的 RTSP 信令到前端设备。视频访问及转码单元模块中包含转码模块和分发调度两个模块。它能智能识别前端是否支持 3GPP 码流的直接输出.转码模块将不支持输出移动视频流的前端的 CIF/D1 固网内部大码流转换成采用 QCIF 或者 QVGA、H。264 baseline profile level-1b 标准,3GPP 26。234 封装的码流。在 2G 的网络下用户可以选择观看 QCIF 的视频流，以取得视频
27、的流畅度和清晰度的平衡，在 3G 的网络下用户可以选择观看 QVGA 的高清视频流，享受高带宽带来的更加清晰的视频.2.2 以企业服务总线（ESB)架构软件体系 企业服务总线（Enterprise Service Bus:ESB)是基于 SOA 思想的软件架构的具体实践，是企业应用集成的基础软件架构，为支持异构环境中的服务、消息以及基于事件的交互和数据交互提供可靠高效的支持，解决不同接口之间的同步交互问题，通过 ESB 能让企业实现跨系统的信息同步和信息实时查询。2.2.1 实现稳定的软件集成平台 采用 SOA 的体系框架设计，将应用程序的不同功能单元定义为服务，并通过这些服务之间定义良好的接
28、口和规范按松耦合方式整合在一起，实现各系统间服务的通用访问。这类服务接口是独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，构建在这样系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互，整个系统架构具有很好的开放性和扩展性.系统设计采用界面与数据分离、业务与数据处理分离的原则，服务功能（业务逻辑）的实现和企业数据支持逻辑的实现在关系上的明确分离。企业数据服务有效地创建一个抽象层，使业务功能避开数据存取细节,通过将非常稳定的数据存取代码从服务实现中分解出来，获得更佳的实现划分.将企业数据存取当作第一级的业务服务。在这种方式下，业务服务的一种特殊类型数据服务封装了所有企业数据存取、同步、验证、转换需要的逻
29、辑.具体技术实现：在总线范畴内对服务的注册命名及寻址管理功能，服务接口定义，服务实现的置换，服务消息模型,服务目录和发现等；2.2.2 实现标准化的数据交互 采用 SOA 的体系架构使业务数据交换标准化成为可能，建立基于 CIM 的统一的状态数电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 11 页,共 37 页 据存储模型和统一的模型参数服务，为各种平台业务系统有机地集成在一起打下坚实基础，实现基于标准化的数据转换平台。系统设计掩盖底层数据源的差异、特质和实现，用户无需知道数据存储在哪里（位置透明）；无需知道数据源支持何种语言或编程接口（调用透明）；不需要知道数据是以哪种物理方式存储的;无需知道使
30、用何种网络协议(网络透明性）,用户看到的是一个统一的接口.2.2.3 基于算法插件、服务注册的软件功能扩展 所有算法采用“插件”方式，允许动态地装配、替换、拆卸，做到“即插即用”，更新和维护简单方便，对某个功能的升级和修改不会影响系统的整体框架,保证了系统的稳定性，新算法挂接，以目录注册的形式，加入组件目录中，接入外部新系统通过标准接口实现,从而使整个系统可以无限扩展，并具有高度的一致性和开放性。2.3 标准化可伸缩的数据交换平台 为了保证信息集成的灵活性、扩展性和可持续性，在本方案中引入了基于 EAI 的数据交换平台.EAI 的核心提供也基于同步、异步、出版/订阅的消息代理中间件，来实现全网
31、的灵活的信息共享方式。同时利用消息代理中间件之间的路由或集群的能力，实现分层的信息集成和汇集。2.3.1 基于消息中间件的数据交换平台 数据交换平台应采用可扩展的架构，支持应用适配器的接入,并方便未来其它部门应用系统适配器的接入。提供 XML 消息的在应用系统之间的双向接收和发送服务。内置消息队列机制，支持消息的存储转发。实现大数据量实时、定时、批次数据传输，自适应低带宽数据传输的要求。各个部门之间异构、同构、结构化数据和非结构化数据的交换。消息代理支持消息队列和 HTP 等多种传输方式.支持消息的安全通讯.实现交换数据的永久存储。支持与 OA 系统的接口，实现政府电子公文的交换。电网全景展现
32、系统建设（一期）实施方案 第 12 页,共 37 页 2.3.2 应用适配器 实现主网 GIS 系统与其他各应用系统交换数据格式与统一的 XML 消息格式之间的转换，实现数据中心数据库数据格式与统一的 XML 消息格式之间的转换，并提供标准端口,实现与数据交换平台的对接。各部门通过前置机接入交换平台，由前置机中的应用适配器完成与交换中心和各部门的数据交换。应用适配器根据用户数据交换需求，图形化配置数据交换的传输要求和数据交换方式，自动完成根据源数据库变化，产生交换数据，自动发送的功能；自动完成数据接收和将获取数据按规定格式更新到目标数据库的过程。具备预处理功能，具有大容量数据分割功能和数据压缩
33、与解压功能支持大数据量的数据交换。应用适配器支持对主流数据库的访问，如 ORACLE、SQL SERVER、MySQL 等，同时支持文本数据库、桌面数据库的访问。提供统一数据访问的构件.应用适配器可以集成 MQ、JMS、EMQ 等异构消息服务.交换数据的安全、自动、实时和分布式传输，遵循 XML 标准。2.3.3 数据交换平台总体规划 在数据源和数据交换平台之间建立业务系统的应用适配器层。通过可视化的建模工具来定制业务系统的应用适配器，通过模型来定义数据抽取策略，以及过滤、转换、出版和订阅的业务规则。通过应用适配器模型的部署，和模型到 EAI 构件的映射,实现信息的集成。这样终端用户无需编程，
34、根据业务的需求变化,可以自己改变和增加应用适配器。目前首先安排建设以下适配器:远程监测诊断 视频监控 准实时平台 2.4 基于 ESRI 产品的 GIS 图形支撑平台 经过了解国内应用的实际情况,上海电力公司、天津电力公司、沈阳电力公司多家电力公司均使用美国资源环境研究所（ESRI）的GIS产品作为开发平台.本项目使用ESRI公司ArcSDE作为空间数据库引擎、使用ArcGIS Engine作为客户端开发平台、使用ArcIMS 9进行WEB发布,建立GIS图形支撑环境，为客户端提供通用图元编辑服务、电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 13 页,共 37 页 GIS图形服务.2.4.1 W
35、ebGIS 技术架构 整个 WebGIS 系统采用目前流行的四层结构方式搭建；图形数据格式采用：矢量地图和栅格图像相结合；考虑目前的技术储备与开发周期，采用 ActiveX，胖客户（从分布式计算概念）方式构建.四层结构：第一层：浏览器端（浏览层）第二层:IIS(表示层)，服务代理（事务层）第三层：地图服务（事务层)第四层：空间数据库（数据层）DIMapCtrl：浏览器端，地图控件.完成地图的装载、显示，图形管理 包括：线形、符号,图层控制,显示状态(如带电状态)控制,图形选取管理,，人机交互控制（用户请求、响应)DIMapAgent:服务器端，地图服务代理.负责响应所有客户浏览器端的请求,并根
36、据各 DIMapServer 的负荷情况，分派请求处理任务，实现了多服务器调度功能，同时屏蔽了客户浏览器对后台地图服务器的直接访问，提高了系统的可扩充性和安全性。另外，具有管理客户端连接的功能（如切断连接).DIMapServer:服务器端，地图服务程序。负责处理 DIMapAgent 分派的浏览器端的请求任务。同时，负责与 SDE 或其他 GIS 工作站的空间数据同步。Spatial DB Engine：可以为不同 GIS 基础平台的空间数据，经过格式转换引擎，转为 DIMapServer 应用格式.2.4.2 基于 ArcIMS 的 webGIS 应用环境 通过我们的应用，认为ESRI公司
37、的ArcSDE适用于本系统的的需要，同时,其客户端产品MapObjects（简称MO）由于其价格低廉、GIS基础功能强大、扩充性极强，因此在本项目的GIS图形支撑环境建设中我们推荐采用MO和ArcSDE作为GIS图形支撑平台。该方案采用MO+ArcSDE,利用ArcSDE将所有的空间数据以对象的形式存储在数据库中，客户端采用MO+DotNet进行开发；WebGIS的服务器端采用MOIMS+DotNet。在系统的建设成本和系统的扩充性方面具有无可比拟的优越性。MO提供一组制图与GIS对象，具有强大的GIS基本功能,同时MO提供了对ArcSDE的直接读写功能,处理海量数据库轻松自如。因此充分利用M
38、O的优点能满足对系统进行深层次的开发的要求。Map Browser n(ActiveX,html)(DIMapCtrl)Map Browser 1(ActiveX,html)Internet Web Server Agent(DIMapAgent)Map Server 1(DIMapServer)Map Server n DataBase Spatial DB Engine 第一层 第二层 第三层 第四层 电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 14 页,共 37 页 以下为基于GIS的可视化平台的整体架构，其中ArcIMS做为互联网或企业内部网通过浏览器访问GIS服务的支持。ArcIMS使
39、网站能够提供GIS数据、交互式地图、元数据目录以及特定的GIS应用。2.4.3 图形应用支撑实施内容(一)图元服务 提供电网资源各类对象的图元编辑功能，包括各类电网设备、跨越、污秽图等地理资源对象矢量符号与三维模型的编辑支持。输配电线路和设备图形数据的输入 在地理图上输入杆塔、架空线路、电缆、配变、开关、配电房、开闭所、开关站等图形信息，使用系统提供的接线图编辑器软件输入变配电站、开关所内部的设备和线路。对图形数据实行分层管理 分为地理图和电网图形两类，地理图分为建筑物、道路，电网图形分为中压电网、低压电网、电站模拟图等。图形数据和属性数据实现一体化存储 可用ArcSDE的CAD客户端对图形进
40、行编辑、修改。(二)GIS 图形服务 提供对系统内二维GIS和三维GIS图形，如地理图、结线图、相序图等图形的编辑、显示和转换支持，可以在分布式异构、多源、复杂网络情况下，为网省公司和公司总部门户Portal提供电网图形和地理矢量数据、影像数据、三维数据的实时显示、查询、分析的WEB应用服务支持。图形显示 显示的图形类型 1)地理接线图 配电网的地理图应提供配电网的运行参数和与该配电网相关的设备参数和用户参数的地理信息，在配电网结构比较稠密的区域应能访问变电所和开关点的示意图画面。2)电系图 显示电网结构,包括主变电所母线段的布局，馈线连接关系，带有开关和负荷的配电变电所，和其它的线路设备，例
41、如分段开关、联络开关、熔断器和分支线及运行参数等。3)平面图 显示交配电站图、开关站内的设备布置和仓位布置。4)截面图 电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 15 页,共 37 页 显示架空线路和电缆沟、电缆排营的截面分布情况。图形显示的功能 1)图形无级缩放(Zooming）能对图形进行开窗放大、中心放大、中心缩小、中心移动、任意中心放大。任意中心缩小、返回前状态和全景显示等功能.2)图形平滑漫游(Panning）系统为用户提供平滑的漫游功能,并实现无缝、无刷新的视觉效果，便于用户游览及快速定位.3)图形显示“鹰眼”功能（birdeye）系统可问时显示全景图视窗和局部区域图视窗、在全景图
42、上可移动当前视窗所处的地理位置，而在局部区域图上进行缩放及移动又可以在全景图上得以反映，用户可方便地了解全局和局部的关系。4)图形信息疏密效果协同校正功能 系统在进行无级缩放时，可自动根据当前视窗的比例尺,调整显示图层数和某一图层中信息量的疏密关系及效果,保证最佳的视觉效果和最快显示速度。5)动态路名 系统在进行无级缩放时，可自动根据当前视窗的比例尺,保证道路全名，路名始终在图形窗口中显示出来，提供最佳的视觉效果和最快显示速度。2.5 EFGIS EFGIS 是上海艾飞能源科技有限公司自主研发的“地理信息应用平台”的简称,其定位是“满足电力、电信、政府等行业 GIS 相关业务应用的开发中间件”
43、,支持多种基础 GIS软件（例如 ESRI ArcGIS 等）,提供多种 API，以页面脚本为载体，主要特点为“高效、“通用”、“灵活”。本项目将选用基于ESRI ArcGIS平台的EF-GIS作为GIS基础中间件支撑GIS图形服务。2.5.1 系统架构 EFGIS 的主要设计目的就是为业务系统和基础 GIS 软件解耦，避免业务系统深度绑定基础 GIS 软件，并且提高业务系统开发效率。业务系统与 EFGIS 两者为松耦合，所有交互均通过 JavaScript 方式实现,保证 EF-GIS 在升级改造的过程中，提供稳定统一的调用接口，既保证了 EFGIS 升级的灵活性，也保证了相关业务系统的稳定
44、性.(一)业务系统与 EFGIS 调用方式 电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 16 页,共 37 页 系统架构设计的前提是对系统应用方式进行准确的分类。根据以往的经验，业务系统与EF-GIS 的调用方式分为三种,按照交互频繁及复杂程度从高到低分为:嵌入式、弹出式、数据式。嵌入式 两者交互频繁，同一个操作往往经过若干次系统间交互才能完成，比较适合业务系统流程性较强的操作，在信息录入/信息审核/信息查询等各个环节使用 EFGIS。弹出式 两者没有直接的操作关联性,用来图形化显示一个表格、或者一个地点，比较直观的表示数据分布,详细位置等内容,两者通过参数传递信息。数据式 只返回文字形式空间查
45、询结果,如合肥某网格内所有道路名称。业务系统没有调用地图界面，而是获得 EF-GIS 系统提供的数据，比如某个网格内的所有道路名称等.(二)业务系统与 EF-GIS 部署方式 业务系统与 EF-GIS 是完全分开部署，可以部署在同一台服务器上,也可以部署在不同服务器上。由于 EFGIS 接口调用方式是利用 JavaScript 语言实现的，因此业务系统开发方式不需要跟 EF-GIS 保持一致,这样也加强了 WEBGIS 的可嵌入性。独立部署便于线性扩展 EFGIS 独立于应用系统部署，有利于平台的线性扩展.独立部署便于版本升级 EF-GIS 在升级过程中及新版本上线后,不会对在用业务系统产生影
46、响。EF-GIS 使用的基础 GIS 软件从最初的 Arcgis Server 9.0 升级到目前的 Arcgis Server 9。3.1 共 4 个版本，相应的 EFGIS 也完成了 4 次升级,目前的最新版本为 EFGIS（flex)1.0。独立部署解决数据统一性 EF-GIS 独立部署在服务器上，解决了数据统一性的问题。WEBGIS 提供统一的平台接口,以及参数格式，有利于多个业务系统调用统一的 WEBGIS 平台，杜绝了使用 GIS 数据或者底图的不一致问题。电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 17 页,共 37 页 独立部署节约系统成本 多个业务系统使用共同的 EFGIS 平
47、台，相对于众多的业务系统，独立部署减少了应用服务器数量，大大节约系统成本。(三)业务系统与 EF-GIS 调用关系图 业务系统与 EF-GIS 完全独立部署，通过相互调用形成各种复杂的涉及地图的业务系统，两者通过 JavaScript 方式进行交互，从下图可以明显的看出，多个业务系统使用同一个EFGIS 的示意。2.5.2 功能设计 EF-GIS 平台提供 9 大类共 74 个 API 接口,以 JavaScript 的方式接入,可以实现对地图的基本操作、标注操作、图形操作以及专题图操作等功能,不包含任何业务逻辑，满足了各种业务系统的应用开发需求。2.5.2.1 功能分类依据 EFGIS 根据
48、操作对象的不同，将 API 接口分为：地图操作、空间操作、标注操作、信息框操作、图形操作、专题图、基本数据查询、基于图形查询以及平台数据同步共九大类。地图操作主要是针对地图进行操作，包括地图缩放、切换图层等。控件操作是针对地图工具栏进行操作，可以显示或隐藏测量、鹰眼等地图操作工具。标注操作是能够在地图上进行定位，并用特定的图标进行标识。信息框操作可以打开或关闭与标注的对应的弹出框。图形操作能够在地图上绘制圆、矩形以及多边形，并且设置图形的样式，包括图形颜色、边线粗细等。专题图用于保存、显示专题地图。基本数据查询可以根据数据的类型以及关键字，获得相应的空间数据.基于图形查询可以地图上画圆或者画矩
49、形，查询相应的空间数据 平台数据同步用于批量导入或查询空间数据库中数据。2.5.2.2 功能结构图 API 大类 API 接口 地图操作 放大地图、点击回调、返回地图信息 控件操作 打开地图工具、关闭地图工具 标注操作 创建标注、修改标注、查询标注 信息框操作 打开信息框、关闭信息框 电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 18 页,共 37 页 图形操作 画圆、手动画圆、画矩形 专题图 创建专题图、显示专题图、修改专题图 基于数据操作 查询位置、查询线状数据 基于图形查询 手动画圆查询、范围数据查询 平台数据 同步数据、查询数据 电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 19 页,共 37
50、 页 2.6 加强数据治理，改善分析效果 高质量的决策来自高质量的数据，不完整，不一致的数据将直接影响分析决策的命中率，A P I 结 构 控件操作 图形操作 基本数据查询 基于图形查询 平台数据同步 专题图 标注操作 信息框操作 打开地图工具 关闭地图工具 创建标注 修改标注 查询标注 打开信息框 关闭信息框 画圆 参数画圆 画矩形 创建专题图 显示专题图 修改专题图 查询位置 查询线状数据 手动画圆查询 参数画圆查询 范围数据查询 同步数据 查询数据 基本地图操作 显示控件 放大地图 点击回调 电网全景展现系统建设（一期）实施方案 第 20 页,共 37 页 因此提高数据质量是改进分析结果