基于GIS的电网监控系统

刘长文

阿城继电器股份有限公司，黑龙江哈尔滨 150302

0 引言

由于油田电网具有分散、复杂等特点，在每次检查时需要大量的人力物力，而且由于线路刀闸数量众多，每次检修时需要断开的所检修线路的供电，需要断开很多刀闸，稍有不慎或者疏忽就会导致检修工人生命危险，因此，每次检修都要很仔细的检查哪些刀闸需要断开，为了解决此问题，设计一个油田电网地理信息系统。

1 地理信息系统的组成

地理信息系统，从功能或内容上来看，它是一种以计算机为工具，具有地理空间定位功能的空间信息管理系统，地理信息系统作为一个功能强大的空间信息管理系统，主要由以下4个部分组成：

1）计算机硬件设备：这是系统的硬件环境，用于存贮、处理、输入输出数字地图及数据。地理信息系统的硬件环境主要由计算机及一些外围设备联接形成的；

2）计算机软件系统：这是系统的软件环境，负责执行系统的各项操作与分析的功能。为了实现复杂的空间数据管理功能，GIS需要有与硬件环境相配套的多种软件功能模块。在软件层次上需要有系统软件、基础软件、基本功能软件、应用软件等多层次体系；

3）地理空间数据：它反映了GIS的管理内容，是系统的操作对象和原料。它一般包括三个方面的内容：即空间位置坐标数据，地理实体之间空间拓扑关系以及相应于空间位置的属性数据。其目的就是为了更好地管理和分析空间数据；

4）系统的组织管理人员：它包含了系统的建设管理人员和用户，它决定了系统的工作方式和信息的表示方式，这是GIS中最活跃、最重要的部分。包括具有地理信息系统知识和其它专业知识的高级应用人才，具有计算机知识和其它专业知识的软件应用人才以及具有较强实际操作能力的硬软件维护人才。

2 地理信息GIS系统的功能：

2.1 基本功能

1）图形显示：将网内的电子矢量地图进行分层显示；2）图形操作：对象选择，图层的移动、放大和缩小；3）电网模拟：使用深度优先递归算法来对电网进行模拟；4）刀闸操作：对地图进行刀闸操作，使电网在不导通的时候是打开方式，在导通的时候是关闭的状态。

2.2 高级功能

一般GIS所具有的功能以外，结合电网模拟系统特点，它还应具有以下功能：

1）对电网进行环路分析；2）对各个油井进行报表分析；3）对电网进行最短路径分析。

3 方案的具体实现

3.1 空间数据库的建立

建立空间数据库，实际上就是一个将图形对象和属性数据结合起来构成电子地图并纳入数据库统一管理的过程。某一地区的基础地理信息是构建该地区地理信息系统的基础。因此，获得研究对象的电子地图是需要做的第一步工作。通常，这项工作由GIS工具软件来完成。电子地图的格式标准应是SuperMap格式及SuperMap软件支持的其它标准格式。

3.2 程序的本功能的实现

程序框架是用Visaul Basic 6.0实现的。

1）地图的基本操作

地图的基本操作包括放大、缩小、漫游、选择、全幅显示、刷新等，这几项操作主要用于浏览地图，因此，SuperMap把这些其中大部分基本操作都封装在SuperMap控件的内部（包括不同操作状态下的鼠标状态也会自动更改），相对其它组件式GIS软件来说，简化了编程过程，开发人员所要做的只是设置SuperMap 的Action 属性的状态（设置Action状态后不用对SuperMap进行刷新，系统会自动刷新SuperMap控件），然后就可以在SuperMap上进行相应的操作了。全幅显示和刷新是SuperMap的两个方法，不能通过状态设置来进行相应的操作，也不需要另外用鼠标在SuperMap上进行多余的操作。

（1）设置选择状态。SuperMap1.Action = ScaSelection 按住Shift键可以进行多个目标选择；按住Ctrl 键实现图层之间的目标切换选择；

（2）设置放大状态。SuperMap.Action = ScaZoomIn 可以单击地图进行放大，也可以在地图上拖动一个矩形框进行矩形放大，当进行矩形放大时，拖出的这个矩形自动扩充到SuperMap控件的视图范围；

（3）设置缩小状态。SuperMap.Action = ScaZoomOut 可以单击地图进行缩小，也可以在地图上拖动一个矩形框进行矩形缩小，当进行矩形缩小时，SuperMap控件的当前视图自动缩小到拖出的这个矩形大小；

（4）设置自由缩放状态。SuperMap.Action = ScaZoomFree 按住鼠标向上移动则放大，向下移动则缩小；

（5）设置漫游状态。SuperMap.Action = ScaPan 当地图锁定时不能把地图拖到地图窗口以外，不能进行随意漫游；

（6）全幅显示地图。SuperMap.ViewEntire 说明：此时的显示范围为地图窗口中所有图层边界的并集；

（7）刷新地图。SuperMap.Refresh。

2）地图的查找分析

地图查找分析是利用的深度优先搜索算法，深度优先搜索算法任意选定一个结点v作为起始点，如果有连通路，可去访问相邻的点，如果有多个连通分支，逐个连通分支如上访问即可。深度优先搜索法访问各结点，我们也称图的深度优先遍历。

3）倒闸操作

对分析的各个开关节点进行倒闸操作，对于程序分析出的各个节点凡是开关节点属性值为1的显示为开关接通，开关节点属性值为-1的显示为开关断开。利用鼠标选择后可以改变节点的属性值，从而达到进行刀闸开关的目的。

4 结论

通过基于GIS的电网运行系统的具体开发过程，可以认识到：集成二次开发是一种比较合适的开发方式。基于SuperMap平台，开发小型的GIS是比较合适的，同样它也有强大的功能来实现拓扑分析，数据管理。

[1]贺仁杰，谭跃进.加权约束满足问题的改进深度优先搜索算法[J].系统工程学报，2004，19.

[2]龚健雅.当代地理信息技术[M].北京：科学出版社，2004.