一种开放地图平台在输电线路运维中的综合应用

#GIS资讯#-2018/01/31-

 0.引言

  随着地理信息系统在电力系统中不断被推广,用户开始体会到通过 GIS 系统提高企业管理效益和水平的重要性。但是在信息技术飞速发展背景下,封闭 GIS 系统的缺陷也凸现出来,例如:标准缺乏、系统封闭、地图滞后、费用难估、终端制约。在信息技术、通信技术,特别是开放系统以及云概念发展背景下,联网地图应用在开放性和实时性等技术上获得突破,为解决各种不同行业应用提供了一个崭新的契机。本文通过实例,分析了如何利用一款开放地图软件,解决输电线路运维生产中实际遇到的问题,为输电线路运维管理提升带来的帮助。

  1.开放地图软件及数据文件介绍

  Bigemap大地图基于Google API、Baidu API、Sogou API的跨平台地图浏览器,优点:支持谷歌地图、卫星图、百度地图、搜狗地图等多个地图的切换及离线浏览,支持PC版和安卓、苹果、微软windows等常见手机系统,支持各类GPS数据文件加载导入,支持好友定位交流功能。

  KML文件:KML作为GPS文件格式通用性高,根据其代码语法规则,利用Excel的公式功能编制《杆塔KML代码计算器》或直接利用Excel转换KML工具,生成包含杆塔GPS坐标及杆塔其他相关信息的KML文件,(《杆塔KML代码计算器》包含了杆塔的位置、塔型、呼称高、全高、绝缘子、档距、跨越物等一系列信息)。


图1 杆塔KML代码计算器部分截图1


图2 杆塔KML代码计算器部分截图2

  利用Bigemap地图软件,加载GPS坐标(kml文件),实现线路杆塔信息与地理信息紧密结合。


图3 地图加载线路数据信息后效果图

  2.实现输电线路导航

  以笔者所在单位河南为例,目前河南省内超特高压线路154条,9181公里,由于输电线路条数多,分布广,往往位于人迹罕至的野外,到达线路现场需要依靠传统的人工带路或者道路简图,道路简图制作复杂,耗时耗力,包含信息少,制作比例失真,地标标注不清,曾多次出现工作人员因看不懂道路图或道路图绘制不准而无法顺利到达现场的情况,严重耽误了工作进度,尤其是恶劣天气或夜间故障巡视时无法顺利达到现场,严重影响了工作效率。利用该软件平台加载线路KML文件,可实现以下功能:杆塔定位、线路导航、巡视轨迹记录。

  2.1可以指导日常巡视工作




  手机端可以语音导航,电脑端可以制作巡视路线图。统一注册后可以实时共享位置,实现到岗到位管理,提升巡视质量。

  2.2可以指导线路抢险工作




  软件平台上,可以呈现杆塔的三维地形,能从不同高度和不同角度对输电线路杆塔所在地形环境进行观察。一旦线路发生故障,管理人员可以在第一时间内掌握故障点的地理信息以及杆塔三维图形,对故障点进行预测分析,指派工作负责人,快速寻找到杆塔故障点,消除故障,而不至于走错路径,从而提高工作的效率。指导线路防雷工作。

  2.3可以指导线路防雷工作




  地形是影响输电线路杆塔雷击概率的重要因素,在传统的线路防雷工作中,相关人员了解输电线路的地形信息只能通过分析等高线图、断面图进行了解,在这种二维图像中仅能看出线路断面的高度差异,虽然等高线图包含了三维空间信息,但是其属于空间投影平面图,直观性较差。而通过该软件平台可以从不同的高度、不同的角度观察输电线路塔植所在的地形环境,在统计典型的雷击地形地貌特点时更加准确、高效。

图4 手机端加载线路信息效果图

  3.制作高精度地理接线图

  输电线路地理接线图是电力运行单位必须具备的资料,对实际生产需要、巡视抢险、污区分布、调度检修、电力规划等均需要基于该接线图。目前已有输电线路地理接线图信息量较少,线路多为简单的线条表示,路径与实际误差较大。考虑现电子地图分辨率高,利用Bigemap地图、杆塔GPS数据,利用photoshop拼图,可绘制精确度高(1:50000及更高)、信息量大的线路地理分布图(地图分辨率可根据实际需要确定)。主要优点有:

  3.1 信息量大




  地图包含特殊区域分布情况、线路耐张塔(转角塔)、线路走径、电子地图本身大量信息。

  3.2 精确度高




  杆塔位置、线路走径误差极小,地图可精确到乡村,高速、省道、公路等清晰可见。

  3.3 直观高效




  更能直观、真实反映超特高压电网设备运行环境,为指导线路状态检修、新建工程设计、生产运行、生产技改大修提供重要依据。

  目前笔者分别以百度地图、谷歌地形图、谷歌卫星图为底图制作完成三种类型的河南省内超特高压输电线路地理分布图。规格为1.2米×1.2米。


图5 原地理接线图

图6 高精度地理接线图(谷歌地形图)整体效果图


图7 高精度地理接线图(百度底图)缩放至70%效果图

  4.制作高精度特殊区域分布图

  电力系统特殊区域分布图是对输电线路特殊区域(污区、风区、雷区、冰区、舞动区、鸟类活动区、采空区分布图)基于GIS(地理信息系统)绘制,以用于指导电网生产运行。

  但目前分布图并非每年进行修订,但线路新投运较多,无法全部显示。另分布图本身无法精确到具体杆号,只能显示大概范围,在针对线路提出大修技改建议时,线路区段不能直观查到。因此提出利用现有特殊区域分布图与高精度输电线路地理分布图结合的方式,实现高精度特殊区域分布图的制作。


图8 原污区分布图效果图


图9 现污区分布图整体效果图


图10 现污区分布图放大后效果图

  此高精度、信息量大的特殊区域分布图,可方便线路运维管理,为生技、调度等部门提供依据,为事故分析、大修技改申报提供方便等优点。

  5. 在设计规划等其他方面的应用

  该地图软件可以直接读取CAD设计文件,也可以Bigemap对象直接转为CAD底图,方便在CAD上精细设计,当前线路跨越改造如高铁、高速、外部迁改越来越多,需要重新规划路径、塔位,直接利用卫星图加载杆塔数据,整合环境保护范围、重要管线、地方用地、新建道路,导至CAD上实现新塔位、路径精准规划。

  6. 结语

  该地图软件基于百度、谷歌等大型地图软件公司API接口开发,地图基础地形数据更新是由基础地图提供服务商在后台来完成的,使用用户几乎没有维护工作量,用户需要维护的工作仅仅是电力设备空间数据,所以实际维护工作量比采用专用的GIS系统大幅降低,也因此能够保证不会出现基础地图的更新跟不上基建建设速度实际情况的数据不一致问题。同时也大大降低了开发难度、费用。

  该软件结合杆塔GPS数据可以离线操作,不存在安全泄密上的问题。

  利用该地图软件结合杆塔GPS数据,可以提高电力部门的运行管理水平,维护输电线路的安全运行,特别是范围广、地形复杂、发展较快的区域,利用文中提到的方法在地图平台上显示的画面以及高精度地理接线图、特殊区域分布图可为调度、设计、生技等部门提供了最新最准确的基础资料,从而实现了资源共享,提高了企业的投资效益,为运行维护人员开展事故分析提供了方便。同时,加强了运行的巡视管理,减轻了劳动强度,也为将来实现在线管理和网络化管理打下了坚实的基础,具有在系统内推广的价值,下一步计划尝试基于该地图数据在输电线路三维建模上的应用。


谷歌高清卫星地图下载

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