程路明，楊加榮，楊宏偉

（湖州電力局，浙江 湖州 313000）

GIS系統(tǒng)在電力通信中的應用*

程路明，楊加榮，楊宏偉

（湖州電力局，浙江 湖州 313000）

針對GIS系統(tǒng)在電力通信管理中應用日趨廣泛的趨勢，介紹了GIS系統(tǒng)的基本概念和主要原理，并結合工作實際，介紹了GIS系統(tǒng)在電力通信資源管理方面的主要功能及其具體應用情況.

GIS；通信網(wǎng)絡；資源管理

1 GIS系統(tǒng)簡介

1.1 GIS系統(tǒng)的概念

GIS（Geographic Information System），中文簡稱“地理信息系統(tǒng)”，是融計算機科學、地理學、測量學和信息學于一體，存儲和處理空間資源信息的新型技術系統(tǒng).使用者可以借助其特有的空間資源分析功能和可視化表達效果進行各種輔助決策.GIS信息技術自上世紀60年代以來己廣泛應用于電力、水利、地質勘探、市政規(guī)劃、農(nóng)業(yè)、通信和國防航空等領域.

1.2 GIS系統(tǒng)的組成

GIS系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機硬件設備和軟件系統(tǒng)的支持下，對資源數(shù)據(jù)進行采集、存儲、編輯和統(tǒng)計等操作.系統(tǒng)由以下三個部分組成：

（1）硬件.系統(tǒng)硬件構成包括：數(shù)據(jù)服務器、磁盤存儲陣列、數(shù)字化儀和掃描儀.數(shù)據(jù)服務器和存儲磁盤用來處理和存儲數(shù)據(jù)及程序，數(shù)字化儀和掃描儀用來搜集數(shù)據(jù)，顯示器和繪圖儀用來顯示與輸出數(shù)據(jù).

（2）軟件.系統(tǒng)軟件部分包括數(shù)據(jù)輸入和格式轉換模塊、數(shù)據(jù)編輯模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)操作模塊以及數(shù)據(jù)顯示和輸出模塊五個部分.數(shù)據(jù)輸入和轉換模塊負責空間和資源數(shù)據(jù)的輸入和格式轉換；數(shù)據(jù)編輯模塊負責建立空間數(shù)據(jù)的拓撲關系，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)的關聯(lián)，完成數(shù)據(jù)修改；數(shù)據(jù)管理模塊負責數(shù)據(jù)庫的建立和維護；數(shù)據(jù)操作模塊負責空間數(shù)據(jù)的放大、縮小和漫游操作功能的實現(xiàn)以及空間、資源數(shù)據(jù)的雙向查詢、疊加分析和網(wǎng)絡分析功能的實現(xiàn)；數(shù)據(jù)顯示和輸出模塊負責顯示和輸出空間地理圖形、專題圖、文檔與表格.

（3）數(shù)據(jù).系統(tǒng)數(shù)據(jù)按類型分為空間數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù).空間數(shù)據(jù)包括幾何圖形和圖像數(shù)據(jù)；資源數(shù)據(jù)包括文檔、表格數(shù)據(jù).系統(tǒng)數(shù)據(jù)按內容可分為基礎數(shù)據(jù)，如地貌、地形數(shù)據(jù)；專題數(shù)據(jù)，如規(guī)劃、站點和設備數(shù)據(jù)；宏觀數(shù)據(jù)，如綜合統(tǒng)計指標數(shù)據(jù).GIS系統(tǒng)的結構如圖1所示.

1.3 GIS基本原理

（1）數(shù)據(jù)采集.建設GIS系統(tǒng)首先要建立地理數(shù)據(jù)庫，確定數(shù)據(jù)源并獲取數(shù)據(jù).在完成收集各種數(shù)據(jù)資料之后，需要對其進行分類、整理和歸納，確定統(tǒng)一格式編碼，方便系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行更新和維護，確保數(shù)據(jù)的正確性和可操作性.

（2）空間數(shù)據(jù)結構.GIS系統(tǒng)地理數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)結構是指空間數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)內的組織和編碼形式，具體分為空間數(shù)據(jù)表示、柵格數(shù)據(jù)結構和矢量數(shù)據(jù)結構三個部分.

①空間數(shù)據(jù)表示.要使計算機能夠識別地理空間信息，必須將信息和實物抽象化，把幾何圖形和圖像數(shù)據(jù)進行數(shù)字化描述.空間數(shù)據(jù)有柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)兩種基本形式.

②柵格數(shù)據(jù)結構.柵格數(shù)據(jù)是對地理空間信息的量化和離散描述，其每個像元的值可以用一位二進制數(shù)、一個字節(jié)或三個字節(jié)來表示.柵格數(shù)據(jù)結構強調圖像表達，其結構數(shù)據(jù)簡單、直觀，便于識別，適合用作GIS系統(tǒng)背景顯示.

③矢量數(shù)據(jù)結構.矢量數(shù)據(jù)結構即坐標集合，用于精確定義圖形的位置、形狀和大小.矢量數(shù)據(jù)結構強調幾何圖形表達，其數(shù)據(jù)精度高，占用空間小，是高效的圖形數(shù)據(jù)結構，并可以清楚地表示點、線、面各空間實體之間的關系，便于在GIS系統(tǒng)中進行空間查詢與分析.

（3）數(shù)據(jù)編輯與管理.地理數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集并按既定的數(shù)據(jù)結構輸入到GIS系統(tǒng)中后，需要對其進行編輯與管理.編輯即建立空間和資源數(shù)據(jù)的拓撲關系，有效加強GIS系統(tǒng)的查找和分析功能.數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)的關聯(lián).空間數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)在GIS系統(tǒng)中以不同的形式分別存儲，所以需要建立空間和資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一公共標識符來完成數(shù)據(jù)的綜合處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的增加、刪除和修改操作.

2 GIS系統(tǒng)在電力通信資源管理中的具體運用

電力通信資源管理系統(tǒng)是電力信息化戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，是電力通信現(xiàn)代化管理的重要組成部分.該系統(tǒng)旨在為電力通信專業(yè)建立一套功能完備的運行支持系統(tǒng)，以適應電力對通信網(wǎng)絡規(guī)劃和管理的需要.

系統(tǒng)的建設目標是：根據(jù)電力通信工作的特點，從設備、線路資料的電子化管理入手，結合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，建立統(tǒng)一的圖形化、智能化通信網(wǎng)絡資源管理系統(tǒng).對通信的物理和邏輯資源進行高效管理.與現(xiàn)有其他的電力信息系統(tǒng)（如ERP系統(tǒng)、調度MIS、輸配電系統(tǒng)）充分融合，使其成為綜合信息管理與服務平臺的組成部分.系統(tǒng)在功能實現(xiàn)上要求具備實用性、先進性、開放性和安全可靠性.

2.1 GIS系統(tǒng)管理對象

GIS系統(tǒng)的管理對象包括通信的邏輯資源、機房設備、線纜資源、物理資源幾個部分.層次結構如圖2所示.

結合電力企業(yè)調度管理和信息化建設的特點，現(xiàn)階段GIS系統(tǒng)的管理對象主要以通信傳輸網(wǎng)絡、通信機房設備、通信光路及電路資源為主，管理方式以資源的數(shù)字化描述和應用為基礎，提供綜合應用.系統(tǒng)的功能結構如圖2所示.

（1）系統(tǒng)管理.系統(tǒng)管理包括：系統(tǒng)登錄、權限管理、日志管理、數(shù)據(jù)源管理、系統(tǒng)參數(shù)管理、消息管理、報表管理等幾個不同的功能模塊.此外，系統(tǒng)的通用輔助功能還包括：風格設置、地圖裝載、圖層控制、圖形測量工具、圖形繪制工具及圖形打印工具.

（2）數(shù)據(jù)維護.數(shù)據(jù)維護模塊提供對地圖、站點、設備、線纜等資源數(shù)據(jù)進行維護操作的功能.包括地圖信息的修改，站點和站內設備的新增、修改、刪除以及對線路架設和變更的管理.數(shù)據(jù)維護可以使用單個設備維護和批量設備維護兩種方式，其中批量維護方式幫助用戶快速維護相關數(shù)據(jù)，縮短時間，提高效率.

2.2 資源管理

資源管理是GIS系統(tǒng)在電力通信運用中的一個重要功能模塊，主要包括站點管理、機房設備管理、光纜資源管理、光路電路管理、查詢統(tǒng)計和業(yè)務分析以及故障缺陷管理.

（1）站點管理.站點管理對象包括局大樓、各級變電所、電廠及其它通信站點.其中單個站點管理包括站點的創(chuàng)建、修改、刪除、查詢操作，以及站點資源數(shù)據(jù)的維護和站內通信設備數(shù)據(jù)的操作.通過站點管理的定位功能，能夠迅速地在地理信息圖上確定被查詢站點的地理位置，并可查看站點的各類資源數(shù)據(jù).

（2）機房設備管理.機房設備管理主要包括通信機房設備屬性、設備位置、設備結構及設備之間連接信息的管理.管理對象包括：傳輸網(wǎng)設備（光端機、PCM）、交換設備（網(wǎng)絡交換機）、接入設備、配線設備（ODF、DDF、VDF）、通信監(jiān)控設備和電源設備.機房設備結構的描述采用“機柜－設備－板卡－端子”模式.機房設備連接信息的描述主要指不同設備端子、光纜纖芯以及電纜之間的物理連接和邏輯關聯(lián).此外，系統(tǒng)還可以生成設備電源連接圖.

（3）光纜資源管理.光纜資源管理包括光纜、纖芯、光路、光接頭盒、光終端盒、光纜接頭以及光纜預留、光纜盤留和相關的附屬設備資源的管理.光纜資源的維護包括基礎圖形資料維護、屬性資料維護和光纜連接資料維護.其對象包括：光纜與ODF、光接頭盒、光終端盒的連接，光纜與光纜的連接.

在進行光纜線路的設計和規(guī)劃時，系統(tǒng)可以詳細查看光纜和光接頭盒的內部結構信息以及傳輸設備端子與光纜纖芯的連接情況以及光纜在接頭內部的熔纖情況.同時，系統(tǒng)還提供了光纜網(wǎng)絡路由圖管理功能，幫助工作人員查看通信光纜地理和拓撲分布.

（4）光路管理.光路通道是指用于傳輸電力通信業(yè)務，由一段或多段光纜路由組成的傳輸通道.光路兩端物理上與光傳輸設備連接.光路管理包括光路調整和配置、光路路由查詢、傳輸系統(tǒng)拓撲圖管理.

光路規(guī)劃和調整是光路管理的一個重要功能，可以根據(jù)光傳輸網(wǎng)的結構規(guī)劃對光路的路由進行更改.光路配置可分為手動配置、半自動配置和全自動配置三種方式，光路配置在光纜網(wǎng)系統(tǒng)圖中進行.光路路由的查詢功能可以在地圖上高亮顯示所查詢的光路路徑，同時顯示相應光纜路由信息.配置光路的操作完成后，系統(tǒng)可創(chuàng)建傳輸系統(tǒng)圖.

（5）電路管理.電路是指為了完成某一傳輸?shù)燃壍耐ㄐ艠I(yè)務而開通的邏輯信息通道.電路管理包括電路配置、電路路由查詢.電路配置指對通信傳輸網(wǎng)的邏輯電路的配置，具體包括高階和低階電路配置.電路查詢功能可以在傳輸系統(tǒng)圖上高亮顯示電路路徑，同時顯示所經(jīng)過的光纜纖芯、傳輸網(wǎng)元、設備板卡、端子、邏輯時隙的詳細信息.

（6）查詢統(tǒng)計和業(yè)務分析.查詢統(tǒng)計和業(yè)務分析模塊包括全網(wǎng)資源統(tǒng)計、線路資源統(tǒng)計、站點資源統(tǒng)計、設備資源統(tǒng)計、板卡資源統(tǒng)計和點圖查詢、設備定位查詢、關聯(lián)查詢、多向交叉信息提取、分類查詢及管道資源分析、光纜資源分析、光纖分析等各項功能.通過該功能模塊的運用，可以方便快捷地對電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡從站點的地理分布到板卡的規(guī)格屬性等各個等級資源信息進行查詢和統(tǒng)計.同時，也可以對通信網(wǎng)絡的物理光纜資源、邏輯光路和電路資源使用情況做出統(tǒng)計，為通信機房建設、通信設備升級和光纜線路規(guī)劃施工提供決策幫助.

（7）故障缺陷管理.故障管理主要包括故障定位、故障分析以及故障查詢.GIS系統(tǒng)根據(jù)通信網(wǎng)拓撲關系進行物理光纜、邏輯光路和電路的故障影響范圍分析，通過界定故障點的物理位置和邏輯位置，找出故障點上、下游的所有受影響的光纜線路以及邏輯光路和電路，對故障進行定位、分析，對缺陷故障及其處理信息進行保存，為電力通信檢修部門準確掌握設備動態(tài)信息，及時制定故障處理應急預案提供有效幫助.

3 結語

電力通信GIS系統(tǒng)完整地構建通信網(wǎng)絡資源的圖紙庫和屬性庫，為通信資源的調度及業(yè)務部門的使用提供了全面支撐，為規(guī)劃和決策部門提供了可靠的數(shù)據(jù)參考.通過使用GIS系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對通信傳輸網(wǎng)絡、交換網(wǎng)絡、接入網(wǎng)絡、光纜線路支撐網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡等平臺的統(tǒng)一化、智能化管理，并進一步幫助我們進行通信資源的重組優(yōu)化.可以說，電力通信GIS系統(tǒng)的開發(fā)和應用，為電力通信資源管理工作提供了一種創(chuàng)新和高效的管理手段.

［1］劉明德，林杰斌.地理信息系統(tǒng)GIS理論與實務［M］.北京：清華大學出版社，2006.

［2］李功新.基于GIS的電網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)建設與應用［M］.北京：科學出版社，2008.

［3］伏玉琛，周洞汝.地理信息系統(tǒng)（GIS）技術及其在配電管理中的應用［M］.武漢：武漢水利電力大學出版社，2000.

TM915.853

A

1009-1734（2011）S0-0302-04

2011-09-10

程路明，助理工程師，從事電力通迅研究.