GIS幫助音樂之城搶修電網
田納西州首府納什維爾被稱為美國“音樂之城”,尤以“溫暖靈魂”的鄉村音樂聞名,從那里走出許多知名歌手。遺憾的是,這座城市飽受災害性天氣困擾,城市電力系統屢屢遭受重創,時常處于斷電狀態中的居民轉而唱起“憂郁藍調”。近年來納什維爾電力服務公司引入GIS技術,不僅有效提高了應急搶修的效率,還極大地改善了電網的日常運行維護,“音樂之城”歌聲溫暖依舊。
納什維爾電力服務公司(NES)是全美十大公共電力設施公司之一,為分布在田納西州中部大約700平方英里內的35萬居民提供服務。由于氣流活動頻繁,納什維爾經常遭受風暴襲擊,該市三分之二的居民家庭都有過斷電的經歷。盡管電力工人24小時連續搶修,跟在暴雪或颶風后面收拾爛攤子,居民仍然連續幾天甚至幾周用不上電。
上世紀90年代中期,納什維爾電力服務公司采用了基于GIS的解決方案,減少了供電中斷的修復時間,促進了災難應急管理水平的提升。
1998年,一場颶風橫掃納什維爾,市區東部500多根電線桿被連根拔起,7萬5千多名居民陷入黑暗之中。GIS在這次電網搶修行動中大顯身手。它詳細描述了遭受風暴襲擊的地理位置以及各類輸電線路信息,追蹤報告各地損失狀況,引導施工人員及時趕赴最需要的地方。在各方努力下,損壞的電網在一周之內完全重建起來,主網在3日內恢復供電,這一漂亮的行動獲得當地居民和媒體的盛贊。
將CAD繪圖和GIS技術融入操作程序后,電力損耗管理系統(OMS)能夠追蹤電路電線的可靠統計數據,并將其納入數據庫。各地電力設施受損情況一經反饋到公司總部,技術人員立即利用GIS將受損地點在電子地圖上標定,結合存儲在數據庫中的數據迅速生成精確的地圖。地圖匯集了損失報告時間、斷電居民數量、作業人員分派情況、斷電地區街道地圖等信息。由此,施工部門的災后應急搶修速度得到了極大提高。
在2006年的一場颶風中,電力GIS在納什維爾市應急管理中的作用又一次得到了證明。災害造成大量民宅倒塌,1萬6千多名居民的供電線路中斷,并造成一處關鍵供電系統嚴重受損。在搶修行動中,納什維爾電力服務公司依據GIS地圖了解前方進展,制定行動決策,緊急動員大量電力工人,調配70部鏟斗車,迅速復原了100多根電線桿。由于災難應急預案完備,電網修復工作卓有成效,48小時內多數用戶的供電得以恢復。
除了緊急情況之外,GIS更廣泛地用于電力工作的常規管理,在綜合電網的規劃、設計、運行和維護全程體現了其實用價值。
2002年,美國一家環境咨詢機構發起了一項專題研究,涉及世界范圍內的110個主要電力系統。研究發現,每100英里輸電線路中,由樹木枝杈干擾而引起的電力損耗,納什維爾地區高居第一,其數據相當于研究中最低損耗的10倍。
納什維爾電力服務公司由此出發尋求改善電網可靠性的方法。他們配備了專門的植被管理工人,用GIS來劃分樹木的修剪周期,建立樹木修剪周期數據庫。到2005年6月,完成了為期三年的首次樹木大清查和大修剪,電力損耗降低了19%。這套樹木修剪周期系統還通過交互式地圖網頁向公眾開放。
自從首次引進ArcGIS軟件以來,10年之間納什維爾電力服務公司對其不斷進行完善和升級,目前多數操作程序都體現了某種形式的GIS應用。公司的87538個配電變壓器,253個變電站,5619英里輸電線路,以及大約20萬根在用電線桿,都可以經由企業內網實時監控,結合基礎地理數據和電子操作系統完成最新GIS信息的更新。目前整個公司依賴一個基于GIS的繪圖系統,該系統體現了多重應用價值,所繪專題地圖包括電路地圖、電線桿配屬地圖、街道照明地圖、線路剖面地圖等。通過這些專題地圖,管理者可以實時了解電網運行情況,簡化風險能量控制程序,提升工作效率;電網終端用戶登錄相應網站也可以了解自家周邊供電情況。
3D洪水地圖為制定災難應急預案提供了可視化模型。 |
早前,納什維爾電力服務公司曾籌劃建立一項“傳輸配電前瞻計劃”,但因預算高達100萬美元而暫時擱淺。使用GIS系統后,這項計劃的制定實現了室內化,以較小的成本達到了同樣的效果。項目對未來20年配電傳輸的發展進行預估,包括新增客戶數量、設施更新周期、潛在風險測評,以及最近五年內數據增長趨勢等。
對電力系統來說,獲取服務區域的地理信息十分必要,可以了解增補、更新電力設施的需要,計劃未來的工作周期。納什維爾電力服務公司供電區域內有20萬根電線桿,平均每年要設立或更換大約600根,有的年份遠遠超過這個數目。使用土地規劃地圖和電力設施地圖,工作人員根據各項指標如電線桿的高度、位置、使用年限、供電負荷等來對其進行評估;進而運用基于GIS的風險變量分析,制定更換電線桿的優先次序。
目前,一項新的風險預估計劃正在制定中,主要探討如何應對洪澇災害造成的電力損失。公司使用GIS來制作服務區域內的洪澇災害地圖,制作過程中發現有的變電站可能遭受洪水威脅。綜合GIS洪水地圖和3D視頻地圖,研究人員作了更詳細的調查,證實一座變電站正處于洪災高發區域。報告還描述了坎伯蘭水系的堤壩滲漏情況,引起了社會公眾的廣泛關注。據了解,在GIS分析的基礎上,納什維爾電力研究人員正在制定一份洪災應急管理預案。
責任編輯:葉雨田
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