數字電網之我見
每天一大早,在天山路1756號上海市區供電局滬西供電所的停車場上,齊刷刷的一排配備GPS衛星定位系統的黃色電力搶修車"整裝待發"。一旁辦公大樓的調度室里,可以通過電力GIS系統搭建的"數字電網"實時監控轄區內150萬用戶的用電狀況,一旦出現問題系統便會自動預警,當班調度立即會向線路運行班組發出搶修指令。搶修工接到指令后,不出30秒就可以從系統中調出一張與事發現場電路設備一一對應的接線分布圖,隨后踏上搶修車趕赴現場。根據打印出來的接線圖,搶修工很快就可以查明原因排除故障。一樁樁突發用電事故在高效運轉的流程中解決了。
滬西供電所信息中心計算機專員仲曉軍在向記者熟練地演示這套電力GIS系統時說:"現在所里15個部門都在用這套系統,離開它什么工作都難以開展。"
GIS系統不僅構建了一張數字化的電網,還對供電所傳統業務流程進行了符合現代化、信息化管理的改造。滬西供電所由此嘗到了甜頭,下一步將要構建"信息化供電所",除了現有的以生產管理為主的電力GIS系統,還在試運行用電營銷管理系統,籌劃低壓可靠性系統,并積極配合上海市電力局的GPS定位系統及遠程抄表系統。隨著這些項目的深入推進,GIS會發揮更大作用。
首開中國電力GIS先河
1996年初,根據計算機技術的發展及供電所業務需求,滬西供電所決定在上信息管理系統時將當時剛在國內興起的地理信息系統(GIS)導入其中,因為他們感到:在供電行業,幾乎80%以上的業務都與其空間位置有關。但由于當時電力GIS并無先例可循,因此在提交給電力局的方案中他們詳盡地分析了電力GIS的種種好處,歸結為一點就是以信息化提高工作效率。電力局領導商議后認為方案可行性較強,同意在滬西供電所試點運行,并且撥款加以支持。
能為所里爭取到這么一個大項目,滬西供電所計算機室工作人員興奮異常。因為當時電力局總工程師告訴他們,市電力局從來沒有在供電所投入過這么多資金搞信息化項目,而且在全國范圍內滬西供電所是第一家上電力GIS的。
項目啟動之前,為確保項目成功實施,他們在市區供電局總工助理張帆等計算機專家的帶領下做了大量的調研工作,最終經過嚴格的招標,在眾多的投標單位中選定了上海四通摩天計算機系統工程有限公司。
四通摩天的前身是上海摩天辦公室自動化技術有限公司的GIS部,后來分離出來與四通集團合資成為現在的四通摩天。公司匯集了大批GIS開發設計的專業人才,很多人來自行業內知名學府武漢測繪科技大學,該公司總工程師吳琳就是其中一個。1996年她拿到了武測GIS專業碩士學位后就來到四通摩天,一直參與滬西供電所的項目。
據吳琳介紹,項目組成員從接手項目到弄清需求花了不少時間,因為供電所各部門的員工大部分對計算機系統很陌生,根本提不出準確的需求。好在滬西供電所計算機專職人員及時充當了"翻譯"的角色,將供電所的需求用技術語言告知項目組,同時將項目組的技術方案以淺顯的語言傳達給所里的同事,使開發人員和應用人員完成了基本溝通。
滬西供電所供電區域面積達50.24平方公里,供電區域居住人口達150萬,其業務范圍的大量信息都屬于空間信息的范疇,需要尋找空間信息的管理技術,對其進行科學、有效的管理、分析和決策。傳統的數據庫技術只能解決二維表數據的處理,傳統的CAD技術只能解決純圖形的處理,而GIS技術正是結合CAD技術和數據庫技術的長處,使二者發生有機關聯,同時加上拓撲結構和強大的分析模型,使之成為具有拓撲結構和分析功能的空間數據庫系統。這種業務需求正是需要利用GIS的技術來處理,使供電系統大量的輸配電線路和變配電站直觀地顯示在電腦屏幕上,并通過與圖形關聯的屬性數據庫進行圖數雙向檢索、拓撲網絡分析和大量決策分析處理。基于上述考慮,四通摩天采用世界知名的GIS軟件--ESRI公司的ARCINFO和MAPOBJECT作為系統的開發平臺。
數據準確入庫傷透腦筋
項目正式啟動后,市電力局的撥款全部用于購買UNIX工作站、ORACLE數據庫和ARCINFO軟件。供電所又從辦公費用和福利基金中擠出一部分給所里添置了幾十臺PC。
硬件設施基本到位,項目也在分頭進行中,項目組那邊加緊開發系統,滬西供電所計算機室這邊組織人員采集和錄入數據。由于滬西供電所擔負著上海市長寧區全部、靜安區大部分以及黃浦區、普陀區、徐匯區和閔行區部分區域的工農業生產、市政及人民生活的供電任務。要完全準確反映各個城區街道的電網信息數據,工作量之大可想而知。
仲曉軍說,"這套系統最重要的就是數據,而且這些數據必須要即時更新。不把數據做好做準確,這套系統兩個星期就報廢了。電網上的任何設備對我們來說都有很重要的意義,設備是不是有電、能做什么,電閘是不是合上、狀態怎么樣、加了一些什么保護措施,如果信息不準確的話,調度發錯一個指令,就是人命關天的大事。"
剛一開始,項目組只是選取了滬西供電所五分之一轄區作試點。可就是這五分之一,也讓滬西供電所計算機人員承受了巨大壓力。仲曉軍回憶道:"起初,我們也走了不少彎路,比如畫一個變電站的電路圖,要標明站內、站外的連接和站內的設備結構,而且要建立它們的拓撲結構,這并不是一件容易的事。這也是我們選擇一個區域做試點的原因之一。我們曾將模擬圖編輯方式改動了三次。第一次,單從一個站的情況來說還可以,可與其他站建立拓撲關聯后,就會發現一些問題,于是就開始了第二遍,仔細想想其實還有欠缺,只好再改第三遍。這樣的經歷蠻痛苦的,一次次推翻重來,雖說只有五分之一,也要有100多個站啊!當時所里還專門請了一批勤工儉學的大學生用CAD制圖,可是用下來發現差錯不少,只好自己再重畫。"
為此,四通摩天專門開發了圖形編輯工具,簡化了圖形數據錄入的操作方法,完成一幅圖由原來的1小時左右縮短為10來分鐘。
如果說圖形數據錄入還可以借助計算機系統使上一把"巧勁",那么線路設備屬性數據的完整輸入只能實打實。仲曉軍說:"最原始的數據由線路運行維護人員先提供上來,再由我們校驗,反復了多次,光中壓電網全網大校驗就有五次。像設備包括變電站、配電站、桿變,線路包括高壓、中壓、低壓,他們的名稱、參數、設備大小、生產廠家、使用年限、容量、狀態、維修情況等基本信息都要準確掌握。拿中壓線路來說,就包括高供高量、高供低量用戶,還要弄清他們是電纜供電還是架空線供電,當中是不是有熔絲等狀況。此外,最難以把握的就是一些里弄線的數據,比如說,一些用戶的用電地址和他們門牌號碼的所在地址不一致,沒什么投機取巧的好辦法,只能一次次往下跑,了解確切的信息。"
電力行業的特殊性決定了它的數據必須準確、及時、安全。"我們必須每天進行數據維護更新,及時反映線路設備的實時狀態。"仲曉軍說,"數據錄入和校驗花了兩三年時間。現在所里已經形成一套制度,每個人是上一道工序的檢查者,每個人的操作都有記錄,任何改動都會記錄下來。"
照理說,40剛出頭的滬西供電所計算機專員仲曉軍無論如何與"外婆"是沾不上邊的,可是她就是有了"外婆"的稱呼,而且還是"狼外婆"。
"狼外婆"仲曉軍通過電話發號施令
四通摩天的項目經理李國勇說:"仲曉軍大多數時間看上去還是很平和慈祥的,高興起來會請我們去真鍋喝喝咖啡,所以我們叫她'外婆'。但是一旦系統出現問題,她一個電話就把我叫來,甚至威脅說改不好就把我扔到神農架喂野人,于是就有了'狼外婆'的'美名'。"
一旁的仲曉軍也不辯駁,她只是說:"都是工作上的爭執啦!平時我可能會嘻嘻哈哈,但工作起來決不留情面。有時候我的確逼他們逼得很緊,但沒辦法啊!"
一方面仲曉軍要催促四通摩天抓緊開發進度做好服務支持,另一方面她也要使項目在所里順利推進實施。相對而言,后者更令她頭疼。"當初供電所里大部分人對計算機系統一無所知,一些班組工人文化程度也不高,記得項目剛在所里推廣的時候,大家對上系統有抵觸情緒,一旦系統不穩定馬上有人提意見。我們計算機室幾乎成了所里的矛盾中心,很多人直接把矛頭指向我,差不多每天都有人來找我吵架。也許就在那時我的性格開始變得強悍起來了吧!"
此時,局里和所里的領導在了解情況后都給予仲曉軍莫大的支持,繼續為她鼓勁。仲曉軍對班組工人這樣說:"系統你們是一定要用下去的,不能因為用不來就說這個系統不好,用不來我負責把你們教會。有什么難處可以直接對我說。" 四通摩天每開發增加一個新的功能,仲曉軍就會自己先操作一遍,運轉沒問題的話她就會到相關班組一遍一遍逐個演示給他們看,直到他們掌握正確的操作方法。
雖然這些工作既繁重又瑣碎,但仲曉軍還是很欣慰。"應用部門的配合和領導的支持很重要,全所人員有興趣用好它,而且在應用中不斷提出問題,我會覺得很高興。要說我們項目的最大特點,就是所有的班組都在用,每個人的使用熱情都很高。包括以前和我吵過架的工人現在也用得很熟練,查詢線路圖、出工作單都沒問題。"
"狼外婆"對原則問題的強硬堅持,成為項目實施的巨大推動力。電力GIS系統在滬西供電所的生產運行管理中得到了充分的應用。1997年一期工程完成后,得到了國家電力公司領導的贊賞,并被授予上海市科技進步二等獎,項目小組還獲得市勞模先進集體稱號。不僅如此,美國ESRI公司還向滬西供電所頒發了全球GIS最佳應用獎,這在國內是惟一的一家。
迎峰度夏系統大發神威
每年的3、4月份,上海市電力局會召開專門會議對全市用電安排做出部署,以應對5、6、7、8四個月的用電高峰期,業內有個專門的名詞叫做"迎峰度夏"。1996、1997年,全市電網改造還未完成,每到夏季用電高峰期,搶閘跳閘事故頻繁,報修電話很多。有限的搶修車和搶修工并不能迅捷得解決所有問題,因而時常會受到一些用戶的投訴。滬西供電所自然也不例外。
滬西供電所業務人員回憶道:"電網改造前,到了夏天我們接到的報修電話多得不得了,根本來不及做。而且其中有很多是重復報修的情況,因為停電往往是一塊地區,可能有的人報修后,其他人也會報修。如果這一地區位于兩個區的交界處,一條線路會對應兩條不同的馬路,明明靜安工程隊已經出動修復了問題,長寧工程隊不知道,趕到現場發現已經沒有問題就白跑一趟。這樣,不僅有經濟上的損失,也造成了資源的不合理調配,延誤了搶修的時間。"
到了1997年的夏天,滬西供電所上了GIS系統后,發現報修電話少多了,而且搶修的效率提高不少。
李國勇說:"GIS系統能形象直觀地將線路設備狀況反映在圖上,圖上的每一種顏色都有特殊意義,接線圖和實地一一對應。接到報修電話后,就可以馬上從系統中調出現場的設備分布圖,可以查到各種設備的屬性數據和所處位置以及開關的開合狀態,從中直接找出哪個環節出了問題,隨后就可以把圖打印出來帶到現場檢修。這樣一來,處理報修電話的準確性就大大提高了。"
仲曉軍補充道,在圖上他們可以清晰地看到報修用戶的用電情況,看到電到底是從哪里進來的,如果在進戶點外面應該是由線路運行班管的,進戶點的里面則是用電人員管的。搞清楚內線供電還是外線供電,就能迅速落實到人解決問題。滬西供電所的快速響應速度不僅在用戶中留下了較好的口碑,而且上級領導也多次在大會上公開表揚,并號召同行以此為榜樣。
現代化管理再造業務流程
上GIS系統最大的好處不僅是構建了一張數字化的電網,還對供電所傳統業務流程進行了符合現代化、信息化管理的改造。
仲曉軍由此非常感慨:"系統上線后所里的業務流程也隨之變化,雖然我們當時并不流行什么流程改造,但實際上正是通過系統帶來的現代化管理手段再造了我們原先的業務流程。比如說,原來調度都是用圖紙的,現在全部在計算機上完成,這在全國也是第一家,其他部門也離不開這套系統,大家說'以前叫人管機器,現在叫機器管人'。隨著應用的深入,所里的某些人員設置也改了,不少崗位取消了。"
她接著說,"我們不會追求時髦,與華而不實的技術相比較,我們寧可采用比較成熟且實用的技術,關鍵是看能否和自身業務緊密地結合在一起,對理順再造流程有沒有促進作用。"
對此,吳琳也感受頗深。她介紹說,滬西供電所一開始的出發點就很實際,不追求不實用的功能,他們認為系統做不到位的地方就沒有必要做,不能帶來效益的也沒有必要做。因而四通摩天根據滬西供電所的業務需求,將系統劃分成6個子系統,分別為調度子系統、線路運行子系統、工詢子系統、運行設備管理子系統、Intranet查詢子系統以及數據維護子系統。以最常用的調度子系統為例,包括分層顯示、圖形縮放、設備查詢、刀閘模擬操作、最優化停電方案分析、用戶報修、供電源分析、桿變供電范圍分析、線路負荷轉移、停電管理、電站信息管理、阻抗分析、供電可靠率計算、圖形打印系統等諸多功能模塊。這些業務都是調度每天的日常工作,除了直觀的圖形顯示作為決策依據,系統還具備一些輔助決策功能,例如可以對停電檢修作出優化解決方案,對桿變的供電范圍進行模擬測算,很大程度上提高了調度的工作效率。
說到這,她拿出一張紙質調度圖并從系統調出了一張道路配電圖比較給記者看,"原來畫在紙上的調度圖都是橫平豎直的,中壓桿和低壓桿不在一張圖上,單從一張圖上看不出有多少低壓桿。像中山西路,道路兩旁都有桿,原來的圖上也不分左右桿。現在系統的圖既考慮到調度的工作習慣,又完全符合現場的實際情況。"
李國勇指著紙質圖告訴記者:"這張畫在紙上的圖已經密密麻麻,如果想要新加什么設備就必須重畫,而現在通過新系統的圖形縮放功能可以無限放大,在足夠清晰的情況下自由編輯,并可以任意比例打印輸出,非常方便。"
仲曉軍還透露,滬西供電所一直有建成"信息化供電所"的構想,除了現有的以生產管理為主的電力GIS系統,所里還在試運行用電營銷管理系統,籌劃低壓可靠性系統,并積極配合市局的GPS定位系統及遠程抄表系統。她深信,隨著這些項目的深入推進,GIS會發揮更大作用,為輔助決策提供可靠的依據,同時滬西供電所的業務流程將更加高效、簡化、順暢。
配合營銷服務升級換代
"以前大家愛把供電部門稱作'電老虎',現在我們自稱為'電老鼠'。"仲曉軍笑著說,"現在用戶服務已經取代了供電管理成為我們最主導的業務,我們會更努力地滿足用戶的最大需求。"
"用戶服務部門處理最多的問題就是停電問訊,我們要通過現有系統的升級換代在第一時間內給用戶滿意的答復。如果有用戶來查,通過系統上反映的信息我們可以馬上告訴他為什么會停電,是故障停電還是計劃停電。如果是故障停電的話,是不是已經搶修了。如果還沒有搶修,我們會告訴他搶修人員在哪里,什么時候可以修復。總之,只要是用戶關心的問題都可以及時答復。
仲曉軍又舉了一個"業擴報裝"的例子。"業擴報裝就是指用戶要申請擴容或新裝,當他在營業所的用電營銷管理系統登記情況后,信息會自動轉到GIS系統,我們就會幫他分析,看是否能裝,能裝的話接在什么位置,用什么方案,得出結論后在流轉到相關部門付諸實施。而以往工詢部門必須派人到實地考查,看到底該怎么辦,應該接到什么位置,然后還要回來測算能不能擴充,如果不能擴充,還要考慮有沒有別的地方可接。GIS系統可根據基礎資料和以前配電系統的資料很快測算出來,立即做出幾個方案供選擇。"
仲曉軍認為,如果能提供這樣的服務用戶必定是滿意的。因而她又加緊和四通摩天項目組成員商量GIS系統升級換代的計劃:將原有的軟硬件全面升級換代,DIGITAL2100服務器換成SUN3500的,將工作站的操作界面改為Windows操作界面,將原來的ARCINFO軟件升級為8.0版,數據庫升級為ORACLE8,所有數據采用雙機熱備份的方式保存。對現有的網絡交換機進行升級,提高圖形傳輸速度。與其他軟件供應商協作,完成與其它系統的接口和數據共享。
資料:
GIS與電力GIS
什么是GIS
地理信息系統(GeographicInformationSystem,簡稱GIS)是融計算機圖形和數據庫于一體,采集、存儲、管理、分析、顯示與應用空間信息的高新技術。
它將地理位置和相關屬性有機結合起來,根據實際需求準確真實、圖文并茂地輸出給用戶,并借助其獨有的空間分析功能和可視化表達,進行各種輔助決策。
GIS自20世紀60年代開始迅速發展,在近30多年內取得了令人振奮的成就,并在全球范圍內得以廣泛應用。隨著"數字地球"概念的提出,以及風起云涌的城市信息化建設,在可以預見的未來,GIS將無所不在。
GIS的主要計算機操作系統軟件是UNIX、Windows9X、WindowsNT、Windows2000、Macintosh等。主要計算機應用軟件是ARC/INFO、MGE、GeoMedia、GenaMap、MapInfo、AutoDeskMap、ArcView、MapObjects、MapX、Maptitude、MapGIS、GeoStar、MapEngine等。
電力GIS
電力GIS是利用計算機技術、網絡技術將電網分布、臺帳及實時信息按其實際空間位置表達給用戶,集空間查詢統計、運行維護、分析管理等功能為一體的應用系統,是一種直接融入現代電力生產經營活動之中的、全新的信息化管理工具。
為什么要建立電力GIS
建立一個具地理信息的數字化電網,為電網運行管理提供一種基于空間信息的計算機管理的現代化手段,可便捷地了解電網分布、相關屬性及實時信息,并支持業擴報裝、事故搶修等管理過程,以提高效益,降低成本,提升電網運行管理水平,為電力企業進一步適應市場化經營和提供高品位的服務奠定基礎。
電力GIS系統的技術關鍵
在供電GIS系統的建設中,應注意如下關鍵技術:
1.網絡追蹤技術
在電力GIS系統中大量采用網絡追蹤技術和拓撲連通性分析,如線路刀閘操作、變配電站刀閘操作、SCADA變位信號、停電范圍分析等。在實際系統中會有大量站和其相應線路的串聯追蹤過程,因此,采用優秀的追蹤算法和斷點設置功能是系統成敗的關鍵。
2.SCADA接口技術
SCADA系統與GIS系統的接口技術,直接影響GIS系統實時響應速度,可綜合采用雙緩沖技術、SCADA服務器、過濾傳送技術、IAC觸發等技術來解決。
3.圖形輸出壓縮技術
在自動生成工作票過程中,要求繪制的圖形在工作區域按比例放大,工作區域以外比例壓縮,因此必須用響應算法改造系統軟件提供的標準繪圖模塊。
4.配網判據知識庫技術
在配網判據專家系統中,具有模型庫、方法庫和知識庫,特別對知識庫的結構和內容的要求尤為重要,知識庫建立的質量直接影響判據結果的正確性,因此,必須會同質深的電力專家共同建立。
5.數據結構的合理性
因電力GIS系統系統中數據類型多、數據量特別大,各類數據之間又有交叉復雜的拓撲聯系,因此,數據結構的合理性不可忽視,在系統分析和數據結構設計時應充分重視,這是系統高速穩定運行的保證。
評論:
GIS:從技術驅動到應用牽引
1998年美國副總統戈爾率先提出"數字地球"概念,一時間"數字城市"的建設在全球范圍內興起。計算機與網絡、地理信息、遙感遙測、衛星定位及仿真虛擬技術支撐起"數字地球"的骨架。GIS(地理信息系統)的應用日趨廣泛,已成為城市規劃、設施管理和工程建設的重要工具。
城市無疑是GIS應用最早、最為成功和最活躍的領域之一。目前,GIS在城市規劃管理、城市空間基礎信息管理、城市地下管線管理、城鎮地籍管理以及城市環境保護、城市供水與地下水資源管理、電力電信設施管理、城市公安、城市交通和城市救災等方面都有應用。
有關專家指出,GIS已由過去的"技術驅動"過渡到現在的"應用牽引"。如今越來越多的行業已經領略到GIS的獨特魅力。在全球協作的商業時代,80%以上的企業決策數據與空間位置相關,例如客戶的分布、市場的地域分布、原料運輸、跨國生產、跨國銷售等。對于包羅萬象的信息,傳統方法局限于枯燥無味的數據處理和表現,缺乏直觀性和決策可視化,而GIS能夠將電子表格和數據庫中無法看到的數據之間的發展趨勢以圖形的形式清晰直觀地表現出來,進行空間可視化分析,實現數據可視化、地理分析與主流商業應用的集成,從而滿足企業決策多維性的需求。此外,GIS可以將晦澀抽象的數據表格變為清晰簡明的彩色地圖,幫助企業進行商業選址,確定潛在市場的分布、銷售和服務范圍,尋找商業地域分布規律、時空變化的趨勢和軌跡;還可以優化運輸線路,進行資源調度和資產管理。
一項調查表明GIS已深入到各行各業,目前我國已有25個省市、19個行業中不同程度地使用了GIS。但是這或許只是表面的繁榮,和許多應用系統一樣,GIS在中國的應用與發展也遇到了各種各樣的問題。一位業內人士的觀點切中要害:重硬件軟件、輕數據和重建立系統、輕實際應用的現象依然存在;系統應用目標定位欠準確,應用的層次較低、效果不佳;缺乏規范化的運作模式,系統建設中經常碰釘子、走彎路、花冤枉錢;相關政策法規和技術標準嚴重滯后;部分系統和開發商對用戶進行"技術誤導",GIS的實際效應往往被過分夸大;應用系統的實用性與可操作性差、系統集成水平低;低水平重復性建設現象較多;應用系統五花八門,開發商各自為陣,用戶急功近利等等。
看來,GIS有沒有用是一個問題,至于能不能用好就是另外一個問題了.
責任編輯:大云網
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