【摘要】现阶段，基于GIS技术的电力配网巡检系统在电力企业中的应用比较普遍，该系统在自动制图、设备管理及电网分析中的应用效果较为显著。电力配网巡检是保证电力系统安全运行的基础工作。其目的是对线路运行及周边环境出现的问题及时的发现，采取相应的措施对存在的问题进行解决，从而保障电力系统的稳定、安全运行。本文主要从电力配网巡检的现状入手，对GIS配网巡检系统的设计等方面进行分析，并研究其应用价值。
【关键词】GIS；电力系统；配网巡检；设计；应用
当前，电力系统的巡检工作多数由人工来完成，巡视人员对设备缺陷及运行状态做好记录，然后将其录入生产管理系统，进入到处理流程。这种方式的不足在于经过两次录入使工作量加大，失误增多，还有就是巡检的覆盖范围较小。因此必须采用一种有效的巡检方法解决传统方式的不足。
1.电力配网巡检工作的现状
供电企业为保证辖区内输电线路的安全运行，要定期排除巡检人员对线路及设备进行检查，以便发现隐患，及时进行处理，巡视工作保证了供电的安全。然而在实际工作中，也遇到一些问题，主要有：首先，巡检人员责任心不强。往往会出现设备漏项或漏检问题，巡检人员是否对每个设备、每根电杆进行检查，无法查证，所以很难保证巡检的质量；其次，巡检人员素质差异对巡检质量的影响。受自身认识及经验的影响，每一个人对检查的项目及设备的理解也不同，所以检查的效果也是不同的，有的复杂，有的简单，很难了解到设计及线路的真实运行状态；第三，巡检速度慢。采用笔记记录的方式进行巡检，需要花费大量的时间才能完成；第四，巡检资料保存及查询困难。大量的巡检记录在进行收集、整理、分析时，工作量大，花费时间长，且资料容易丢失；第五，管理人员单靠巡检记录进行判断，难以对巡检人员的工作数量及质量进行定性的、准确的评估。
2.GIS配网巡检系统设计及功能
GIS电力配网巡检系统是对传统巡检方式改革，解决了巡检管理中存在的一些问题，使巡检的工作效率大幅提高。该系统是在GIS技术基础上的电力设备信息平台，基于移动终端技术将采集到的信息建立标准设备缺陷库，以此作为监测的依据。
2.1 系统设计原则
（1）先进性。该系统具有先进的软件平台和硬件架构，集成网络通信、计算机技术及嵌入式技术研究成果，保证了系统的先进性。
（2）开放性。该系统基于标准化的设计模式和开放式的系统结构，系统数据库、网络协议、开发工具及产品都按照标准进行，保证了管理系统与其它自动化系统的无缝连接与平滑过渡，充分的体现出系统的开放性特征。
（3）可靠性。该系统在硬件选择上，全部选用稳定、成熟的产品，且经过严格测试，适应各种恶劣环境下的运行，在设计中，对用户接口管理、信息安全管理进行了充分的考虑，采用相关的安全技术，保证了系统的长期稳定性和容错性。
（4）扩展性。该系统功能配置灵活，硬件组合方式多样，层次化和模块化的软件设计使系统在扩展和升级方面极大的方便，满足各类用户的多种需求。
（5）易用性。基于人性化操作界面，该系统具有友好、直观、简洁的特点，用户使用较为容易。
2.2 GIS技术应用
GIS技术，即地理信息系统，是多学科交叉所得的产物，在地理空间的基础上，利用地理模型分析方法，提供多种动态的、空间的地理信息，是一种服务于地理研究和决策的计算机技术系统。GIS地理信息系统主要是为了获取、存储、分析、显示、存储空间定位数据建立起来的数据库管理系统。在现代数据库技术及计算机图形技术基础上实现对数据及图形的输入、编剧、分析、查询、显示、存储及输出等功能，是集合了几何学、地理学、计算机技术及各类学科的综合性高科技技术。因其优势独特，在环境评估、国土资源调查中得到广泛应用，随着科技的进步，该技术在电力、能源、电信、设施管理等方面的应用也不断的完善。就电力系统而言，该技术在变电站、配电所、线路、电度表及各类电气设备等配网系统中的应用空间更为广阔。随着经济的发展，城市迅速发展，尤其是电网中的诸多空间位置数据，怎样迅速准确的提供这些信息，成为研究的热门。利用地图、图形、数据等信息进行统一管理实现信息的共享，GIS技术在此方面优势明显。在电力系统中，电力设施管理、巡检管理定位、配电线路系统运行、计划检修、运行及维护、故障管理、电网规划、停电管理、电力营销及用电变更等方面，都离不开GIS技术。所以GIS是电力配网系统的重要基础，是实现现代化管理的必然手段与途径。
近年来，国内外GIS平台软件主要包括MGE、ARC/INFO、GENAMP、MAPINFO、GE Smallworld等，并且还在不断的推陈出新，主要涉及领域有GPS、地理信息系统及遥感等。就软件的功能而言，我国的GIS软件还需要进一步的技术完善，目前存在的主要问题有一个企业内单一GIS相对较少，原因在于与其它系统的无缝集成技术相对不足。即便是同在GIS领域，软件的兼容性也成为问题，因此，需要开发一种通用GIS平台实现GIS技术的推广与应用，本文所阐述的GIS平台主要借助GE Smallworld平台开发，从而实现了基于GIS平台的配网巡检系统的研发。
2.3 系统设计方案
GIS配网巡检系统设计是一项复杂的工程，需要建立在对用户需求及系统目标明确的基础上进行系统的设计，以保证系统的结构及其实用性。系统主要依靠GIS技术平台、GPS定位技术及移动终端技术，使其结合运用到电力配网巡检管理中。基于GIS平台，通过设备数据模型的建立，对电力配网展开电网巡检的业务逻辑，设备数据通过GESmallorld的界面，显示出来，在此基础上添加巡检工作的各项功能。从而形成了集掌上电脑、计算机网络通信技术及全球定位系统的技术。利用具备GPS技术的移动重担，对电力设备及线路进行定位及巡检，保证巡检人员的工作准确到位。该巡检系统主要由线路巡检管理主机及移动终端组成，巡检人员只需要对巡检情况输入到移动终端中，通过GPS技术对当前时间及地理信息进行记录。巡检结束，将收集到的信息数据同步，提高了数据的精确度。定位技术也使得巡检人员不会出现漏检和检查不到位的现象得以避免，移动终端可以对各个巡视点的情况进行记录。GIS配网巡检系统的软件组成如图1、2所示。
2.4 系统功能分析
GIS配网巡检系统的主要功能根据巡检工作的实际需求所决定，主要体现在以下几个方面：
（1）设备管理功能。GIS配网巡检系统可以对配电线路变压器、电杆、开闭站、变电站及配电室等设备进行数据录入和维护，对任意设备可以进行查询，并可以进行修改和删除操作。用户根据设备的实际情况绘制平面设备图及接线图，对杆塔代号进行查询并调出杆塔图。管理人员可以配电线路的数据随时进行查询、统计及分类。可绘制报表，使电力系统中的各种设备都能在平面图中清晰的呈现出来，极大的方面了查询和管理的需求。
（2）巡视管理功能。通过该系统，生产人员能够通过菜单操作对导线、绝缘子、地线及杆塔的数据进行录入，可以查看线路图及线路概况。生产人员可通过数据库查询功能对线路的位置、信息及线杆间的档距进行查询。管理部门可以预先进行方案计划，可以自动生成巡检单，巡检单包括巡检的线路、时间、地点、间隔及重要事项等。然后根据线路的地理走向、分布及地理情况，确定最合适的巡检人员即可。巡检人员通过巡检计划对线路进行巡视和检修。
（3）人员管理功能。通过GPS数据采集，可以检查巡检人员的到位率，生成巡检轨迹图。从而加强了对巡检人员的工作状况及位置的监督，对现场的故障信息随时可以进行了解，并支持远程技术支持。管理人员可通过巡检人员的手持设备对其进行现场跟踪，并可实时进行交互，可以根据巡检人员发送的调度指令对巡视工作进行协调。这样方便了管理人员对巡视检查的监督和管理，提高了巡检的质量。
（4）缺陷管理功能。通过现场的巡视，对采集到的数据集市上传到系统中。现场采集的数据类型主要有：缺陷记录、设备台账、设备档案、检修记录、缺陷通知单、线路条图及技术问答等。管理人员可以通过缺陷的实际情况进行查询和分析，然后制定检修计划。巡检人员也可以对线路中的缺陷进行统计，制定缺陷统计报表。
3.GIS配网巡检系统的应用
3.1 应用特点分析
基于GPS技术，巡检人员对巡检地点和时间不能进行修改，有效的起到了监督作用，防止了巡检不到位的现象，提高了巡检的质量；对巡检人员的工作业绩可以科学合理的进行考核。对各条线路巡检人员的姓名、巡检地点、时间及检查出的缺陷等进行详细的汇总和记录，统计出巡检人员巡检的各项参数，如巡检次数、漏检次数、正点率、误点率等，为考核巡检人员提供依据；根据辖区线路实际情况，对缺陷库自行进行制定及修改，规范巡检术语及记录格式，使得巡检管理工作的灵活性提高，工作效率也提高；形成一整套的管理流程，避免了漏检及缺陷处理延期现象的发生。
3.2 系统的优势分析
GIS配网巡检系统最大的优势在于其先进性、开放性和创新性。对于二次开发工具具有高效率的执行特点，所占系统的资源的比重较小。该系统进行方案设计的时候，具有较强的通用性，对各类电杆进行规范，使其具有固定的数据采集方法。然后由桌面管理系统生成电杆数据采集询价表，巡检表的格式是固定的，包含对巡检项目的描述。随着计算机信息技术及通信技术的不断发展，该系统的智能化水平不断提高，可以根据模板的特点，对用户的输入界面进行调整，使用户在操作本系统时更加的方便。
3.3 系统应用效果分析
因为该系统的设计与应用是针对巡检工作中存在的一些问题实现的，因此其功能主要针对的是巡检管理工作，在实际应用中，虽然还存在一些问题，但也已经取得了较好的使用效果。
第一，系统在使用中存在的一些问题。基于GIS技术的电力配网巡检系统，其设计意图就是将巡检的整个过程，涵盖巡查现场管理、线路设备管理、检修消缺管理及巡查管理等功能全部纳入计算力的监控和管理之下，结合GIS系统，实现设备管理、数据的采集、处理、加工及分析和人员管理间的配合，使之达到工作效率及质量提高的目的，保证电网的安全运行。运行中，还存在以下几方面的不足：（1）安全及作业连续性方面。该系统在使用过程中，存在一定程度的与原有系统不能很好的集成的问题，因此可以在该系统技术上进行二次开发，从而更好的服务于供电业务运作。（2）电力系统设备较多，管理难度大。由于电力系统具有复杂性的特点，该系统在运行时，存在管理难度大的问题，采用GPS定位技术与移动终端结合的方法，对线路进行巡检工作，提供工作质量及效率。（3）在数据传输过程中存在一定程度的不流畅现象，因此要对数据传输的各个环节进行优化，使信息最大限度的实现共享，降低成本，提高效率。（4）管理问题。由于该系统的应用时间不长，因此还缺乏有效的管理的手段，需要各个职能部门不断的进行总结，提高管理的质量。（5）巡检人员责任心不强，在该系统运行中，还存在巡检人员责任心不强的问题。但是由于系统的监测管理功能，已经逐步使巡检人员的责任心在提高。因此这一问题也会逐渐解决。
第二，系统在使用中获得的良好效果。GIS技术平台基础上的电力配网巡检系统在使用的过程中适应了现阶段高新技术发展的要求，对电力配网巡检作业及时采用自动化、智能化的管理方法，提高了巡检工作的效率，保证了电网的运行安全。其主要的优势体现在以下几点：（1）改变了巡检人员责任心不强，出现不检或漏检的现象，GPS技术的使用，增加了对电杆位置的定位。巡检人员只有到达巡查点，才能使用手持设备进行数据的录入，对未检电杆，手持设备可以进行查询，方便了对电杆的检查，防止漏检的情况出现。通过GPS对电杆位置确定以后，会显示出巡检的项目，巡检人员只需要根据提示进行检查即可，这就对巡检内容进行了规范，有利于提高巡检人员的职业素养。（2）便于巡检结果的保存。新系统的使用使巡检人员的工作量大大降低，各种汇总表格工具的应用使的数据便于保存和查询。（3）提高了管理人员的管理水平。通过用户端电脑，管理人员可以通过管理程序对输电线路进行有效的管理，提高了巡检工作的质量，保证了输电电路的正常运行。用户电脑管理程序可以提供强大的查询功能，对巡检数据可以从线路、巡检人员、巡检日期等项目进行查询，也提供一些统计方法，这样就使得巡检情况一目了然。（4）降低了巡检人员的工作强度。手持设备的使用改变了传统纸质介质的录入方式，手持设备极大的方便了数据的采集，提高了巡检的效率。
3.4 系统应用发展
随着科学技术的不断发展与进步，GIS配网巡检系统必定会越来越完善，系统的自动化与智能化的程度也会越来越高，在数据、图形及设备管理中与配网调度自动化系统相结合，实现管理的一体化，使得管理系统更加的方便操作查询。配网巡检系统与配网调度自动化系统的一体化是在GIS技术平台上实现的管理功能，有效的解决了调度人员及巡检人员的日常工作范围，提高了工作的效率，保证电网运行的可靠性和安全性。
4.结束语
GIS电力配网巡检系统的应用融合了现代配网巡检理念，将GIS技术、GPS技术、信息采集技术、移动数据存储技术、无线传输技术等信息技术进行集成，提供给配网新的巡检技术手段。随着新技术的不断发展和应用，配网巡检系统会不断的健全和完善。
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作者简介：傅裕（1981—），女，江西赣州人，大学本科，2003年毕业于华北电力大学测控技术及仪器专业，江西赣州供电公司工程师，研究方向：电力系统自动化。
