全新的功能强大的三维GIS EV-Globe在电力方面的应用

随着电网电压等级的提高和规模的扩大，电网商业化运营的逐步实施，对输、变电设备的建设和维护都提出了新的要求。如何有效地降低输、变电设备的建设和维护费用，提高自动化信息化水平，日益受到重视。<br>
<DIV>    在电力行业，二维GIS技术在生产、运行和管理方面已得到深入广泛的应用，并取得较好的效果。但在实际工作中使用者还是逐渐感受到了二维GIS在信息表现上带来的不足。例如，二维GIS无法表现变电站内部的一次和二次设备及其拓扑连接的细节，也无法表现输配电线路沿线的地理环境及其与输配电线路设备之间的空间位置关系。尽管现有的一次接线图、二次接线图能表示变电站内部设备的连接关系，但那只是一种拓扑连接的示意，并不能反映设备之间在空间上的相对关系。要满足这些要求，唯有引入三维GIS技术。</DIV>
<DIV>    目前，三维GIS技术得到了蓬勃发展，并在大规模地形显示、空间数据管理和空间数据分析等方面都取得了突破性的进展，因而为研究新一代交互式、可视化的输、变电设备管理系统提供了有利的技术条件。</DIV>
<H2><FONT size=3>二、系统特色</FONT></H2>
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<DIV><FONT size=2>1. 地形、地貌三维仿真</FONT></DIV></H3>
<DIV>    系统采用辽宁省0.5米分辨率的中科高清遥感影像资料（DOM）和地形高程资料（DEM），通过数字化技术处理，真实再现各个变电站、输电线路的地形、地貌。  </DIV>
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<P><FONT size=2>2. 电力设备档案资料的三维一体化管理</FONT>
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<DIV>    系统利用地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、网络通信（IT）、数据库（DB）、虚拟现实（VR）、多媒体（MM）等先进技术手段，实现对电力设备档案数据（包括属性、文档、图片、视频等）的统一编辑、显示以及综合管理。</DIV>
<H3><FONT size=2>3. 电力设备可视化管理及辅助分析</FONT></H3>
<DIV>    系统通过加载变电站、输电线路及其设备的三维模型，综合展现输、变电设备的三维可视化状态、线路设备的台账信息。从而为输电线路路径规划、线路设计、变电所设计、施工管理、运行维护等工作提供决策支持。</DIV>
<H2><FONT size=3>三、系统架构</FONT></H2>
<DIV>    系统采用C/S架构设计，对外可关联生产监控、雷电定位、小波测距等系统数据。该系统面向电力输电业务，为生产安监、基建设计、调度通讯等部门服务。整体系统架构设计如下图：</DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/20109291078556.gif"> </DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>3-1. </B><B>系统整体架构</B><B></B></DIV>
<DIV>    项目成果基于局域网络环境，采用三层结构下的胖客户端C/S架构设计，其网络架构设计如下图：</DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/201092910742403.gif"></DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>3-2. </B><B>系统网络架构</B></DIV>
<H2><FONT size=3>四、系统功能</FONT></H2>
<H3><FONT size=2>1. 三维仿真</FONT> </H3>
<DIV>    系统利用三维体——面模型一体化渲染技术，基于高精度的数字地形模型（Digital Terrain Model , DTM）、高分辨率遥感影像，实现电网设备所在区域的仿真展示，再现电网设备所在区域的自然地理环境。建立杆塔、导线、变电站等电力设备的三维对象模型，并植入三维场景中，对电网运行区域及区域内的电力设备进行仿真再现。 </DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/201092910854489.jpg"> </DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>4-1. </B><B>杆塔模型</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现辽宁省全域220kV以上电压等级的架空输电线路、变电站与三维数字地理信息系统的整合，并能根据用户的需求进行查询、检索、编辑。 </DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/201092910941927.jpg"> </DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>4-2. </B><B>架空输电线路</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现高压架空线路的模拟巡线，能根据用户需求，选择任意一条输电线路设定飞行参数进行模拟巡线，同时支持自定义飞行线路的模拟巡线。</DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/2010929101145847.jpg"> </DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>4-3. </B><B>电力线路模拟巡检</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了电网运行区域定位，用户可以在系统中录入地名、地理坐标、电力设备编号等信息后，系统自动进行空间查询定位。 </DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/2010929101244904.jpg"> </DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>4-4. </B><B>查询定位</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现三维空间量算，用户可以在系统中量算距离、面积、高度、体积等地理参数，为故障排除、电网检修、建设规划等提供辅助决策。</DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/2010929101311738.jpg"> </DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>4-5. </B><B>面积量算</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了三维水位模拟，提供洪水淹没分析算法，以三维方式仿真实地的水位情况，供用户直观查看现场的水位情况。 </DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.gisempire.com/webedit/UploadFile/2010929101424741.jpg"></DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>4-6. </B><B>淹没分析</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了批量标注功能，用户可以在导入一组地理坐标后，自动生成批量地标，极大方便了用户对热点设备的管理与维护。</DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/2010929101346492.jpg"> </DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>4-7. </B><B>导入批量地标</B><B></B></DIV>
<H3><FONT size=2>2. 线路规划设计</FONT> </H3>
<DIV>    系统实现了线路设计快速模拟，用户可以使用鼠标在三维场景中选定地点立塔，系统能够自动快速地建立仿真线路，并展示在三维场景中，实现设计线路的快速模拟展示。同时，能够根据用户的需要实现对线路杆塔进行编辑、入库管理、本地保存等功能。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-8. </B><B>杆塔信息编辑</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了对风场设计的快速模拟，用户可以使用鼠标或者直接导入风机野外测点地理坐标，在三维场景中快速建立风场风机模型，并对其进行编辑管理。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-9. </B><B>风机模型管理</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了排塔软件交互，能提供输电线路的可研初步设计阶段的地理信息，设计成果能以断面图和平面图的方式提供给用户，并能导出为线路排塔软件的支持格式。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-10. </B><B>导出</B><B>Org</B><B>格式数据</B><B></B></DIV>
<DIV>    排塔软件对三维系统中的数据进行处理后，将杆塔布设到设计线路上，导出为三维系统可读取的杆塔设计数据，并在三维系统中进行仿真展示（杆塔数据从杆塔模型库中读取）。<B> </B></DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-11. </B><B>排塔软件数据导入三维系统</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统支持对线路、杆塔的相关编辑和修改，包括杆塔位置、杆塔类型、线路走向等。</DIV>
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<DIV><IMG border=0 src="http://www.ev-image.com/webedit/UploadFile/201092910166348.jpg"> </DIV></B></DIV>
<DIV align=center><B>图</B><B>4-12. </B><B>线路编辑</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了对三维区域的切割操作，提供了矩形区域和沿线缓冲区域两种方式的区域切割功能。切割内容包括区域内影像、公里网、等高线等，切割参数如比例尺、等高距可按用户要求设置。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-13. </B><B>影像切割</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了不同投影、坐标系之间的转换，能根据用户输入的投影参数（包括高斯3度带和高斯6度带投影）和坐标转换参数实现WGS84坐标、北京54坐标和西安80坐标之间的相互转换。</DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-14. </B><B>投影设置</B><B></B></DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-15. </B><B>投影参数设置</B><B></B></DIV>
<H3><FONT size=2>3. 设备管理</FONT> </H3>
<DIV>    系统实现了线路杆塔设备基本信息管理，用户能够选中杆塔、导线等线路设备模型，展示杆塔所属线路、杆塔基本信息、图片信息等属性信息。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-16. </B><B>设备管理</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了线路线性检索，可根据用户设定的参数，自动定位到目标杆塔。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-17. </B><B>杆塔定位</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了线路基本信息查询功能，以及杆塔、导线等输电设备的入库管理功能，并且能够与三维场景进行同步显示和交互查询。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-18. </B><B>交互查询</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了对变电站设备信息的管理功能，用户能够查询、定位变电站基本信息，并且能够对变电站信息进行编辑和入库管理。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-19. </B><B>变电站信息编辑</B><B></B></DIV>
<H3><FONT size=2>4. 安全生产</FONT> </H3>
<DIV>    系统实现了事故参考功能，对于发生故障的设备，用户可以通过录入杆塔编号或者线路距离进行定位，进而查看了解杆塔周边的地理环境以及杆塔上、下游相关设备情况，为故障处理提供参照。 </DIV>
<DIV>系统实现了倒塔模拟功能，提供了三个视角对杆塔破坏情况进行简单模拟，使用户直观地认识倒塔情况。 </DIV>
<DIV>    系统实现了小波测距结果展示功能，用户可以在系统中导入小波测距的结果，并根据测距数据，自动定位故障点位置，查看小波测距的记录。 </DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-20. </B><B>小波测距结果定位</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统实现了雷电定位结果的展示功能，用户可以在系统中导入雷电定位系统的统计数据，从而将雷电信息形象的展现在三维场景中。同时，用户还可以检索查看雷电的位置、强度等信息。</DIV>
<H3><FONT size=2>5. 系统管理</FONT> </H3>
<DIV>    系统实现了用户、角色管理功能，不同角色的用户对系统操作权限不同。同时还实现了用户的成员添加、删除、更改、查询等维护功能。</DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-21. </B><B>用户信息管理</B><B></B></DIV>
<DIV>    系统具有系统设置功能，允许用户对影像、DEM、矢量数据的服务器地址、字体风格、地形精度、地形夸张倍数、状态栏坐标显示格式、缓冲地址等参数进行设置。</DIV>
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<DIV align=center><B>图</B><B>4-22. </B><B>系统设置</B><B></B></DIV>    系统其它功能，包括视图控制、风格设置、图层控制、信息栏控制、经纬网格控制等。同时还实现了自然特效功能，包括下雨下雪特效以及太阳、天空、星空等效果。