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摘要:
随着电力通信网络规模逐年的增加，采用传统的人工管理庞大的网络资源变得效率低，且成本高。本文介绍了GIS系统的组成及其工作的技术路线，并结合工程实际，开发、应用了基于GIS的电力通信网络资源管理系统，介绍该系统的软件平台、数据的存储与管理、主要功能及其发展趋势。该系统的成功开发与应用使电力通信网络资源的管理变得优质高效，为供电企业提供先进的管理手段。
关键词:
GIS，电力通信，光缆，MapInfo
目前电力通信网络资源的运维和管理水平还比较落后，大部分企业还停留在以手工管理为主、计算机辅助管理的阶段，而且相关的通信网络资源管理较为独立，没有进行有机的结合和统一的管理。尤其是与地理信息有关的管道、电缆、设备等的大量基本资料、运维记录、数据等都是采用卡片或图纸的行式分散在不同的部门、科室或者个别员工手中，缺乏高效、统一管理［1］。对于交换设施以及输电线路的管理水平同样处于手工和计算机管理之间，而且同样是各自独立，没有与其他资源有效地结合起来统一管理。
1GIS概述
1．1GIS的组成
GIS由硬件、软件和数据三个部分组成［2］。其中硬件部分是指计算机、数据存贮设备、数字化仪、扫描仪等电子设备。对于软件部分，除包括GIS软件外，还包括数据库、制图、数据处理、图像分析等程序。GIS软件分为5大子系统，分别为空间数据输入和转换子系统、空间数据管理子系统、空间数据编辑子系统以及空间查询与分析子系统、绘图与输出打印子系统。数据是指以空间坐标为参照的自然环境、社会状况、人文等空间数据，比如图形、影像、文字和数字指标等，可以采用遥感卫星图像、数字化仪、扫描仪及相关专业软件等设备输入到GIS系统的数据库，是系统程序工作的对象，是GIS中重要的组成部分。
1．2GIS的技术路线
为解决目前各供电企业在电力通信网络资源管理中存在的实际问题，急需开发一套统一的、智能的、高效率的电力通信网络资源管理系统。数据库是GIS的基础，首先将供电企业通信网络的传输、动力、交换、缆线等资源的数据进行采集。然后需要对收集各种数据资料进行分类、归纳和整理，导入数据库，采用统一的编码格式存贮，以便于系统对数据库进行更新与维护，确保数据的及时性、准确性和可应用性。对数据进行编辑和整理，建立空间位置信息与资源属性数据之间的拓扑关系，充分利用GIS系统的查找和空间分析功能，实现空间数据与资源数据的关联、对接。通过系统客户端可以调用GIS服务器对数据库进行查询和相关的统计分析。
2电力通信网络资源管理系统的开发与应用
2．1系统的建设目标
根据供电企业通信网络的工作功能与特点，从网络资源数据的自动化、电子化管理为切入点，应用GIS软件，开发一套图形化、智能化、综合的电力通信网络资源管理系统。系统应能够高效地管理通信网络的物理资源及逻辑资源，同时能动态管理企业机房设备、缆线设备和光接入网资源等。并与现有的其他电力信息系统(如综合网管系统INMS、调度MIS、光缆监测系统FOMS、输配电系统)相互联接，充分融合，将滞后的静态的资源管理系统变为实时的动态网络资源管理系统，使该系统成为一个综合的资源管理平台。除此之外，系统还应具有较高的安全可靠性、实用性、先进性以及开放性。
2．2软件平台选取
随着计算机技术及科技的快速发展，地理信息系统也随之迅速发展起来，市场上研发出数十种GIS软件。在我国常用的国外GIS软件有:美国环境系统研究所(EnvironmentSystemResearchInstitu-te，ESRI)的ArcGIS;美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件MapInfo;美国克拉克大学克拉克实验室开发IDRISI;国内GIS软件有:武大吉奥信息技术有限公司的GeoStar;中地数码集团的MapGIS;北京超图软件股份有限公司的SuperMapGIS等［3－5］。目前比较常用的GIS软件是组件式GIS，即将GIS的各种功能模块进行分类，划分为不同类型的控件，每个控件完成各自相应功能。各个控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，通过可视化的软件开发工具集成起来，使系统能够满足用户的特定功能需求。
2．3数据存储与管理
GIS桌面系统(GeoDesktop)是应用GeoStar5．0组件开发平台开发的桌面系统，同时提供二维与三维功能，其主要功能包括:地理空间数据管理与分析、空间查询等。地图符号设计工具(GeoSymDe-signer)它能很好地帮助用户完成地理数据的点符号、线符号、面符号的设计、配置工作。数据库采用甲骨文公司的Oracle10g数据库，用于存储、管理通信资源属性数据。该数据库的核心是是支持空间数据存储和处理的OracleSpatial，可存储和处理数据类型包括:矢量、栅格以及持续拓扑数据的原生数据类型，因此，该数据库可用于存储和管理通信网络资源的空间数据。通信网络资源管理涉及庞大的各项资源数据，除传输、动力、交换、缆线等资源外，还要考虑与现有的智能网管、设备网管等系统的关系。电力通信网络的光缆大部分采用OPGW或ADSS，这些光缆通常随电力线路一同敷设，因此，当电力线路改接或更新后，数据库中相关资源的数据就需要更新。系统通过设计接口连接，可与供电企业现有的综合网管、生产管理系统、智能网管等各个系统的数据实现共享，使数据能够实时更新，确保系统数据的及时性、准确性和可操作性。
2．4基于GIS的电力通信网络资源管理系统功能
该系统是将电力通信网络所有绘制在相应的地图背景之上，用户对通信线路和设备的分布情况能够直观地观察、了解。将数据库中存储的网络资源的属性数据和图像数据进行处理和共享，使地理数据与属性数据进行关联，可以更加直观的、明了地显示各资源的运行状态及相关信息。
2．4．1查询统计和分析
根据不同需要，采用系统生成不同形式的专题地图或统计图，可以供不同部门和层次的人员提供相应的统计信息，便于有关人员查询、掌握相应资源的信息和数据情况。系统可以对全网资源、缆线资源、站点资源、设备等资源进行统计，对设备位置、故障影响、管道资源、光缆资源等进行分析。除此之外，系统还可以统计通信网络中的物理光缆资源、逻辑光路和电路资源使用情况等，为通信机房的设计、缆线规划、通信设备升级与维护、通信故障处理提供决策依据。对于数据的分析功能，系统可以展现具体的地理形式，而不是简单、抽象地以示意图方式展示。
2．4．2通信设备和线路的管理
系统对设备及线路的管理包含对机房设备、通信站点、光缆资源、电路、光路以及载波频率的管理。其中机房设备的管理是对通信机房内设备的位置、属性、运行状态及设备间相互关联的情况等进行管理。站点管理的对象是指供电企业总部、下属各供电所、变电站以及其它电力通信站点［6］。光缆资源管理是对通信光缆、接头盒、终端盒以及光缆预留和相关附属设备的管理。光路管理是指光路调整与设置、传输系统拓扑图管理、路由器运行查询等。
2．4．3生产运行管理
生产运行管理包括制定生产计划、统计通信线路及设备运行故障率、生成运行状况报表和各种统计数据。通过局域网络，还可以对电力工作票的申请、批复、执行等工作进行管理［7］。
2．4．4故障分析
故障分析包含对故障进行定位分析以及故障的影响区域分析。该系统依据网络资源的拓扑关系，对逻辑光路、物理光缆以及电路的故障影响区域进行分析，通过确定故障所处的物理位置及逻辑位置，对故障进行定位、分析，分析出故障位置的上、下游将受到影响的光路、光缆以及其他通信资源，保存故障问题、成因及其处理解决信息，为通信网络检修部门提供精确实时的动态信息，为故障处理制定相应的应急预案和操作帮助。
2．4．5数据显示
该系统不仅能将各类数据的处理过程进行显示，还能把处理结果显示在屏幕上。不同用户可以根据各自需要，选择想要观察、显示的对象和形式，对于各类图形数据，用户还可以放大或缩小显示。除此之外，该系统还可以输出全要素地图、各类专题地图以及各类统计图、数据表等。
2．5系统的发展趋势
基于因特网和客户端采用相应的网络协议，在因特网上运行工作的地理信息系统称为网络地理信息系统(WebGIS)。分布式的地理信息通过WebGIS可以向全世界范围内的用户实现共享。组件式GIS(ComGIS，即ComponentGIS)是GIS技术与组件技术结合的产物［5］。ComGIS不依赖于某一种开发语言，可以嵌入通用的开发环境(如VisualC++、VisualBasic、Delphi或VisualStudio等)中实现GIS功能，专业模块可以通过以上开发环境来实现，还可以采用专业性的模块分析控件。随着ComGIS的发展和分布式对象Web(DistributedObjectWeb)技术的逐渐成熟，未来的GIS将是基于COM/ActiveX或是COBRA/Java分布式对象的WebGIS［8］。
3结语
通过开发基于GIS的电力通信网络资源管理系统，对通信网络资源可以实现全面、优质、高效的管理，优化网络规划设计，提升网络运行效率，保障网络通信顺畅，降低通信网络故障率。该系统与其它实时信息系统相联的特点，使系统由滞后的静态网络资源管理变为实时动态的高效管理。除此之外，随着智能电网技术的发展，通信网络的规模也将随之壮大、复杂程度也不断增加，借助地理信息系统技术的高速发展，将GIS应用在通信网络资源管理方面是发展的必然趋势。该系统的开发及应用，为电力通信网络资源的管理提供了一种方便快捷、优质高效的管理手段。
作者：姚雅悦 刘益良 余萍 李宗杰 单位：华北电力大学电气与电子工程学院 国网冀北固安县供电有限公司 北华航天工业学院建筑工程系
参考文献:
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［2］程路明．谈GIS系统在电力通信中的应用［J］．湖州师范学院学报，2010，32(6):285－288．
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［4］李琦，张刚．基于GIS技术的电力通信网资源管理系统［J］．电力系统通信，2003，24(127):7－9．
［5］PENGZhen．ApplicationsofGIS-basedcableresourcemanagementsysteminpowercommunicationnetwork［J］．ElectricPower，2011，44(8):68－70．
［6］程路明，杨加荣，杨宏伟．GIS系统在电力通信中的应用［J］．湖州师范学院学报，2011，33(S1):302－305．
［7］姜建里，赵振东，李冶等．城地理信息系统(GIS)与电力通信网［J］．电力系统通信，2003，24(127):4－7．
［8］齐志．基于GIS和网页技术的电力通信资源管理系统［D］．天津:天津大学，2010