基于GIS的地下电缆及通道管理系统的设计与实现

国家电网浙江余姚市供电有限公司 谭文兵

余姚市宏宇输变电工程有限公司 蒲 文 鲍旭峰

针对当前城市地下电力电缆存在的数据资料不完整，更新不及时等问题，提出了基于地理信息系统（GIS）、移动应用等技术的电缆及通道的数据管理系统的设计和实现方案。系统包括移动应用端和电缆GIS图形客户端，可实现电缆数据的现场普查录入、现场设备查询、普查结果的导入和电网图形的维护。本系统在浙江余姚供电有限公司得到应用，达到了预期的应用效果。

引言：随着城市建设的加快，配电网中电缆的比例也是逐年上升，城市电缆化率超过50%，有的甚至达到75%以上。由于电力电缆是隐蔽工程，基础数据显得非常重要，然而当前对这方面的管理还比较落后，资料残缺，更新不及时，查找不便，与现场严重不符；另外配网的运检业务也从架空线模式转为以电缆为主的模式，许多管理方法和措施没有及时跟进，极大地影响了电缆抢修及施工管理。国家电网公司建设了PMS2.0系统，其中包括了电网资源管理的GIS部分，提供了电网图形和电网拓扑的管理，但离专业的地下电缆管理需求还有比较大的差距。随着国家电网公司“三集五大”体系建设的不断推进及供电服务“十项承诺”的要求，对地下电网的规划、运行和检修提出了更明确的要求，改变传统的地下电网数据的管理方式和普查资料不全、位置不明的地下电缆的工作已迫在眉睫。因此有必要建设一套地下电缆及通道的数据管理系统，以提高电缆管理的效率和效益。

一、系统设计

（一）需求分析

电缆及通道是电网的重要组织部分，是电网规划设计、施工、运检等业务部门的工作重点之一。城市电网的趋势是电缆化，电缆的比重会逐步提高。电缆及通道的运检维护成为安全供电、可靠供电的关键之一。电缆及通道属于地下隐蔽工程，相比地面的架空线路，其日常运检有很大的难度。由于电缆敷设时间久、电网改造频繁、信息化水平低等各种原因，导致地下电缆的数据资料缺失、不完整、更新不及时等问题，给运检、调度、抢修、巡检、电网规划、电网改造等业务造成很大的困扰。在电缆及通道的管理上，迫切的需求主要表现在以下几方面。

1、已有电缆资料的数字化录入。需要对已有的纸质竣工图、CAD设计图等录入到专用的电缆数据库中，以供共享使用；

2、对已有电缆图形数据的进行校验核查，校对位置、拓扑连接关系，确保电子数据与实际情况相符；

3、对现场电缆设备及通道设施进行精确、全面的普查，把它们的位置、基本属性、拓扑关系等数据录入到电缆管理系统；

4、在抢修、巡检过程中，能快捷方便的查询、定位到电缆设备、电缆井，查看电缆井的内部穿孔、盘余情况；

5、提高电缆及通道数据的共享程度，为运检、调度、规划、工程等业务提供及时、准确的电缆数据。

（二）数据模型

地下电缆及通道涉及到大量的设备设施，种类多，数量大，形态各异，结构复杂。模型设计上要考虑设备设施对象的几何类型、拓扑连接定义、属性字段、是否有内部图等方面。

电缆、电缆井、电缆沟对象的图形如图1。

图1 电缆、电缆井、电缆沟对象

电缆井展开图如图2。

图2 电缆井展开图

（三）系统总体架构设计

软件架构上采用多层架构，分别为数据层、服务层、应用层。分层设计有利于功能分离，降低模块之间的耦合度，利于开发和后期维护。软件架构如图3。

图3 系统软件架构图

数据层上，包括基础地图数据、电缆及通道的图形数据、台账数据、拓扑数据，以及图元、配置数据等元数据；服务层上，包括图形引擎服务、Web服务和统计查询服务等；应用层上，包括C/S的图形编辑维护客户端，现场数据普查、巡检的移动应用App。

硬件架构上，主要设备包括服务器、客户端、移动设备，移动设备与服务器的通信采用VPN专网接入的方式。硬件架构如图4。

图4 系统硬件架构图

（四）服务端设计

服务端主要提供四个方面的服务，服务和功能分别如表1。

表1

（五）客户端设计

C/S客户端电缆及通道数据维护的工具主要提供电缆及通道对象的数据录入编辑、维护功能。主要功能如表2。

电缆数据管理的重点功能是电缆线路普查结果数据的自动导入成图、图形绘制以及电缆井展开图管理。

（六）移动应用端设计

通过移动端的App应用，实现室外现场的电缆数据普查和巡检应用，包括电缆井定位、数据录入、巡检查看、拍照等。

二、应用效果

本系统在国网浙江余姚供电有限公司部署使用，通过应用本系统，对电缆线路进行了普查，获取完整、准确的电缆数据，建立完整的电缆数据库，提高了电缆数据的准确性、完整性和共享程度，提高了电缆运检业务的效率。

表2 客户端主要功能

三、结束语

本文探讨了电缆及通道的数据管理的现状和需求，并提出了基于GIS、移动应用的电缆数据管理系统的设计和实现方案。本系统在余姚供电有限公司得到了良好的应用，达到了提高电缆管理业务效率的目标。