(1)概述
由于地下電纜的隱蔽性、動(dòng)態(tài)性、網(wǎng)絡(luò)性和多樣性，決定了地下電纜信息管理與信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性與難度。給出了一種GIS綜合安全監(jiān)管開(kāi)發(fā)模式，以解決數(shù)據(jù)的可靠性和精度，數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新等難題，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了較詳細(xì)的措述。
地理信息系統(tǒng)（geographical information system,GIS）是地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、制圖學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息管理學(xué)等多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物。GIS 的基本功能是：數(shù)據(jù)輸入、存貯、編輯；操作運(yùn)算；數(shù)據(jù)查詢、檢索；應(yīng)用分析；數(shù)據(jù)和圖形顯示、結(jié)果輸出；數(shù)據(jù)更新等。它把相互聯(lián)系的各種地理方面的信息抽象為計(jì)算機(jī)可以表示和描述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能對(duì)其進(jìn)行再加工，提出地理信息系統(tǒng)所關(guān)心的各種空間屬性以及與之相聯(lián)系的社會(huì)屬性和自然屬性，并在此基礎(chǔ)上提供實(shí)時(shí)控制、自動(dòng)決策與智能分析等功能。所以GIS的本質(zhì)就是通過(guò)研究和分析計(jì)算機(jī)的地理信息，在一定空間和時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)地理系統(tǒng)的各種要素進(jìn)行控制和操作。
GIS自20世紀(jì)60年代初誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，理論不斷趨于成熟，技術(shù)水平也有了顯著提高。隨著GIS的不斷發(fā)展和完善，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展和延伸，一具構(gòu)造合理的GIS系統(tǒng)，必將給企事業(yè)單位帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
電纜是社會(huì)生活中不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活的進(jìn)步，對(duì)能源的需求日益增加，電力電纜用量日益增多。電纜安全事關(guān)國(guó)計(jì)民生，具有重要的政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。電纜安全隱患同其他行業(yè)的隱患一樣，不是孤立于人、物和環(huán)境3種因素之外的。要想根本解決電纜安全隱患問(wèn)題，必須樹(shù)立全過(guò)程監(jiān)控的觀念。安全隱患的辨識(shí)、評(píng)價(jià)、監(jiān)控、預(yù)警、應(yīng)急救援等問(wèn)題，環(huán)環(huán)銜接，相互交織，需要綜合考慮。
本研究運(yùn)用GIS的空間分析和可視化功能進(jìn)行電纜安全的監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，對(duì)重大危險(xiǎn)源和安全隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，抑制事故的發(fā)生。
(2)電纜安全的GIS監(jiān)管模式
2.1電纜安全的GIS監(jiān)管模式（見(jiàn)圖1）
圖1 電纜安全的GIS監(jiān)管模式
此系統(tǒng)可以用組件式GIS實(shí)現(xiàn)，它不依賴于某一種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，可以嵌入通用的開(kāi)發(fā)環(huán)境（如：VB，VC＋＋等）中實(shí)現(xiàn)高效、無(wú)縫的GIS集成功能。采用組件GIS與面向?qū)ο蟮目梢暬幊陶Z(yǔ)言VB（Visual Basic）相結(jié)合，進(jìn)行專題地理信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、管理和查詢；用VB和OLE（Object Linking and Embedding）技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用；通過(guò)文件存取方式建立數(shù)據(jù)交換通道；通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）建立GIS與應(yīng)用模型之間的快速通信。
2.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與組建
由于GIS是一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，因此，為便于數(shù)據(jù)庫(kù)的建立轉(zhuǎn)移，可將相關(guān)數(shù)據(jù)分為以下內(nèi)容：
2.2.1屬性數(shù)據(jù)庫(kù)
又稱特征編碼，或非空間關(guān)聯(lián)屬性數(shù)據(jù)，是指需要在系統(tǒng)中處理的空間實(shí)體的特征數(shù)據(jù)，主要的屬性信息有：記錄卡，報(bào)表，檢測(cè)信息；地理屬性描述，標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，規(guī)范，其他屬性等。
2.2.2空間數(shù)據(jù)庫(kù)
空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)是空間數(shù)據(jù)編碼，可以將某區(qū)域電力電纜、電力作業(yè)等的地理地圖（不同系統(tǒng)采用適當(dāng)?shù)谋壤撸?、圖片、圖形、統(tǒng)計(jì)資料等運(yùn)用點(diǎn)、線、面實(shí)體表示成矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
2.2.3空間數(shù)據(jù)庫(kù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的連接
空間數(shù)據(jù)庫(kù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系是通過(guò)接口程序?qū)崿F(xiàn)，接口程序用VB程序開(kāi)發(fā)，將屬性數(shù)據(jù)和字化的點(diǎn)、線、面實(shí)體連接在一起，其連接是通過(guò)程序自生成的空間實(shí)體的唯一性的識(shí)別符，與圖形實(shí)體的坐標(biāo)存儲(chǔ)在一起。
2.2.4共享數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)模式
電纜實(shí)時(shí)監(jiān)管子系統(tǒng)與GIS通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、電纜圖形及其屬性數(shù)據(jù)庫(kù)等通用的數(shù)據(jù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
2.2.5安全數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)
不同監(jiān)管子系統(tǒng)的安全數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，都與GIS監(jiān)管平臺(tái)相連接，各種數(shù)據(jù)經(jīng)GIS的強(qiáng)大的空間分析和數(shù)據(jù)管理功能的處理，使決策者能夠在監(jiān)管中心，通過(guò)多媒體終端迅速調(diào)閱監(jiān)管重大隱患的動(dòng)態(tài)資料以及處理時(shí)間所需的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，隨時(shí)掌握最新情況。相關(guān)的安全數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3。
圖3 安全數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)圖
2.3電纜實(shí)時(shí)監(jiān)管子系統(tǒng)的功能
各部分通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用GIS中相差數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制、分析、管理的功能。
2.3.1電纜管網(wǎng)規(guī)劃敷設(shè)施工控制系統(tǒng)
用于電纜溝設(shè)計(jì)及電纜敷設(shè)方案，電纜排管布置等。通過(guò)線路層、排管層、地理層的隨意疊加，可以很清楚地得到線路、電纜、排管等分布圖，并可打印，便于電纜管網(wǎng)合理規(guī)劃；用GIS中的電纜溝及電纜管理子系統(tǒng)，可以根據(jù)已建成的電纜溝現(xiàn)狀圖，規(guī)劃設(shè)計(jì)新的電纜溝。同時(shí)，可以根據(jù)電纜排管中的電纜位置及電纜井的位置，確定電纜施工方案。
2.3.2防火防爆智能控制系統(tǒng)
本系統(tǒng)可以接收現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，判別是否有火災(zāi)發(fā)生，如有發(fā)生，則啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并自動(dòng)顯示火災(zāi)具體位置，記錄時(shí)間、地址等，通過(guò)消防聯(lián)動(dòng)或人員動(dòng)作進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)救災(zāi)。同時(shí)將歷史數(shù)據(jù)傳給電纜監(jiān)管GIS。
2.3.3電纜故障智能診斷系統(tǒng)
對(duì)電纜運(yùn)作過(guò)程作實(shí)時(shí)控制，判斷電纜線路有無(wú)過(guò)載、短路等異?，F(xiàn)象，若有則對(duì)故障進(jìn)行分析，確定故障區(qū)域，綜合評(píng)價(jià)故障影響，生成搶修方案，輸出搶修區(qū)地理位置，并發(fā)出警報(bào)。
2.3.4業(yè)擴(kuò)、報(bào)裝、報(bào)修及檢修作業(yè)安全控制系統(tǒng)
本系統(tǒng)功有是：實(shí)現(xiàn)電纜改裝、擴(kuò)裝等的申請(qǐng)；記錄電纜管網(wǎng)的維護(hù)情況；分析記錄，制定維修計(jì)劃，去修工作的安排；報(bào)修，檢修工作票開(kāi)票、流傳、查詢、統(tǒng)計(jì)；檢修方案查詢；檢修執(zhí)行情況的確認(rèn)；地理位置顯示；最優(yōu)路徑分析，搶修車最近位置提供和通知等功能，保證維修的實(shí)時(shí)性。
2.4電纜監(jiān)管GIS功能
實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集，系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)的綜合連接、管理和分析，危險(xiǎn)辨識(shí)，隱患評(píng)估，整改方案的生成，對(duì)重大危險(xiǎn)源和安全隱患發(fā)出預(yù)警。
2.5電纜監(jiān)管維護(hù)中心
通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)管數(shù)據(jù)的分析、綜合及評(píng)價(jià)，找出重大危險(xiǎn)源和安全隱患，作出應(yīng)急方案，必要時(shí)進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)；可以對(duì)GIS及本機(jī)系統(tǒng)操作、維護(hù)和管理；可以對(duì)地圖及其屬性和電纜圖形及屬性進(jìn)行查詢、顯示，通過(guò)開(kāi)放式數(shù)據(jù)接口ODBC，將GIS數(shù)據(jù)庫(kù)分析所得結(jié)果導(dǎo)出到EXCEL，進(jìn)一步完善報(bào)表處理功能。
(3)系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境
3.1軟件環(huán)境
操作系統(tǒng)：采用Windows2000 server；數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL server運(yùn)行平臺(tái)；GIS軟件：組件式ArtiveMapGIS；Excel；瀏覽器：Internet Explorer4.0以上；開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件：VB6.0。GIS通過(guò)對(duì)象連接與嵌入（OLE）和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)與VB,SQL應(yīng)用軟件集成，彌補(bǔ)了其自身的不足。
3.2硬件環(huán)境
PetiumⅡ以上微機(jī)；10G以上的硬盤(pán)；128M以上內(nèi)存等。
（4）總結(jié)
通過(guò)建立統(tǒng)一的GIS信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了與其它監(jiān)控、管理系統(tǒng)的一體化；數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)；提供了較為齊全的報(bào)告和綜合查詢系統(tǒng)；方便監(jiān)管部門的管理。這套系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用將有利于提高電纜監(jiān)管的科學(xué)管理手段和管理效率，有利于全局共享信息資源，進(jìn)行科學(xué)決策、管理，節(jié)約工程投資，提高電力安全運(yùn)作水平。
本系統(tǒng)的完善，還有待GIS與網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)融合的進(jìn)一步完善。
（黃沿波 李列平）
