一种用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法技术

本发明专利技术提供了一种用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，采用面向对象的设计方法，对电力设施分布范围内的电子地图进行逐级分类及要素标识，基于分类标识结果使用三维建模技术，创建高精度三维组件式GIS模型，将各组件化模型按照电力抢险物资调配关系进行存储，最终形成用于自然灾害电力抢修的GIS数据库。本数据库可以存储各地抢修塔资源存储点、杆塔位置、交通路线等，可以提高电网故障或灾变后的恢复供电的效率，节约成本，管理人员能够通过数据库及时了解已有抢修物资的情况、事故区域杆塔情况、道路情况等，便于现场信息实时查阅，制定最优抢修方案，通过系统分析及时的安排调度抢修。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统灾害应对措施
，尤其涉及一种用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法。
技术介绍
近年来，自然环境变化恶劣，自然灾害频发，南方大范围持续低温雨雪冰冻灾害天气,四川雅安地震，黑龙江流域的洪水等自然灾害，对电网安全造成极大危害。大面积、长时间、高强度的自然灾害将会导致发生电网输电线路倒塔、断线和导线闪络事故，对电网的安全运行造成极大的危害。由于电力系统是社会的经济发展、秩序及公益性的稳定性基础，通常要求必须在最短的时间内恢复电力的供应。如何能在自然灾害发生后第一时间恢复供电，快速的对遭到损毁的电力设施进行抢修，是电力行业必须面对的课题。而在组织抢险、抗险、抢修的大前提，必须制定出合理全面的抢险预案，以及对诸如抢修塔和电力设施等储备抢修物资的合理调配使用。电网GIS系统是将电网企业的发、输、变、配、用电各环节的设备设施的地理位置、生产运行、经营管理等信息与二/三维地形、地貌、地物等基本地理信息进行有机整合与发布展示的统一系统，近年来电网GIS技术在电力行业的生产、设计、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。然而，在突发大面积自然灾害时，如何合理有序利用各地现已有电力抢修物资诸如抢修塔、抢修车队、抢修工作组等资源，并结合不同地理环境的实际，建立GIS数据库，就越发成为一个值得深入研究的论题。申请号为201310478548.2的专利技术提供了一种用于配电网络故障抢修的资源调配优化方法，包括以下步骤：获取电网故障点位置及其抢修资源需求信息；获取电网故障点的本地抢修点当前可出的电网抢修资源信息；判断本地抢修点当前可出的电网抢修资源信息是否满足抢修资源需求信息的需求；当不满足，则获取本地抢修点周边的抢修点当前的电网抢修资源信息，并根据抢修资源需求信息和周边出资点当前的电网抢修资源信息构建多个出资点的资源调配优化模型；基于TOPSIS算法对多个出资点的资源调配优化模型进行优化，获得最优资源调配方案，以用于指导电网故障点所需抢修资源的优化调配。本专利技术实现了对抢修资源的优化调配，缩短了电网故障的恢复时间，提高了供电可靠性和稳定性。申请号为201510023867.3的专利提供了一种配电网抢修网格划分方法，包括：依据预先建立的网格模型对配电网进行最小单元网格划分；所述网络模型中包含网格间的电气拓扑关联信息及每个网格的网格数据；所述最小单元网格为线路或配网设备；确定划分出的每一个最小单元网格的抢修消耗值；按预设的迭代方式，对具有最优关联关系的各个最小单元网格进行合并优化，获得多个最优网格。本申请提供的配电网抢修网格划分方法中，确定的多个最优网格是以网格的抢修消耗值为基础进行确定的，当配电网出现故障时，可以直接依据各个最优网格的抢修消耗值对如何抢修进行资源分配，提高了抢修的效率。结合上述研究理念，我们可以提出一种用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库，便于在灾害抢修时，提供最优抢修交通运输路线，为抢修调度决策者提供全方位综合服务，从而实现抢修物资调配管理的可视化、动态化，提高事故抢修效率，为尽快恢复供电提供技术支撑和帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，通过运用数据库及GIS技术相结合对诸如抢修塔等资源存储点、电网输电线路事故点、主要交通道路路等的地理信息进行提取、加工、分析，制定紧急抢修预案，综合有效调配抢修物资。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，采用面向对象的设计方法，对电力设施分布范围内的电子地图进行逐级分类及要素标识，基于分类标识结果使用三维建模技术，创建高精度三维组件式GIS模型，将各组件化模型按照电力抢险物资调配关系进行存储，最终形成用于自然灾害电力抢修的GIS数据库。三维组件式GIS模型按照电网主管地域的差别分为三个层级，各个层级之间采用混合精度配比，并根据具体数据模型要素来实现待定义GIS属性信息的三维虚拟装配，得到完整的电网GIS模型。GIS属性信息是根据国家标准和国网GIS标准，对电力设施进行树状结构分类，采用面向对象程序设计中的类继承机制，在基于三维GIS技术的电网建设、运行虚拟场景中，将电网及其电力设施间的拓扑关系从传统的二维转向了三维，从平面转向了立体。电网主管地域层级分为全国地域、省级地域和县市地域，并根据层级类码级别进行数据编码，其中，GIS模型中的全国地域采用1:400万比例精度、省级地域采用1：25万矢量精度、县市地域采用1：5万高程矢量精度。电力抢险物资调配关系包括最优路径分析、重要性评价及物资调配之间的关系，通过对称三角模糊数刻画物资运输期间的不确定性因素，建立模糊运输网络模型，搜索物资运输的最高保障率路径。最优路径分析通过对比抢修地地域特点和抢修资源分布特点，在GIS模型上进行网络路径分析,将网络路径转换成有向图，包括最短路径分析与最省路径分析,其分析区别在于有向图中每条弧的权值设置，其中，计算最短路径,权值设置为两个节点的实际距离；计算最佳路径,权值设置为从起点到终点的综合时间或费用。GIS数据库为三维空间数据库，建立在DBMS之上，在同一数据库中统一管理各种类型的空间数据；使用空间数据库对GIS中道路、抢修资源、实时路况建立空间拓扑模型，利用高层应用集中效率处理空间查询分析，快速给出资源调配方案。GIS数据库通过数据加密算法对于含有空间位置地理坐标的数据进行处理。GIS数据库根据大面积自然灾害环境下的电力抢修调度指挥系统特点，对模型数据信息进行优化处理，满足在PDA上的快速显示及流畅运行，优化处理包括以下步骤：将基础数据转换文件形式输出；转换过程中满足国家对数据及其他地理信息的保密要求；转换过程中组织数据使其满足动态调度与存取要求。本专利技术的有益效果主要体现在以下几个方面：1.在立体环境中反映出电力设施所处坐标的空间配置关系，实现GIS设施的三维精细表达，为电力精细化三维管理工作打好基础。2.在三维环境中针对不同层次的电力GIS模型加载、渲染并进行控制，可以便于搭载基础监控设施，实现层级间的可视化电力抢修调度指挥平台，提高模型数据库复用度和系统运行效率。3.实现电力设施复杂模型三维虚拟装配，改善三维建模工作流程，减少实际工作量，提升工作效率。4.GIS模型不仅可以实现传统意义上的电力设施地理位置信息建模，还根据电力物资抢修塔等建立多物资供应点、多物资需求点的电力物资筹集调配模型，通过引入对称三角模糊数描述现实世界的不确定性因素，并通过保障率指标对模糊目标的进行转化求解，利用线性规划快速得到抢修塔物资调配方案，提高电网故障或灾变后的恢复供电的效率，节约成本，提高输电线路的快速抢修反应能力，极大的提高电网的安全运行水平。5.本专利技术实现了一种用于大面积自然灾害下电力抢修的GIS库，存储各地抢修塔资源存储点、杆塔位置、交通路线等，可以提高电网故障或灾变后的恢复供电的效率，节约成本，管理人员能够通过数据库及时了解已有抢修物资的情况、事故区域杆塔情况、道路情况等，便于现场信息实时查阅，制定最优抢修方案，通过系统分析及时的安排调度抢修。6.本专利技术数据库可以加载于中控数据平台，同时也可以集成于便携式终端，使抢修人员在终端教程指引下轻松完成诸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，其特征在于：采用面向对象的设计方法，对电力设施分布范围内的电子地图进行逐级分类及要素标识，基于分类标识结果使用三维建模技术，创建高精度三维组件式GIS模型，将各组件化模型按照电力抢险物资调配关系进行存储，最终形成用于自然灾害电力抢修的GIS数据库。

【技术特征摘要】
1.一种用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，其特征在于：采用面向对象的设计方法，对电力设施分布范围内的电子地图进行逐级分类及要素标识，基于分类标识结果使用三维建模技术，创建高精度三维组件式GIS模型，将各组件化模型按照电力抢险物资调配关系进行存储，最终形成用于自然灾害电力抢修的GIS数据库。2.如权利要求1所述的用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，其特征在于：三维组件式GIS模型按照电网主管地域的差别分为三个层级，各个层级之间采用混合精度配比，并根据具体数据模型要素来实现待定义GIS属性信息的三维虚拟装配，得到完整的电网GIS模型。3.如权利要求2所述的用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，其特征在于：GIS属性信息是根据国家标准和国网GIS标准，对电力设施进行树状结构分类，采用面向对象程序设计中的类继承机制，在基于三维GIS技术的电网建设、运行虚拟场景中，将电网及其电力设施间的拓扑关系从传统的二维转向了三维，从平面转向了立体。4.如权利要求3所述的用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，其特征在于：电网主管地域层级分为全国地域、省级地域和县市地域，并根据层级类码级别进行数据编码，其中，GIS模型中的全国地域采用1:400万比例精度、省级地域采用1：25万矢量精度、县市地域采用1：5万高程矢量精度。5.如权利要求4所述的用于自然灾害下电力抢修的GIS数据库的建立方法，其特征在于：电力抢险物资调配关系包括最优路径分析、重要性评价及物...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，韩爱芝，刘守明，苏沛，王彪，史宏伟，刘春雷，韩庆军，左亚鹏，柴冰，刘磊，史晨昱，邓建波，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司周口供电公司，郑州众创汇达电气有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41