文章對(duì)電力地下管線從數(shù)據(jù)采集到信息化管理提出整體解決方案。該方案以地理信息、移動(dòng)GIS、物聯(lián)網(wǎng)、三維GIS、信息通信為技術(shù)支撐，以移動(dòng)終端采集工具、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及管線三維管理平臺(tái)為管理手段，輔助電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線的精細(xì)化管理，提升電力地下管線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性，確保管線資源合理利用和有效建設(shè)，為規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行等業(yè)務(wù)應(yīng)用提供輔助支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線的管理直觀、清晰，整體上達(dá)到可控、在控、能控。

0、引言

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市電力基礎(chǔ)設(shè)施逐步轉(zhuǎn)到地下進(jìn)行建設(shè)，電力地下管線數(shù)量逐年增加，并呈現(xiàn)管線規(guī)模日益龐大、管線類型眾多、管理復(fù)雜度高的特點(diǎn)，管理問(wèn)題日益突出，管理模式也越來(lái)越不能滿足日常需要。且隨著國(guó)家電網(wǎng)公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，電力企業(yè)的管理水平持續(xù)提升，對(duì)管理的精益化和精細(xì)化也提出了更高的要求，對(duì)電力地下管線的信息化管理需求強(qiáng)烈。

2013年11月22日，青島發(fā)生燃?xì)怆娎|通道爆炸，該事件受到高度重視，國(guó)家相關(guān)部門(mén)迅速下發(fā)地下管線相關(guān)的管理文件，要求開(kāi)展地下管線的建設(shè)與管理工作。2014年6月，國(guó)務(wù)院辦公廳下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)[2014]27號(hào))，要求各省(自治區(qū)、直轄市)人民政府重視城市地下管線建設(shè)。電力地下管線作為城市地下管線的重要組成部分，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)國(guó)家政策，加快行動(dòng)，引領(lǐng)全國(guó)地下管線設(shè)施信息化管理標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)實(shí)踐。本文闡述一種應(yīng)用地理信息、移動(dòng)GIS、物聯(lián)網(wǎng)、三維GIS、信息通信等新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電力地下管線信息化管理方案，以滿足當(dāng)前電力企業(yè)越來(lái)越強(qiáng)烈的信息化管理需求。

1、方案概述

針對(duì)當(dāng)前我國(guó)電力地下管線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、管線埋設(shè)現(xiàn)狀不明、缺乏信息化手段支撐、管理方式粗放等缺陷，本文提出利用信息化技術(shù)在電力地下管線管理的各階段將信息系統(tǒng)支撐采集、二維圖形化展現(xiàn)與管理、三維模擬及空間分析相結(jié)合，保障數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確，確保地下管線資源合理利用和有效建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線的管理直觀、清晰，達(dá)到可控、在控、能控，大幅提升管線規(guī)劃、運(yùn)行管理的工作效率，整體上提供信息化保障。

電力地下管線信息化管理的總體思路是依托探測(cè)、采集獲取成果數(shù)據(jù)，再通過(guò)二維、三維管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)成果數(shù)據(jù)的管理和展現(xiàn)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)完成有效存儲(chǔ)、查詢統(tǒng)計(jì)、分析應(yīng)用，再在此基礎(chǔ)上搭建涵蓋移動(dòng)作業(yè)、在線監(jiān)測(cè)、業(yè)務(wù)應(yīng)用在內(nèi)的深化應(yīng)用，具體思路見(jiàn)圖1。

該方案從整體上可分為基礎(chǔ)支撐部分和深化應(yīng)用部分，其中基礎(chǔ)支撐部分是整個(gè)方案的基石，是實(shí)現(xiàn)信息化管理的核心部分，本文對(duì)其展開(kāi)論述，它包括移動(dòng)終端采集、地下管線管理平臺(tái)，其中地下管線管理平臺(tái)又分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和管線三維應(yīng)用。

2、移動(dòng)終端采集

移動(dòng)終端采集是指在進(jìn)行電力地下管線數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，通過(guò)移動(dòng)終端對(duì)電纜、電纜通道、電纜井等地下管線設(shè)備設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

2.1數(shù)據(jù)采集內(nèi)容

電力地下管線采集在不停電的前提下，通過(guò)物探技術(shù)、測(cè)繪技術(shù)和電磁感應(yīng)技術(shù)，采用安全的作業(yè)方式，對(duì)地下的每一條電纜進(jìn)行探測(cè)，一般要求按變電所為單位，對(duì)電纜路徑、中間接頭、附屬設(shè)備進(jìn)行精確定位，對(duì)變電站、桿塔、直埋電纜拐點(diǎn)、非開(kāi)挖拖拉管電纜出入口等關(guān)鍵信息或設(shè)備點(diǎn)進(jìn)行精確定位，完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集;同時(shí)對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行影像拍攝，并整體實(shí)現(xiàn)井上井下三維實(shí)景照片。

為滿足采集工作需要， 對(duì)采集任務(wù)進(jìn)行抽象，明確具體采集設(shè)備設(shè)施，包括：電纜、電纜井、電纜通道、電纜終端頭、中間接頭、電纜盤(pán)余、電纜終端站、電纜拐點(diǎn)、桿塔、變電站，各類設(shè)備設(shè)施間關(guān)系見(jiàn)圖2。

2.2移動(dòng)終端采集模式

通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，建立任務(wù)機(jī)制，明確采集任務(wù)工作任務(wù)分配、實(shí)現(xiàn)采集成果檢查、達(dá)到內(nèi)外業(yè)一體化，既有效提升工作效率、又保障了數(shù)據(jù)質(zhì)量，其采集工作流程見(jiàn)圖3，移動(dòng)終端界面見(jiàn)圖4。通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，以下發(fā)的工作任務(wù)為采集工作入口，各類數(shù)據(jù)的采集方式見(jiàn)表1。

2.3方案特點(diǎn)

1)任務(wù)機(jī)制：采集全過(guò)程建立任務(wù)機(jī)制，通過(guò)任務(wù)的新建、下發(fā)、執(zhí)行、提交的全閉環(huán)管理，保障采集工作有序進(jìn)行。

2)數(shù)據(jù)校驗(yàn)：移動(dòng)終端提供數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能，確保采集數(shù)據(jù)真實(shí)有效。

3)內(nèi)外業(yè)一體化：以任務(wù)為單位，對(duì)執(zhí)行任務(wù)獲取的采集成果直接生成電子化數(shù)據(jù)，減免內(nèi)業(yè)整理工作，提升整體采集效率。

3、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

基于信息管理系統(tǒng)以圖形可視化的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線的專業(yè)化管理，完成對(duì)位置、走向、專業(yè)屬性、照片、竣工圖的全數(shù)據(jù)管理，提供多維度統(tǒng)計(jì)分析、專題圖、空間分析等應(yīng)用。

3.1管理內(nèi)容

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理主要包括：圖形管理、臺(tái)賬管理、關(guān)系管理、照片管理、竣工圖管理，形成電力地下管線詳實(shí)、完整的數(shù)據(jù)資料，建立信息化管理的基礎(chǔ)。

1)圖形管理。根據(jù)采集得到的電力地下管線的位置、走向等數(shù)據(jù)，，形成基于位置的管線資源狀況圖，同時(shí)提供編輯維護(hù)，可進(jìn)行圖形的完善優(yōu)化。

2)臺(tái)賬管理。對(duì)電力地下管線的各類對(duì)象分別進(jìn)行專業(yè)臺(tái)帳維護(hù)，為臺(tái)帳數(shù)據(jù)的信息化留檔和真實(shí)有效性保障提供管理手段。

3)關(guān)系管理。電纜通道、孔位、電纜間存在復(fù)雜的關(guān)系，對(duì)這類關(guān)系數(shù)據(jù)的維護(hù)是電力地下管線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)。

4)照片管理。對(duì)電力地下管線設(shè)備設(shè)施的現(xiàn)場(chǎng)照片進(jìn)行管理，可存放到系統(tǒng)中，方便查詢，并實(shí)現(xiàn)留檔。

5)竣工圖管理?？蓪?duì)電力地下管線的CAD形式的竣工圖存放到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)留檔。

3.2系統(tǒng)主要功能應(yīng)用

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為支撐，系統(tǒng)主要從編輯維護(hù)、占用維護(hù)、查詢統(tǒng)計(jì)、管線資源分析、孔位占用專題分析、地下資源專題圖等幾方面提供應(yīng)用支持，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能界面見(jiàn)圖5。

1)編輯維護(hù)。提供圖形編輯功能，滿足對(duì)采集數(shù)據(jù)批量入庫(kù)和自動(dòng)成圖的需要，滿足手動(dòng)修改完善的需要。

2)占用維護(hù)。以圖形可視化界面維護(hù)電纜通道的孔位排布、維護(hù)電纜對(duì)孔位的占用關(guān)系，滿足通道、孔及電纜間復(fù)雜關(guān)系的維護(hù)需要。

3)查詢統(tǒng)計(jì)。提供多維度查詢統(tǒng)計(jì)且對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行深度挖掘，同時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并以圖表方式展示統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

4)管線資源分析。統(tǒng)籌考慮空間連通和屬性約束分析當(dāng)前管線資源狀況，規(guī)劃合理路徑，為建設(shè)施工及電纜占用提供輔助支持。

5)孔位狀態(tài)分析。按實(shí)際應(yīng)用情況，對(duì)孔位建立空余、占用、已申請(qǐng)、保留、損壞等狀態(tài)，通過(guò)孔位狀態(tài)分析可直接獲取到各狀態(tài)孔位的數(shù)量。

6)地下資源專題圖。分析地下資源狀況，并以專題圖的方式直觀展示。實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線各類專題信息的直觀表達(dá)。

3.3方案特點(diǎn)

1)基于地圖可視化：整體基于地圖展示，并對(duì)電力地下管線設(shè)備設(shè)施建立標(biāo)準(zhǔn)模型。

2)全數(shù)據(jù)管理：具備對(duì)其位置、臺(tái)賬、走向、照片、竣工圖在內(nèi)的全數(shù)據(jù)管理，形成對(duì)地下管線的檔案管理機(jī)制。

3)精細(xì)化管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線的臺(tái)帳管理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜通道內(nèi)部孔位或支架的排布管理。

4.2三維應(yīng)用點(diǎn)分析

通過(guò)三維參數(shù)化建模完成三維模型及三維場(chǎng)景創(chuàng)建后，為管線三維管理平臺(tái)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，三維平臺(tái)提供包括二三維聯(lián)動(dòng)、飛行瀏覽、三維量測(cè)、信息查詢、綜合分析等在內(nèi)的應(yīng)用支持，其功能界面如圖6所示。

1)二三維聯(lián)動(dòng)。應(yīng)用GIS及三維GIS等技術(shù)，分屏展示二維場(chǎng)景和三維場(chǎng)景。

2)飛行瀏覽。實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景內(nèi)的飛行瀏覽、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等，提供對(duì)三維模型的瀏覽查看。

3)三維量測(cè)。提供三維場(chǎng)景內(nèi)的空間量測(cè)，包括水平距離量測(cè)、垂直距離量測(cè)、空間距離量測(cè)。

4)信息查詢。實(shí)現(xiàn)包括空間查詢、屬性查詢、臺(tái)帳查詢，滿足在瀏覽查看三維數(shù)據(jù)過(guò)程中對(duì)設(shè)備設(shè)施信息查詢的需要。

5)綜合分析。建立包括空間碰撞分析、最短路徑分析、縱斷面分析、水平凈距分析、連通性分析等在內(nèi)的綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線數(shù)據(jù)的三維信息挖掘，為相關(guān)決策提供輔助支持。

4.3方案特點(diǎn)

1)參數(shù)化建模：應(yīng)用參數(shù)化建模機(jī)制，實(shí)現(xiàn)根據(jù)采錄參數(shù)快速創(chuàng)建三維模型。

2)二三維聯(lián)動(dòng)：建立二三維聯(lián)動(dòng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)從二維和三維兩個(gè)視角對(duì)電力地下管線數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行展示。

5、結(jié)語(yǔ)

本文提出的從電力地下管線數(shù)據(jù)采集到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理及三維應(yīng)用的管理方案能夠輔助電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線的數(shù)據(jù)摸底和信息化管控，可輔助電力企業(yè)做到家底清晰、管線資源使用可控，為規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行等業(yè)務(wù)提供支撐。且隨著電力信息化工作的持續(xù)推進(jìn)，以及電力企業(yè)不斷深化的管理要求，未來(lái)對(duì)電力地下管線信息化管理的要求也將不斷加強(qiáng)。結(jié)合當(dāng)前新興的移動(dòng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)，將在此論文基礎(chǔ)之上，支撐實(shí)現(xiàn)涵蓋移動(dòng)作業(yè)、在線監(jiān)測(cè)、業(yè)務(wù)應(yīng)用等在內(nèi)的深化應(yīng)用建設(shè)，并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線的全生命周期管理，達(dá)到全過(guò)程信息化與智能化輔助。

4)全面支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用：全面支撐規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行等業(yè)務(wù)應(yīng)用，為電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力地下管線的精益化管理提供全面支撐。

4、管線三維應(yīng)用

管線三維應(yīng)用是應(yīng)用三維GIS等技術(shù)對(duì)電力地下管線進(jìn)行三維化管理，主要包括三維參數(shù)化建模，場(chǎng)景模擬和三維分析。

4.1參數(shù)化建模

電力地下管線參數(shù)化三維建模指按照生成三維模型所需的參數(shù)自動(dòng)生成電力地下管線的三維模型。針對(duì)電力地下管線的特點(diǎn)，電力管線三維建模可按圖層簡(jiǎn)化為管線段建模、電纜井建模、電纜建模等，首先建立地下管線的電纜井實(shí)體模型庫(kù)，在管線段實(shí)體模型生成時(shí)，插入相應(yīng)的電纜井實(shí)體模型，并進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)管線段和電纜井實(shí)體模型的同步生成。