数字电网之我见

每天一大早，在天山路1756号上海市区供电局沪西供电所的停车场上，齐刷刷的一排配备GPS卫星定位系统的黄色电力抢修车"整装待发"。一旁办公大楼的调度室里，可以通过电力GIS系统搭建的"数字电网"实时监控辖区内150万用户的用电状况，一旦出现问题系统便会自动预警，当班调度立即会向线路运行班组发出抢修指令。抢修工接到指令后，不出30秒就可以从系统中调出一张与事发现场电路设备一一对应的接线分布图，随后踏上抢修车赶赴现场。根据打印出来的接线图，抢修工很快就可以查明原因排除故障。一桩桩突发用电事故在高效运转的流程中解决了。 

沪西供电所信息中心计算机专员仲晓军在向记者熟练地演示这套电力GIS系统时说:"现在所里15个部门都在用这套系统，离开它什么工作都难以开展。" 

GIS系统不仅构建了一张数字化的电网，还对供电所传统业务流程进行了符合现代化、信息化管理的改造。沪西供电所由此尝到了甜头，下一步将要构建"信息化供电所"，除了现有的以生产管理为主的电力GIS系统，还在试运行用电营销管理系统，筹划低压可靠性系统，并积极配合上海市电力局的GPS定位系统及远程抄表系统。随着这些项目的深入推进，GIS会发挥更大作用。 

首开中国电力GIS先河 

1996年初，根据计算机技术的发展及供电所业务需求，沪西供电所决定在上信息管理系统时将当时刚在国内兴起的地理信息系统（GIS）导入其中，因为他们感到:在供电行业，几乎80％以上的业务都与其空间位置有关。但由于当时电力GIS并无先例可循，因此在提交给电力局的方案中他们详尽地分析了电力GIS的种种好处，归结为一点就是以信息化提高工作效率。电力局领导商议后认为方案可行性较强，同意在沪西供电所试点运行，并且拨款加以支持。 

能为所里争取到这么一个大项目，沪西供电所计算机室工作人员兴奋异常。因为当时电力局总工程师告诉他们，市电力局从来没有在供电所投入过这么多资金搞信息化项目，而且在全国范围内沪西供电所是第一家上电力GIS的。 

项目启动之前，为确保项目成功实施，他们在市区供电局总工助理张帆等计算机专家的带领下做了大量的调研工作，最终经过严格的招标，在众多的投标单位中选定了上海四通摩天计算机系统工程有限公司。 

四通摩天的前身是上海摩天办公室自动化技术有限公司的GIS部，后来分离出来与四通集团合资成为现在的四通摩天。公司汇集了大批GIS开发设计的专业人才，很多人来自行业内知名学府武汉测绘科技大学，该公司总工程师吴琳就是其中一个。1996年她拿到了武测GIS专业硕士学位后就来到四通摩天，一直参与沪西供电所的项目。 

据吴琳介绍，项目组成员从接手项目到弄清需求花了不少时间，因为供电所各部门的员工大部分对计算机系统很陌生，根本提不出准确的需求。好在沪西供电所计算机专职人员及时充当了"翻译"的角色，将供电所的需求用技术语言告知项目组，同时将项目组的技术方案以浅显的语言传达给所里的同事，使开发人员和应用人员完成了基本沟通。 

沪西供电所供电区域面积达50.24平方公里，供电区域居住人口达150万，其业务范围的大量信息都属于空间信息的范畴，需要寻找空间信息的管理技术，对其进行科学、有效的管理、分析和决策。传统的数据库技术只能解决二维表数据的处理，传统的CAD技术只能解决纯图形的处理，而GIS技术正是结合CAD技术和数据库技术的长处，使二者发生有机关联，同时加上拓扑结构和强大的分析模型，使之成为具有拓扑结构和分析功能的空间数据库系统。这种业务需求正是需要利用GIS的技术来处理，使供电系统大量的输配电线路和变配电站直观地显示在电脑屏幕上，并通过与图形关联的属性数据库进行图数双向检索、拓扑网络分析和大量决策分析处理。基于上述考虑，四通摩天采用世界知名的GIS软件--ESRI公司的ARCINFO和MAPOBJECT作为系统的开发平台。 

数据准确入库伤透脑筋 

项目正式启动后，市电力局的拨款全部用于购买UNIX工作站、ORACLE数据库和ARCINFO软件。供电所又从办公费用和福利基金中挤出一部分给所里添置了几十台PC。 

硬件设施基本到位，项目也在分头进行中，项目组那边加紧开发系统，沪西供电所计算机室这边组织人员采集和录入数据。由于沪西供电所担负着上海市长宁区全部、静安区大部分以及黄浦区、普陀区、徐汇区和闵行区部分区域的工农业生产、市政及人民生活的供电任务。要完全准确反映各个城区街道的电网信息数据，工作量之大可想而知。 

仲晓军说，"这套系统最重要的就是数据，而且这些数据必须要即时更新。不把数据做好做准确，这套系统两个星期就报废了。电网上的任何设备对我们来说都有很重要的意义，设备是不是有电、能做什么，电闸是不是合上、状态怎么样、加了一些什么保护措施，如果信息不准确的话，调度发错一个指令，就是人命关天的大事。" 

刚一开始，项目组只是选取了沪西供电所五分之一辖区作试点。可就是这五分之一，也让沪西供电所计算机人员承受了巨大压力。仲晓军回忆道:"起初，我们也走了不少弯路，比如画一个变电站的电路图，要标明站内、站外的连接和站内的设备结构，而且要建立它们的拓扑结构，这并不是一件容易的事。这也是我们选择一个区域做试点的原因之一。我们曾将模拟图编辑方式改动了三次。第一次，单从一个站的情况来说还可以，可与其他站建立拓扑关联后，就会发现一些问题，于是就开始了第二遍，仔细想想其实还有欠缺，只好再改第三遍。这样的经历蛮痛苦的，一次次推翻重来，虽说只有五分之一，也要有100多个站啊！当时所里还专门请了一批勤工俭学的大学生用CAD制图，可是用下来发现差错不少，只好自己再重画。" 

为此，四通摩天专门开发了图形编辑工具，简化了图形数据录入的操作方法，完成一幅图由原来的1小时左右缩短为10来分钟。 

如果说图形数据录入还可以借助计算机系统使上一把"巧劲"，那么线路设备属性数据的完整输入只能实打实。仲晓军说:"最原始的数据由线路运行维护人员先提供上来，再由我们校验，反复了多次，光中压电网全网大校验就有五次。像设备包括变电站、配电站、杆变，线路包括高压、中压、低压，他们的名称、参数、设备大小、生产厂家、使用年限、容量、状态、维修情况等基本信息都要准确掌握。拿中压线路来说，就包括高供高量、高供低量用户，还要弄清他们是电缆供电还是架空线供电，当中是不是有熔丝等状况。此外，最难以把握的就是一些里弄线的数据，比如说，一些用户的用电地址和他们门牌号码的所在地址不一致，没什么投机取巧的好办法，只能一次次往下跑，了解确切的信息。" 

电力行业的特殊性决定了它的数据必须准确、及时、安全。"我们必须每天进行数据维护更新，及时反映线路设备的实时状态。"仲晓军说，"数据录入和校验花了两三年时间。现在所里已经形成一套制度，每个人是上一道工序的检查者，每个人的操作都有记录，任何改动都会记录下来。" 


照理说，40刚出头的沪西供电所计算机专员仲晓军无论如何与"外婆"是沾不上边的，可是她就是有了"外婆"的称呼，而且还是"狼外婆"。 

"狼外婆"仲晓军通过电话发号施令 

四通摩天的项目经理李国勇说:"仲晓军大多数时间看上去还是很平和慈祥的，高兴起来会请我们去真锅喝喝咖啡，所以我们叫她'外婆'。但是一旦系统出现问题，她一个电话就把我叫来，甚至威胁说改不好就把我扔到神农架喂野人，于是就有了'狼外婆'的'美名'。" 

一旁的仲晓军也不辩驳，她只是说:"都是工作上的争执啦！平时我可能会嘻嘻哈哈，但工作起来决不留情面。有时候我的确逼他们逼得很紧，但没办法啊！" 

一方面仲晓军要催促四通摩天抓紧开发进度做好服务支持，另一方面她也要使项目在所里顺利推进实施。相对而言，后者更令她头疼。"当初供电所里大部分人对计算机系统一无所知，一些班组工人文化程度也不高，记得项目刚在所里推广的时候，大家对上系统有抵触情绪，一旦系统不稳定马上有人提意见。我们计算机室几乎成了所里的矛盾中心，很多人直接把矛头指向我，差不多每天都有人来找我吵架。也许就在那时我的性格开始变得强悍起来了吧！" 

此时，局里和所里的领导在了解情况后都给予仲晓军莫大的支持，继续为她鼓劲。仲晓军对班组工人这样说:"系统你们是一定要用下去的，不能因为用不来就说这个系统不好，用不来我负责把你们教会。有什么难处可以直接对我说。" 四通摩天每开发增加一个新的功能，仲晓军就会自己先操作一遍，运转没问题的话她就会到相关班组一遍一遍逐个演示给他们看，直到他们掌握正确的操作方法。 

虽然这些工作既繁重又琐碎，但仲晓军还是很欣慰。"应用部门的配合和领导的支持很重要，全所人员有兴趣用好它，而且在应用中不断提出问题，我会觉得很高兴。要说我们项目的最大特点，就是所有的班组都在用，每个人的使用热情都很高。包括以前和我吵过架的工人现在也用得很熟练，查询线路图、出工作单都没问题。" 

"狼外婆"对原则问题的强硬坚持，成为项目实施的巨大推动力。电力GIS系统在沪西供电所的生产运行管理中得到了充分的应用。1997年一期工程完成后，得到了国家电力公司领导的赞赏，并被授予上海市科技进步二等奖，项目小组还获得市劳模先进集体称号。不仅如此，美国ESRI公司还向沪西供电所颁发了全球GIS最佳应用奖，这在国内是惟一的一家。 

迎峰度夏系统大发神威 

每年的3、4月份，上海市电力局会召开专门会议对全市用电安排做出部署，以应对5、6、7、8四个月的用电高峰期，业内有个专门的名词叫做"迎峰度夏"。1996、1997年，全市电网改造还未完成，每到夏季用电高峰期，抢闸跳闸事故频繁，报修电话很多。有限的抢修车和抢修工并不能迅捷得解决所有问题，因而时常会受到一些用户的投诉。沪西供电所自然也不例外。 

沪西供电所业务人员回忆道:"电网改造前，到了夏天我们接到的报修电话多得不得了，根本来不及做。而且其中有很多是重复报修的情况，因为停电往往是一块地区，可能有的人报修后，其他人也会报修。如果这一地区位于两个区的交界处，一条线路会对应两条不同的马路，明明静安工程队已经出动修复了问题，长宁工程队不知道，赶到现场发现已经没有问题就白跑一趟。这样，不仅有经济上的损失，也造成了资源的不合理调配，延误了抢修的时间。" 

到了1997年的夏天，沪西供电所上了GIS系统后，发现报修电话少多了，而且抢修的效率提高不少。 

李国勇说:"GIS系统能形象直观地将线路设备状况反映在图上，图上的每一种颜色都有特殊意义，接线图和实地一一对应。接到报修电话后，就可以马上从系统中调出现场的设备分布图，可以查到各种设备的属性数据和所处位置以及开关的开合状态，从中直接找出哪个环节出了问题，随后就可以把图打印出来带到现场检修。这样一来，处理报修电话的准确性就大大提高了。" 

仲晓军补充道，在图上他们可以清晰地看到报修用户的用电情况，看到电到底是从哪里进来的，如果在进户点外面应该是由线路运行班管的，进户点的里面则是用电人员管的。搞清楚内线供电还是外线供电，就能迅速落实到人解决问题。沪西供电所的快速响应速度不仅在用户中留下了较好的口碑，而且上级领导也多次在大会上公开表扬，并号召同行以此为榜样。 

现代化管理再造业务流程 

上GIS系统最大的好处不仅是构建了一张数字化的电网，还对供电所传统业务流程进行了符合现代化、信息化管理的改造。 

仲晓军由此非常感慨:"系统上线后所里的业务流程也随之变化，虽然我们当时并不流行什么流程改造，但实际上正是通过系统带来的现代化管理手段再造了我们原先的业务流程。比如说，原来调度都是用图纸的，现在全部在计算机上完成，这在全国也是第一家，其他部门也离不开这套系统，大家说'以前叫人管机器，现在叫机器管人'。随着应用的深入，所里的某些人员设置也改了，不少岗位取消了。" 

她接着说，"我们不会追求时髦，与华而不实的技术相比较，我们宁可采用比较成熟且实用的技术，关键是看能否和自身业务紧密地结合在一起，对理顺再造流程有没有促进作用。" 

对此，吴琳也感受颇深。她介绍说，沪西供电所一开始的出发点就很实际，不追求不实用的功能，他们认为系统做不到位的地方就没有必要做，不能带来效益的也没有必要做。因而四通摩天根据沪西供电所的业务需求，将系统划分成6个子系统，分别为调度子系统、线路运行子系统、工询子系统、运行设备管理子系统、Intranet查询子系统以及数据维护子系统。以最常用的调度子系统为例，包括分层显示、图形缩放、设备查询、刀闸模拟操作、最优化停电方案分析、用户报修、供电源分析、杆变供电范围分析、线路负荷转移、停电管理、电站信息管理、阻抗分析、供电可靠率计算、图形打印系统等诸多功能模块。这些业务都是调度每天的日常工作，除了直观的图形显示作为决策依据，系统还具备一些辅助决策功能，例如可以对停电检修作出优化解决方案，对杆变的供电范围进行模拟测算，很大程度上提高了调度的工作效率。 

说到这，她拿出一张纸质调度图并从系统调出了一张道路配电图比较给记者看，"原来画在纸上的调度图都是横平竖直的，中压杆和低压杆不在一张图上，单从一张图上看不出有多少低压杆。像中山西路，道路两旁都有杆，原来的图上也不分左右杆。现在系统的图既考虑到调度的工作习惯，又完全符合现场的实际情况。" 

李国勇指着纸质图告诉记者:"这张画在纸上的图已经密密麻麻，如果想要新加什么设备就必须重画，而现在通过新系统的图形缩放功能可以无限放大，在足够清晰的情况下自由编辑，并可以任意比例打印输出，非常方便。" 

仲晓军还透露，沪西供电所一直有建成"信息化供电所"的构想，除了现有的以生产管理为主的电力GIS系统，所里还在试运行用电营销管理系统，筹划低压可靠性系统，并积极配合市局的GPS定位系统及远程抄表系统。她深信，随着这些项目的深入推进，GIS会发挥更大作用，为辅助决策提供可靠的依据，同时沪西供电所的业务流程将更加高效、简化、顺畅。 

配合营销服务升级换代 

"以前大家爱把供电部门称作'电老虎'，现在我们自称为'电老鼠'。"仲晓军笑着说，"现在用户服务已经取代了供电管理成为我们最主导的业务，我们会更努力地满足用户的最大需求。" 

"用户服务部门处理最多的问题就是停电问讯，我们要通过现有系统的升级换代在第一时间内给用户满意的答复。如果有用户来查，通过系统上反映的信息我们可以马上告诉他为什么会停电，是故障停电还是计划停电。如果是故障停电的话，是不是已经抢修了。如果还没有抢修，我们会告诉他抢修人员在哪里，什么时候可以修复。总之，只要是用户关心的问题都可以及时答复。 

仲晓军又举了一个"业扩报装"的例子。"业扩报装就是指用户要申请扩容或新装，当他在营业所的用电营销管理系统登记情况后，信息会自动转到GIS系统，我们就会帮他分析，看是否能装，能装的话接在什么位置，用什么方案，得出结论后在流转到相关部门付诸实施。而以往工询部门必须派人到实地考查，看到底该怎么办，应该接到什么位置，然后还要回来测算能不能扩充，如果不能扩充，还要考虑有没有别的地方可接。GIS系统可根据基础资料和以前配电系统的资料很快测算出来，立即做出几个方案供选择。" 

仲晓军认为，如果能提供这样的服务用户必定是满意的。因而她又加紧和四通摩天项目组成员商量GIS系统升级换代的计划:将原有的软硬件全面升级换代，DIGITAL2100服务器换成SUN3500的，将工作站的操作界面改为Windows操作界面，将原来的ARCINFO软件升级为8.0版，数据库升级为ORACLE8，所有数据采用双机热备份的方式保存。对现有的网络交换机进行升级，提高图形传输速度。与其他软件供应商协作，完成与其它系统的接口和数据共享。 

资料: 

GIS与电力GIS 

什么是GIS 

地理信息系统（GeographicInformationSystem,简称GIS）是融计算机图形和数据库于一体，采集、存储、管理、分析、显示与应用空间信息的高新技术。 

它将地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需求准确真实、图文并茂地输出给用户，并借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。 

GIS自20世纪60年代开始迅速发展，在近30多年内取得了令人振奋的成就，并在全球范围内得以广泛应用。随着"数字地球"概念的提出，以及风起云涌的城市信息化建设，在可以预见的未来，GIS将无所不在。 

GIS的主要计算机操作系统软件是UNIX、Windows9X、WindowsNT、Windows2000、Macintosh等。主要计算机应用软件是ARC/INFO、MGE、GeoMedia、GenaMap、MapInfo、AutoDeskMap、ArcView、MapObjects、MapX、Maptitude、MapGIS、GeoStar、MapEngine等。 

电力GIS 

电力GIS是利用计算机技术、网络技术将电网分布、台帐及实时信息按其实际空间位置表达给用户，集空间查询统计、运行维护、分析管理等功能为一体的应用系统，是一种直接融入现代电力生产经营活动之中的、全新的信息化管理工具。 

为什么要建立电力GIS 

建立一个具地理信息的数字化电网，为电网运行管理提供一种基于空间信息的计算机管理的现代化手段，可便捷地了解电网分布、相关属性及实时信息，并支持业扩报装、事故抢修等管理过程，以提高效益，降低成本，提升电网运行管理水平，为电力企业进一步适应市场化经营和提供高品位的服务奠定基础。 

电力GIS系统的技术关键 

在供电GIS系统的建设中，应注意如下关键技术: 

1.网络追踪技术 

在电力GIS系统中大量采用网络追踪技术和拓扑连通性分析，如线路刀闸操作、变配电站刀闸操作、SCADA变位信号、停电范围分析等。在实际系统中会有大量站和其相应线路的串联追踪过程，因此，采用优秀的追踪算法和断点设置功能是系统成败的关键。 

2.SCADA接口技术 

SCADA系统与GIS系统的接口技术，直接影响GIS系统实时响应速度，可综合采用双缓冲技术、SCADA服务器、过滤传送技术、IAC触发等技术来解决。 

3.图形输出压缩技术 

在自动生成工作票过程中，要求绘制的图形在工作区域按比例放大，工作区域以外比例压缩，因此必须用响应算法改造系统软件提供的标准绘图模块。 

4.配网判据知识库技术 

在配网判据专家系统中，具有模型库、方法库和知识库，特别对知识库的结构和内容的要求尤为重要，知识库建立的质量直接影响判据结果的正确性，因此，必须会同质深的电力专家共同建立。 

5.数据结构的合理性 

因电力GIS系统系统中数据类型多、数据量特别大，各类数据之间又有交叉复杂的拓扑联系，因此，数据结构的合理性不可忽视，在系统分析和数据结构设计时应充分重视，这是系统高速稳定运行的保证。 

评论: 

GIS:从技术驱动到应用牵引 

1998年美国副总统戈尔率先提出"数字地球"概念，一时间"数字城市"的建设在全球范围内兴起。计算机与网络、地理信息、遥感遥测、卫星定位及仿真虚拟技术支撑起"数字地球"的骨架。GIS（地理信息系统）的应用日趋广泛，已成为城市规划、设施管理和工程建设的重要工具。 

城市无疑是GIS应用最早、最为成功和最活跃的领域之一。目前，GIS在城市规划管理、城市空间基础信息管理、城市地下管线管理、城镇地籍管理以及城市环境保护、城市供水与地下水资源管理、电力电信设施管理、城市公安、城市交通和城市救灾等方面都有应用。 

有关专家指出，GIS已由过去的"技术驱动"过渡到现在的"应用牵引"。如今越来越多的行业已经领略到GIS的独特魅力。在全球协作的商业时代，80％以上的企业决策数据与空间位置相关，例如客户的分布、市场的地域分布、原料运输、跨国生产、跨国销售等。对于包罗万象的信息，传统方法局限于枯燥无味的数据处理和表现，缺乏直观性和决策可视化，而GIS能够将电子表格和数据库中无法看到的数据之间的发展趋势以图形的形式清晰直观地表现出来，进行空间可视化分析，实现数据可视化、地理分析与主流商业应用的集成，从而满足企业决策多维性的需求。此外，GIS可以将晦涩抽象的数据表格变为清晰简明的彩色地图，帮助企业进行商业选址，确定潜在市场的分布、销售和服务范围，寻找商业地域分布规律、时空变化的趋势和轨迹；还可以优化运输线路，进行资源调度和资产管理。 

一项调查表明GIS已深入到各行各业，目前我国已有25个省市、19个行业中不同程度地使用了GIS。但是这或许只是表面的繁荣，和许多应用系统一样，GIS在中国的应用与发展也遇到了各种各样的问题。一位业内人士的观点切中要害:重硬件软件、轻数据和重建立系统、轻实际应用的现象依然存在；系统应用目标定位欠准确，应用的层次较低、效果不佳；缺乏规范化的运作模式，系统建设中经常碰钉子、走弯路、花冤枉钱；相关政策法规和技术标准严重滞后；部分系统和开发商对用户进行"技术误导"，GIS的实际效应往往被过分夸大；应用系统的实用性与可操作性差、系统集成水平低；低水平重复性建设现象较多；应用系统五花八门，开发商各自为阵，用户急功近利等等。 

看来，GIS有没有用是一个问题，至于能不能用好就是另外一个问题了.