地理接线图维护方法、系统及介质与流程

1.本发明涉及配电自动化系统，特别涉及一种地理接线图维护方法、系统及介质。


背景技术：

2.地理接线图是配电系统中反映电网结构和设备地理位置及沿布关系的重要的电气接线图，其主要显示电力系统中发电厂、变电站所、线路设备的地理位置，电力线路的沿布路径，以及它们相互间的联结关系。
3.本质上，地理接线图是叠加了设备地理属性、并过滤掉了部分站室内设备的综合性的电气接线图，它通常以地图作为背景，并叠加电气要素图层，重在表现所述系统的宏观印象及全景信息。
4.地理接线图是配电自动化系统(das)中地理信息系统(gis)的重要数据基础和主要的表现形式，其在配电自动化系统中具有广泛的应用场景。
5.地理接线图的维护是配电自动化系统建设和应用过程中的一项重要且基础性的工作，鉴于配电网具有电压等级多，网络结构复杂，设备类型多样，设备数量庞大，作业点多面广的特点，地理接线图维护的工作量是巨大的。
6.同时，地理接线图不是孤立存在的，其数据所表达的对象均指向配电系统中具体的电气设备，地理接线图的维护必须保证设备属性的数据一致性。
7.当前，地理接线图的绘制方法主要有：手工绘制；通过autocad、coredraw等绘图软件来绘制；基于专业gis平台来绘制；基于航拍图像的识别来绘制等；基于gps定位技术来绘制；或者开发专门的地理接线图绘制软件来绘制。
8.不同的绘制方法，应用于不同的使用场景，系统复杂性和绘制效率也各不相同。其主要缺点主要表现在：工作量大，系统复杂，操作繁琐，信息录入量大，维护参照性不强，信息存储多，变更不够灵活，数据一致性难以保证，数据共享性差，维护效率低下等。


技术实现要素：

9.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种地理接线图维护方法，能够大大提高地理接线图维护的效率和数据准确性。
10.本发明还提出一种地理接线图维护系统。
11.本发明还提供一种实施上述地理接线图维护方法的计算机可读存储介质。
12.根据本发明的第一方面实施例的地理接线图维护方法，包括以下步骤：获取变电站列表和变电站维护状态，并获取变电站下的线路列表和线路维护状态；在交互界面打开地理接线图，加载已维护的变电站及线路数据；响应于用户通过所述地理接线图选择需要维护的线路，锁定所述线路；根据所述线路在交互界面显示对应的线路单线图，解析设备及线缆段的可维护性，并结合地理接线图识别出设备及线缆段的维护状态；响应于用户通过所述线路单线图操作设备图符，将对应的设备导入到所述地理接线图；响应于用户通过所述线路单线图操作线缆段，将对应的线缆段导入到所述地理接线图并按拓扑自动连接两端
设备，调整设备角度；保存所述线路单线图的线路维护并解锁所述线路。
13.根据本发明实施例的地理接线图维护方法，至少具有如下有益效果：本发明实施例的地理接线图维护方法具有操作简单，信息录入少、可视化程度高，信息参照准确，可对比性强、存储信息少、变更灵活、所见即所得的特点。本发明实施例所有的信息均自动获取，接线图维护的过程中无信息录入。通过图形表达的方式实现所有的信息显示及操作均，一目了然。地理接线图上的信息，均自动来源与线路单线图，无人工录入，信息准确无误。地理位置的信息也可参照地理背景来确定。
14.根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：对应的设备导入到所述地理接线图后，响应于鼠标操作拖动设备图符，调整所述设备在所述地理接线图的位置。本实施例通过鼠标点击和拖拽来完成设备导入和调整位置，操作简单。
15.根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：在所述地理接线图上以拖拽的方式维护线缆段的折点。本实施例通过鼠标点击和拖拽来维护线缆段的折点，操作简单。
16.根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：设置颜色标识表示设备及线缆段的维护状态。本实施例中单线图上用不同的颜色标识了设备的“已维护”状态，变电站-》线路树节点也用不同的颜色标识了变电站及线路的“已维护”状态，维护进度一目了然。
17.根据本发明的第二方面实施例的地理接线图维护系统，包括：变电站及线路信息处理模块，用于读取配电系统内变电站列表及变电站的维护状态、线路列表及线路的维护状态数据，构建变电站至线路树形结构；单线图图形加载及操作模块，用于获取线路单线图图形文件，在交互界面中打开线路单线图，以及提供线路单线图的交互操作；单线图数据解析及状态识别模块，用于解析线路单线图内容，识别出线路单线图中的设备及线缆段信息，并识别设备及线缆段的维护状态；地理图加载及操作模块，用于加载地理背景图层，加载已维护的电气设备图层数据，以及提供地理接线图的交互操作；电气要素维护模块，用于在地理接线图上增删电气要素，编辑电气要素地理位置及线缆段的折点。
18.根据本发明实施例的地理接线图维护系统，至少具有如下有益效果：本发明实施例的地理接线图维护系统具有操作简单，信息录入少、可视化程度高，信息参照准确，可对比性强、存储信息少、变更灵活、所见即所得的特点。本发明实施例所有的信息均自动获取，接线图维护的过程中无信息录入。通过图形表达的方式实现所有的信息显示及操作均，一目了然。地理接线图上的信息，均自动来源与线路单线图，无人工录入，信息准确无误。地理位置的信息也可参照地理背景来确定。
19.根据本发明的一些实施例，所述系统还包括：地理背景服务模块，用于根据地理接线图的当前放大级别，提供该级别下对应的地理背景的瓦片文件或矢量文件。本实施例实现地理接线图仅保存设备及线缆的地理坐标及少量属性数据，存储信息少。
20.根据本发明的一些实施例，所述系统还包括：地理图电气要素绘制及样式控制模块，用于绘制地理接线图不同设备类型图符及控制样式，以及在不同缩放比例下的设备图符及标题文字的放大、缩小及消隐策略。
21.根据本发明的一些实施例，所述系统还包括：事件响应及处理模块，用于识别键盘或鼠标操作，并挂接到预定义的处理程序上，以配合实现线路单线图的交互操作及地理接线图的交互操作；其中，所述线路单线图的交互操作包括放大、缩小、漫游、鼠标点选和双击导入操作；所述地理接线图的交互操作包括地理接线图的放大、缩小、漫游操作及地理接线
图上设备的鼠标操作。
22.根据本发明的一些实施例，所述系统还包括：协同作业模块，用于实现多人进行地理图维护时的互斥机制，模型异动后的通知与处理机制；其中，互斥机制通过锁定维护线路的方式实现。
23.根据本发明的第三方面实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明的第一方面实施例中任一项的方法。
24.由于本发明实施例的计算机可读存储介质上存储有用于执行如本发明第一方面中任一项所述的地理接线图维护方法的计算机可执行指令，因此具有本发明第一方面的所有有益效果。
25.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
26.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1为本发明实施例的方法的流程示意图；
28.图2为本发明实施例的系统架构示意图；
29.图3为本发明实施例的系统的模块示意框图。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
32.配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。从配电网性质角度来看，配电网设备还包括变电站的配电装置。
33.配电网具有电压等级多，网络结构复杂，设备类型多样，作业点多面广等特点。
34.电力系统中从降压配电变电站(高压配电变电站)出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。
35.配电自动化系统(das)是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电网设备的自动化系统；其内容包括配电网数据采集与监视(scada系统)、配电地理信息系统(gis)和需求侧管理(dsm)几个部分。
36.电气接线图，是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的、用来表
示电气设备和电器元件的相对位置、连接关系、配线方式及接线方式的接线图，主要用于安装接线、线路的检查维修和故障处理的指导。电气接线图是配电scada系统中的重要资源。
37.地理接线图是配电系统中反映电网结构和设备地理位置及沿布关系的重要的电气接线图，其主要显示电力系统中发电厂、变电站所、线路设备的地理位置，电力线路的沿布路径，以及它们相互间的联结关系；本质上，地理接线图是叠加了设备地理属性、并过滤掉了部分站室内设备的综合性的电气接线图，它通常以地图作为背景，并叠加电气要素图层，重在表现所述系统的宏观印象及全景信息。
38.地理接线图在“配电自动化系统”中的应用：
39.地理接线图，是配电自动化系统(das)中地理信息系统(gis)的重要数据基础和主要的表现形式，其在配电自动化系统中具有广泛的应用场景，可概括为：点、线、面、分布和全景5个维度，主要包括：
40.*基于地理背景展示配电网全网电气设备的实时状态(全景)；
41.*为设备、线路和事件提供位置信息，如：设备定位、线路定位、故障定位、告警信息(点、线)；
42.*提供基于地理背景的范围信息，如：变电站供电范围、线路供电范围、停电影响范围等(面)；
43.*提供基于地理背景的分布展示，如：负荷分布、重过载分布等(分布)。
44.地理接线图应用的功能还包括：
45.*提供以地理接线图为起点的穿透查询，如：基于地理接线图查询设备台账信息；从地理接线图跳转到变电站接线图、单线图、环网图、站房内部接线图、低压台区接线图；
46.*为其他业务功能提供基于地理背景的“可视化展示”支撑，包括：图形化的参数录入(设备点选)、图形化的结果输出、及可能有的可视化的处理过程展示。
47.地理接线图的维护是配电自动化系统建设和应用过程中的一项重要且基础性的工作，鉴于配电网具有电压等级多，网络结构复杂，设备类型多样，设备数量庞大，作业点多面广的特点，地理接线图维护的工作量是巨大的。
48.同时，地理接线图不是孤立存在的，其数据所表达的对象均指向配电系统中具体的电气设备，地理接线图的维护必须保证设备属性的数据一致性。
49.因此，如何采取科学的方法，高效而准确的维护地理接线图，对推进配电自动化系统的建设和应用是有着积极意义的。
50.基于此，本发明提出并公布了一种配电自动化系统中地理接线图的维护方法和系统装置，通过本发明提出的方法和装置，可以实现配电自动化系统中地理接线图的高效维护并保准数据的一致性。同时，本发明对相关及类似系统的建设也具有极好的借鉴意义。
51.地理接线图维护的主要任务就是补充设备的空间数据，以电气接线图为基础和参照来维护地理接线图是一种不错的方法。
52.参照图1，本发明提出并公布了一种配电自动化系统中地理接线图的维护方法，该方法以配电网线路作为基本单位,以线路单线图作为主要参照来维护地理接线图，具有操作简单，信息录入少、可视化程度高，信息参照准确，可对比性强、存储信息少、变更灵活、所见即所得等特点。
53.该方法包括以下主要过程和步骤：
54.①
获取系统内的变电站列表及变电站维护状态；获取变电站下的线路列表及线路维护状态；打开地理接线图并加载已经维护的变电站及线路数据。
55.②
选择需要维护的线路，并锁定。
56.③
打开线路单线图，解析图中设备及线缆段的“可维护”性，灰化不可维护的设备及线缆段；结合地理接线图，识别出图中设备及线缆段的“已维护”状态，并用不同颜色标识。
57.④
在单线图上双击设备图符，将设备导入到地理接线图。
58.⑤
在地理图上拖动设备图符调整设备地理位置(可选)。
59.⑥
在单线图上双击线缆段，将线缆段导入到地理接线图并按拓扑自动连接两端设备，调整设备角度。
60.⑦
在地理图上以拖拽的方式维护线缆段的折点(可选)。
61.⑧
点击保存，完成线路的地理接线图维护。
62.⑨
解锁线路，释放资源。
63.参照图2，本发明还提出一种地理接线图维护系统，表现为一套实现了配电网地理接线图维护功能的软件系统，主要包括该软件系统的：系统架构、模块组成、用户界面、功能清单、组件封装、存储设计等。
64.1、系统架构。
65.该系统包括客户端和服务端两个应用软件，客户端软件主要包括：geodiagram组件、地理接线图维护界面、地图文件服务3个部分；服务端软件包括：地理接线图服务端接口、地理接线图业务处理服务、地理接线图数据存储3个部分。
66.1.1、geodiagram组件。
67.geodiagram组件为一个客户端组件，封装openlayers及ol-ext技术细节，提供地理图层加载、geojson数据解析、电气要素绘制、要素编辑、要素样式改变、要素查找与定位、要素点选、接线图放大/缩小/漫游、基本鼠标键盘事件处理等基本功能，同时公布业务接口，供相关业务调用。
68.1.2、地理接线图维护界面。
69.地理接线图维护界面，是地理接线图维护的人机界面，地理接线图维护界面通过geodaigram组件来实现基本功能。
70.1.3、地图文件服务。
71.根据地理接线图当前的缩放级别，提供该级别下对应的地理背景的瓦片文件或矢量文件的文件服务，确保地理背景在不同缩放情况下的无缝切换。
72.1.4、地理接线图服务端接口。
73.地理接线图服务端接口，负责接收前端界面的请求，调用业务处理，数据封装，并返回给前端界面。该应用服务被设计为较薄的一层，主要服务于前端的请求，起到服务网关(gateway)的作用，并不负责具体业务功能的实现。
74.该接口调用“地理接线图业务处理服务”，实现地理接线图相关业务功能，也可能调用“公共模块”、其他服务，实现相关功能。
75.对于简单的数据需求，也可以直接访问关系数据、redis、公共模块等。
76.1.5、地理接线图业务处理服务。
77.地理接线图业务处理服务是地理接线图业务逻辑实现的核心，是对“地理接线图应用服务”的接口实现与功能支撑。
78.2、模块组成。
79.参照图3，系统由下列主要模块组成：变电站及线路信息处理模块、单线图图形加载及操作模块、单线图数据解析及状态识别模块、地理图加载及操作模块、地理背景服务、地理图电气要素绘制及样式控制模块、电气要素维护模块、地理图“脏数据”识别及数据保存模块、事件响应及处理模块、协同作业模块等。
80.2.1、变电站及线路信息处理模块。
81.用于读取配电系统内变电站列表及变电站的维护状态、线路列表及线路的维护状态数据数据、构建变电站-》线路树形结构、实现变电站或线路的关键字查询等。
82.2.2、单线图图形加载及操作模块。
83.获取单线图图形文件，打开单线图，实现对单线图的放大、缩小、漫游、鼠标点选、双击导入等操作。
84.2.3、单线图数据解析及状态识别模块。
85.解析单线图内容，识别出单线图中的设备及线缆段信息，并判断哪些设备及线缆段需要维护到地理接线图上，哪些设备及线缆段不需要维护到地理接线图上，对不需要维护的对象进行灰化处理，禁止操作；对需要维护的对象，结合已维护的地理接线图数据，识别出哪些已在地理接线图上维护，哪些未维护，并用不同的颜色标识。
86.2.4、地理图加载及操作模块。
87.实现地理背景图层的加载、已维护的电气设备图层的数据加载，地理接线图的放大、缩小、漫游等基本操作，地理接线图上设备的鼠标操作。
88.2.5、地理背景服务。
89.根据地理接线图当前的放大级别，提供该级别下对应的地理背景的瓦片文件或矢量文件的文件服务，确保地理背景在不同缩放情况下的无缝切换。
90.2.6、地理图电气要素绘制及样式控制模块。
91.实现地理接线图上，不同设备类型图符的绘制及样式控制，以及在不同缩放比例下的设备图符及标题文字的放大、缩小及消隐策略。
92.2.7、电气要素维护模块。
93.实现向地理接线图上添加电气要素、删除电气要素、编辑电气要素的地理位置及线缆段的折点。
94.2.8、地理图“脏数据”识别及数据保存模块。
95.能识别出地理接线图上哪些是“已修改、未保存”的数据，并识别出这些数据的“编辑属性”(增加/删除/修改)，从而实现地理接线图维护数据的“增量式”保存。
96.2.9、事件响应及处理模块。
97.能识别出基本的键盘、鼠标操作事件，并挂接到预定义的处理程序上。比如：特殊按键操作(保存ctrl s、删除delete)，鼠标悬停，鼠标单击，鼠标双击，鼠标右键等。
98.2.10、协同作业模块。
99.包括多人进行地理图维护时的互斥机制，模型异动后的通知与处理机制等。
100.3、用户界面。
101.系统用户界面简洁，仅包含“地理接线图维护界面”一个主界面，该界面科学布局了地理接线图维护所需的主要界面元素，主要包括3部分：变电站及线路层级树、单线图悬浮窗口、地理接线图展示及维护区域。此外还包括工具栏和状态栏。
102.界面包括3个主要部分：
103.a、变电站及线路列表。
104.位于界面左侧，用于已树形结构显示系统内的变电站及变电站下的线路数据。允许根据输入的关键字进行变电站及线路的查询。变电站节点缺省不展开。
105.变电站及线路节点，以不同的文字颜色标识其维护状态(是否已在地理接线图中维护)，绿色表示已维护，黑色表示未维护。线路节点名称有(*)标识时，表示线路有异动(线路自上次在地理接线图上维护后，发生了建模上的变更维护)
106.b、单线图悬浮窗口。
107.缺省位于界面右侧部分的左上角，用于显示当前维护的线路的电气接线图。该窗口可以移动位置，也可以关闭。单线图上线路及设备的颜色，表示了该线缆段及设备是否已经在地里接线图上维护，青色表示已维护，红色表示未维护。
108.c、地理接线图编辑区。
109.位于界面的右侧部分，包含工具栏和接线图显示区域，是地理接线图维护的主要工作区。接线图显示区域包括：地理背景和电气设备两个图层，两个图层可同步放大、缩小和漫游。接线图显示区域还包括一个用来表示“视窗中心点”的标识(十字架)，该中心标识可随窗口移动和大小改变而自动调整，保持居中位置。
110.4、功能清单。
111.系统包含但不限于以下功能：
112.*初始化加载变电站列表。
113.*展开变电站加载变电站下的线路列表。
114.*点击变电站节点，可在地理接线图上定位该变电站。
115.*点击线路节点，可在地理接线图上定位该线路。
116.*变电站和线路节点通过标签颜色标识了其“已维护”状态，绿色-已维护，黑色-未维护。
117.*双击线路节点，可在悬浮窗口中打开该线路的单线图。
118.*单线图展示窗口为半透明悬浮窗口，可关闭和任意移动位置，可打开和关闭窗口透明属性。
119.*单线图可通过鼠标操作，实现任意放大、缩小和平移。
120.*单线图能是识别不同设备的“可维护”状态和“已维护”状态，并用不同的颜色标识：母线、标注及站所内设备不可维护，用灰色标识；其他设备“已维护”的用青色标识，“未维护”的用红色标识。
121.*单击单线图上的设备，可在地理接线图上定位该设备。
122.*双击单线图上的设备，可将该设备导入到地理接线图。如果该设备带有地理坐标信息，则按地理坐标导入；否则导入到地理接线的当前视口的中心位置。
123.*双击单线图上的线缆段，可将该线缆段导入到地理接线图，并按照拓扑连接关系自动连接到两端的设备。
124.*智能连接：如线缆连接的是变电站母线，则自动连接到母线所属变电站；如线缆连接的是站所内设备，则自动连接到设备所属站所。
125.*实时状态：单线图上设备及线缆段的“已维护”状态会实时更新，单线图上“未维护”的设备或线缆段，在导入到地理接线图后会立即更新为“已维护”状态并改变颜色，从地理接线图上删除该设备后，其状态也会立即更新为“未维护”状态并改变颜色。
126.*自动角度：地理接线图上的设备被连接到线缆后，会自动计算设备图符的旋转角度，保持设备与线缆的方向一致性。
127.*移动跟随：拖动地理接线图上的设备时，与之相连的线缆也会一起移动。
128.*地理接线图可通过鼠标操作，实现任意放大、缩小和平移。
129.*地理接线图上的地图背景，可根据缩放级别实时加载对应级别的地图瓦片。
130.*地理接线图上的地理背景可设置显示和隐藏。
131.*地理接线图视窗，提供中心标识，该标识始终显示在视窗中心，不受窗口大小和位置的影响，该标志可以设置显示和隐藏
132.*地理接线图能识别电气要素的不同“编辑状态”并用颜色标识，红色-不可编辑，绿色-已锁定可编辑，蓝色-已被编辑。
133.*撤销与重做：系统实现了地理接线图维护动作的撤销与重做功能。
134.*编辑锁定：地理接线图缺省会锁定编辑，减少误操作的发生，可实时打开和关闭编辑锁定。
135.*增量保存与提交：系统实现了一套“脏数据”识别机制，能自动识别出自上次保存后被修改后的数据(包括新增、修改和删除)，以达到增量保存与提交的目的。
136.*线路辖区高亮：按线路在地理接线图上高亮该线路辖区范围内的所有设备和线缆
137.*变电站辖区高亮：按变电站在地理接线图上高亮该变电站辖区范围内的所有设备和线缆。
138.*锁定与解锁：系统提供了线路的锁定与解锁功能，以防止多人同时维护同一条线路。已被锁定的线路会用不同的图标来标识；地理接线图上，所属当前用户锁定的线路上的设备和线缆会用绿色来标识并允许修改。
139.*异动通知与处理：系统提供了异动通知机制，当变电站和线路模型有变更时，会及时通知地理接线图维护程序，并在变电站或线路节点上做异动标识；系统还提供了异动处理机制，对异动进行自动同步和人工同步。
140.*图符定制：系统提供了缺省的设备图符，同时支持图符定制。
141.5、组件封装。
142.系统基于第三方类库，封装了一个可重用的内部组件，用于处理和业务不直接相关的地理图层加载、地图数据解析、电气要素绘制、要素编辑、要素样式改变、要素查找与定位、要素点选、地理图放大/缩小/漫游、基本鼠标键盘事件处理等基本功能，同时公布业务接口，供相关业务调用。
143.6、存储设计。
144.地理接线图维护系统与主系统(配电自动化系统或其它电网信息系统)共享设备信息,设备及线缆段均采用与主系统同样的id标识，地理接线图本身只存贮少量的信息，仅
包括“设备地理信息”及“线缆段地理信息”两张基本表。
145.6.1、设备地理信息表。
146.该表保存需要在地理接线图上显示的设备类电气要素及其地理坐标。
147.[0148][0149]
6.2、线缆段地理信息表。
[0150]
该表保存需要在地理接线图上显示的电气要素及其地理坐标。
[0151]
[0152][0153]
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。