CN103631974A - 一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法 - Google Patents

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邢静原
张永茂
王亚东
任维国
张超
许超
张书伟
王岩鹏
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State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本发明公开一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法，包括如下步骤：1）加载电网及背景地图切片，巡检员启动系统，系统自动定位当前位置并以可视化的方式在移动平板显示；2）指定起止点并查找最近的网络节点，3）根据所述起止点，查找出路网的最短路径，最后存储在最短路径列表中；4）显示最短路径。该规划方法实现了对巡检路径的规划，解决配电巡检中的路径规划问题，对提高巡线效率，保障电网运行安全、稳定运行起到了重要的作用，具有重要的经济和社会意义。

Description

一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法
技术领域
本发明涉及一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法。
背景技术
配电巡检是指由巡视员利用地图和配电线路数据并结合汽车行使线路制定巡视线路，巡视员乘坐汽车对配电线路进行巡视的过程。配电巡检是指电力巡线人员根据巡检计划巡视配电线路，查看电网设备运行状态，并记录电网设备运行缺陷。但巡线技术还是没有完全脱离巡线人员的现场观察和操作，巡线效果依然主要取决与巡线人员的技术水平和工作态度。
就巡线路径规划而言，巡视人员要对道路情况要有比较准确的掌控，特别是配电线路相关的道路情况，比如需要巡视的杆塔在哪条道路。配电线路巡检效率对巡线员经验依赖比较大，不利于巡检业务的开展。而且巡视员在配电线路巡线中，需要掌控巡视路径和路径上的需要巡视的配电架空线路及电缆走向，特别是新近变化的配电线路，如新近切改线路、新建线路。如何在有限的时间里巡检更多的线路，提高巡检效率是当前配电巡检研究中的重要课题，而其中的配电巡检路径的规划对提高巡检效率就特别重要。目前配电巡检过程中巡检路径规划主要靠巡视员的纸质地图和个人经验，不能实现巡视员人员按巡检设备的自动化导航。
现有的市场上的商业导航软件都是针对社会生活需求开发，主要查找兴趣点、公交线路及驾车路径，在其导航软件上无法显示电网设备。而且有些商业导航软件的路径查找与导航都需要连接网络才能使用，例如高德地图和百度地图。其次，因为保密原因导航软件的地图都经过特殊偏移处理，无法与实际电网设备位置匹配，而这种偏移处理都是保密的，所以无法使用商业导航软件二次开发适合电网业务的专用导航的软件。所以巡检人员迫切需要一套结合电网业务的具有路径规划信息化系统解决巡检路径规划问题。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法，该规划方法包括如下步骤：
1）在智能移动终端上加载电网及背景地图切片，由系统自动定位当前位置并以可视化的方式在智能移动终端上显示；
2）指定起止点并查找最近的网络节点；
3）根据所述起止点，查找出路网的最短路径，并将最短路径存储在最短路径列表中；
4）把最短路径列表的几何对象转换成ArcGIS接口下的grahpic对象，并把grahpic对象存储在guaphicslayer图层中，最终高亮渲染在地图上。
所述加载电网及地图切片是通过ArcGIS接口读取shapefile电网矢量空间数据和背景地图切片数据，并将电网数据和背景地图将在智能移动终端中展示。
所述起点位置为系统默认位置或者巡视员手动设置起点位置。
所述指定起止点并查找最近的网络节点时，通过SQLite数据库查找与起止点最近的拓扑节点。
本发明的优点在于：
本方法首次基于android系统的应用移动GIS技术、离线数据库技术以及基于离线数据库及的路径查找方法实现了对巡检路径的规划，解决配电巡检中的路径规划问题，对提高巡线效率，保障电网运行安全、稳定运行起到了重要的作用，具有重要的经济和社会意义。
附图说明
图1：本发明系统结构图；
图2：路网示例数据图；
图3：本发明方法流程图；
图4：系统加载切片显示效果图；
图5：配电巡检的规划路径效果图。
具体实施方式
本方法基于android移动操作系统，应用离线移动GIS（地理信息系统）技术、离线数据库SQLite（一种小型数据库）的技术以及基于SQLite的路径查找方法实现了在巡线过程中的巡检路径规划功能，有效解决了传统巡线过程中存在的路径规划问题，提高的配电巡检效率，降低了作业成本，具有重大的经济意义。
所述离线GIS基于主流移动操作系统android开发，以ArcGIS 10为开发平台。离线数据共有2部分，一部分是矢量数据，包括配电电网数据和导航数据，其中配电电网数据采用通用GIS格式shapefile（一种矢量空间数据格式）文件存储在移动平板的存储上，导航数据存储在内存数据库SQLite的二维表中；另一部分地理地图采用arcgis紧凑型切片的形式，将切好的切片存储到移动平板电脑的的存储中。离线GIS通过读取切片作为地理地图，读取shapefile电网数据作为业务数据，实时读取卫星定位数据实现离线导航。示意图如图1所示：
路网拓扑模型
本发明的拓扑规则定义如下：路网线要素有两个节点，线段的起始点定义为1号节点，线段的终点定义为2号节点。每一个要素路网要素编号是个不重复的编号。每一个连接节点编号是一个不重复的编号，原则上可以任意填写，建议使用32位的GUID（全球唯一编码）。一个路网线要素对应2个节点，一个节点对应多个路网线要素。
本方法的导航路网拓扑数据的存放在SQLite数据库中，存放在一张二维表中，拓扑数据表结构如下表所示，如图2所示为路网示例数据。
Figure 221077DEST_PATH_IMAGE001
该路网所示例数据的拓扑表roadtopo数据如下：
Figure 187764DEST_PATH_IMAGE002
基于Android的巡检路径规划方法
本方法实现的操作步骤如图3所示，其实现的原理是利用ArcGIS API For Android 10.1（ArcGIS在Android系统中的一种开发接口）接口读取shapefile电网矢量空间数据和背景地图切片数据，电网数据和背景地图将在系统中展示。道路拓扑数据存放在按本方法中定义的路网模型存放在SQLite数据库中。当巡检人员指定起止点时，本方法将在SQLite数据中查找起止点最近的路网节点并利用经典最短路径算法－Dijkstra 算法查找出最短路径。最后利用ArcGIS API For Android的grahpic和graphicslayer接口把最短路径列表中路径数据高亮渲染在地图上。
下面以一次具体巡检路径规划为例，详细说明本方法实现的步骤：
1.加载电网及背景地图切片。巡检员启动系统，系统自动定位当前位置并以可视化的方式在移动平板显示。效果如4所示。
2.指定起止点并查找最近的网络节点。系统默认当前位置为起点A(x1,y1)，如果当前位置不设为起点A(x1,y1)，系统也允许在地图上手动设置起点位置。巡视员需要手动选择一个需要巡视的电网设备作为终点B（x2,y2），例如配电杆塔。
由于起止点不一定在拓扑节点上，拓扑只在有路的地方才有在确定起止点的情况下，需要在SQLite数据库中查找起止点最近的拓扑节点。具体的查找的方法是：在数据库SQLite中，通过sql语句
“select connnetid,min((x1-t.x)*(x1-t.x)+(y1-y)*(y1-y)) from roadtopo t group by connnetid ”在roadtopo表中查询出最短距离的节点id，其中x1,y1为起点坐标的经纬度値。终点的最近拓扑节点使用相同的方法获取。
3.计算最短路径。本方法根据起止点的节点id采用公开的经典最短路径算法－Dijkstra算法查找出路网拓扑的最短路径。最短路径选用数组存储，存储的数据位拓扑节点对应的坐标値。该路网是指所有道路极其交点组成的网络拓扑。
4.最短路径展示。本方法应用ArcGIS API for Android的接口把最短路径列表的几何对象转换成ArcGIS接口下的grahpic对象，并把grahpic对象存储在guaphicslayer图层中。最终高亮渲染在地图上。配电巡检的规划路径效果如图5所示。图中黑色粗体部分为网络拓扑路径，虚线部分为起止点到网络拓扑的直线路径，最终路径为拓扑路径和起止点到起止拓扑点之和。
本方法首次基于android系统的应用移动GIS技术、离线数据库技术以及基于离线数据库及的路径查找方法实现了对巡检路径的规划，解决配电巡检中的路径规划问题，对提高巡线效率，保障电网运行安全、稳定运行起到了重要的作用，具有重要的经济和社会意义。

Claims (4)

1.一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法，其特征在于，该规划方法包括如下步骤：
1）在智能移动终端上加载电网及背景地图切片，由系统自动定位当前位置并以可视化的方式在智能移动终端上显示；
2）指定起止点并查找最近的网络节点；
3）根据所述起止点，查找出路网拓扑的最短路径，并将最短路径存储在最短路径列表中；
4）把最短路径列表的几何对象转换成ArcGIS接口下的grahpic对象，并把grahpic对象存储在guaphicslayer图层中，最终高亮渲染在地图上。
2.根据权利要求1所述的一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法，其特征在于，所述加载电网及地图切片是通过ArcGIS接口读取shapefile电网矢量空间数据和背景地图切片数据，并将电网数据和背景地图将在智能移动终端中展示。
3.根据权利要求1所述的一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法，其特征在于，所述起点位置为系统默认位置或者巡视员手动设置起点位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于Android系统的配电巡检路径规划方法，其特征在于，所述指定起止点并查找最近的网络节点时，通过SQLite数据库查找与起止点最近的拓扑节点。
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