CN106354757A - 基于gis的输电线路风险图形化数据库管理系统 - Google Patents

基于gis的输电线路风险图形化数据库管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于GIS的输电线路风险图形化数据库管理系统，包括数据库存储模块、隐患排查模块、风险评估模块、分析应用模块、以及图像显示输出模块，通过风险评估模块进行风险值计算，建立输电线路风险数据库，能够进行实时高效的输电线路风险评估管理；通过分析应用模块根据输电通道信息和风险值生成分析应用数据和图形，动态显示风险范围、级别、以及可以采取的相应防控措施，提高了输电线路风险管控准确率和效率。

Description

基于GIS的输电线路风险图形化数据库管理系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于地理信息系统(GeographicInformation System，GIS)的输电线路风险图形化数据库管理系统。
背景技术
随着电网建设的快速发展，电网规模逐步扩大。架空输电线路作为电力系统的骨干网络，是重要的电力基础设施，它的运维管理工作直接关系到电网运行的安全与可靠。输电线路运行过程中会面临各种各样的风险，主要因为它覆盖面广，且大多运行在野外，会受到各种恶劣环境的侵蚀导致线路部件腐蚀破坏，同时还经受恶劣天气、地理条件、工况等各种风险源的影响，会导致线路故障的发生，从而影响电网的安全性与可靠性。
目前输电线路运行的方式已在逐步变化，为保障电网安全可靠的加强运行的工作逐步增加。但是现有技术中，对电网输电线路风险管理方式单一，评估因素覆盖范围小，且评估周期长效率低，导致评估结果滞后期长，无法起到有效的预防效果。
发明内容
本发明的目的之一至少在于，针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于GIS的输电线路风险图形化数据库管理系统，能够根据建立的输电线路风险数据库进行实时高效的输电线路风险评估管理，并能够通过图像动态显示风险范围、级别、以及可以采取的相应防控措施，提高输电线路风险管控准确率和效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于GIS的输电线路风险图形化数据库管理系统，包括：数据库存储模块，用于存储输电通道信息，其中，每一个输电通道包括一条或多条输电线路；每一条输电线路包括其电压等级、线路名称、起始杆号、截至杆号、以及通道概况信息；
隐患排查模块，用于对每一杆段，按照确定的隐患排查规则，针对每一技术要素，开展逐基、逐项排查，确定每一个技术要素可能造成故障的隐患内容，根据造成故障的可能性将技术要素按照权重分级，并确定对应的分值；
风险评估模块，用于对排查出来的每个技术要素对应的隐患内容，采用危险源辨识及风险评估HIRA方法，结合隐患后果可能性L、隐患发生的频率E、以及隐患严重程度C，进行风险值计算，建立输电线路风险数据库；
分析应用模块，用于根据输电通道信息和风险值生成分析应用数据和图形，包括输电线路运行分析单元、图形生成单元、以及治理计划及措施单元；以及，
图像显示输出模块，包括图层处理单元和显示屏；其中，图层处理单元用于根据分析应用模块生成的分析应用数据和图形生成对应的图层；显示屏用于显示GIS图层和所生成的图层。
优选地，上述技术要素包括基础技术要素：火灾、冰害、舞动、风害、地质灾害、污闪、异物、雷击、机械外破、树线放电、以及鸟害；
所述技术要素还包括预留隐患管控要素：交叉跨越、违章建筑、鱼塘隐患、本体隐患、专项隐患。
优选地，上述风险评估模块还用于：根据权重乘以风险值的公式计算每一杆段的每一技术要素风险值；每一杆段内所有技术要素风险值之和为该杆段风险值；每一输电线路内所有杆段风险值之和为该输电线路风险值；每一输电通道内所有输电线路风险值之和为该输电通道风险值；
优选地，上述输电线路运行分析单元，用于根据同一个技术要素在同一区域内各个杆段的风险值之和计算单项技术要素风险值；所述图形生成单元，用于生成对应的单项技术要素风险分布图形。
优选地，上述输电线路运行分析单元用于结合该地区的环境特征，建立该地区的输电线路单项技术要素风险数据模型。
优选地，上述治理计划及措施单元，用于根据输电通道风险值的大小，对输电通道进行风险状态分级；根据输电通道风险状态级别，制定包括反措落实和运维管控的治理计划及措施。
优选地，上述数据库存储模块还包括卫星影像更新单元，用于自动更新存储的卫星影像地图数据；
图层处理单元还用于根据自动更新的卫星影像地图数据更新GIS图层。
优选地，上述数据库存储模块还包括输电线路资料更新单元，用于根据输电运检动态更新输电线路的链接状态评价、隐患内容、标准化照片、以及历史故障信息。
优选地，上述图像显示输出模块还包括打印单元，用于导出所生成的图层。
优选地，上述显示屏用于根据用户的选择显示各种不同的图层组合，以及对应的输电线路资料。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：
通过风险评估模块进行风险值计算，建立输电线路风险数据库，能够进行实时高效的输电线路风险评估管理；通过分析应用模块根据输电通道信息和风险值生成分析应用数据和图形，动态显示风险范围、级别、以及可以采取的相应防控措施，提高了输电线路风险管控准确率和效率。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的基于GIS的输电线路风险图形化数据库管理系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的基于GIS的输电线路风险图形化数据库管理系统中叠加显示示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明一实施例公开的基于GIS的输电线路风险图形化数据库管理系统包括：数据库存储模块、隐患排查模块、风险评估模块、分析应用模块、以及图像显示输出模块，其中：
数据库存储模块，用于存储输电通道信息，其中，每一个输电通道包括一条或多条输电线路；每一条输电线路包括其电压等级(例如，110kV、220kV、750kV等)、线路名称、起始杆号、截至杆号、以及通道概况信息；根据起始杆号和截至杆号确定杆段，并对每一杆段进行编号。具体地，数据库存储模块可以由Oracle Database 12c实现，通过构建输电通道信息数据库，并通过数据库接口从操作人员客户端接收上述各项数据的写入，例如新建输电工程的新增输电线路信息；也可以通过数据库接口从其他数据库导入详细的输电通道、输电线路等各项数据库；还可以由操作人员通过预先定义格式的文件(例如，JSON数据交换格式的模板文件)上传或者通过数据库管理操作界面逐项填写。
隐患排查模块，用于对每一杆段，按照确定的隐患排查规则，针对每一技术要素，开展逐基、逐项排查，确定每一个技术要素可能造成故障的隐患内容，根据造成故障的可能性将技术要素按照权重分级，并确定对应的分值，例如，如下表1所示：
表1
其中，技术要素包括基础技术要素：火灾、冰害、舞动、风害、地质灾害、污闪、异物、雷击、机械外破、树线放电、以及鸟害；例如，某一地区内不存在冰害、舞动、风害情况，可以将分值设置为0；可以依据国家、行业相关标准，结合历史运行数据和技术排除路线，确定隐患排查规则；进一步地，可以预留基础技术要素以为的其他技术要素，例如包括交叉跨越、违章建筑、鱼塘隐患、本体隐患、专项隐患等的预留隐患管控要素。具体地，隐患排查模块可以由小型机服务器，例如IBM Power 720实现，通过数据库接口从输电通道信息数据库获取输电线路的详细信息，根据隐患排查规则进行排查，并将技术要素的权重分级和对应的分值写入数据库中。
风险评估模块，用于对排查出来的每个技术要素对应的隐患内容，采用危险源辨识及风险评估HIRA方法，结合隐患后果可能性L、隐患发生的频率E、以及隐患严重程度C，进行风险值计算，建立输电线路风险数据库；例如，可以根据风险值的大小，将风险程度等级由轻到重分为四级，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，将其对应的风险值设置为2、4、8、10分；进一步地，风险评估模块还可以根据权重乘以风险值的公式计算每一杆段的每一技术要素风险值；每一杆段内所有技术要素风险值之和为该杆段风险值；每一输电线路内所有杆段风险值之和为该输电线路风险值；每一输电通道内所有输电线路风险值之和为该输电通道风险值。具体地，风险评估模块和分析应用模块都可以由分布式服务器实现，通过数据库接口获取基础数据信息，并将分析评估结果通过WEB服务接口或者输出接口提供给客户端获取应用层服务器。
分析应用模块，用于根据输电通道信息和风险值生成分析应用数据和图形，包括输电线路运行分析单元、图形生成单元、以及治理计划及措施单元，其中：
输电线路运行分析单元，用于根据同一个技术要素在同一区域内各个杆段的风险值之和计算单项技术要素风险值；相应地，图形生成单元，可以用于生成对应的单项技术要素风险分布图形(例如，污区分布图、鸟害风险分布图、雷击风险分布图、外破风险分布图、地闪密度图等单项技术要素风险分布图形)；
进一步地，输电线路运行分析单元还用于，结合该地区的环境特征(例如，年平均气温、降雨量、雷电次数、森林覆盖率等，以及相应基于GIS的环境数据，如雷区分布图)，以及环境标准(例如，雷区分级标准)建立该地区的输电线路单项技术要素风险数据模型数据库；例如，通过建立一地区的输电线路反击耐雷性能研究模型，可以快捷的计算线路耐雷水平；通过建立弧垂分析模型，可以快捷计算该地区气温下弧垂系数；通过多个单项技术要素风险数据模型，扩展建立其他技术要素风险数据模型数据库(例如建立鸟害、通道内树竹等系数模型)；进一步地，可以通过数据库接口提供各种模型。
治理计划及措施单元，用于根据输电通道风险值的大小，对输电通道进行风险状态分级(例如，将输电通道风险状态设为四级：正常状态、低风险状态、中风险状态、高风险状态)，其中既可以对整个输电通道(包括例如按照区段、线路、指定区域等)进行风险状态分级，也可以按照单项技术要素进行风险状态分级；相应地，图形生成单元，可以用于生成对应的输电通道风险状态图形；进一步地，还可以根据输电通道风险状态级别，制定包括反措落实和运维管控的治理计划及措施。
图像显示输出模块，包括图层处理单元和显示屏(例如，高清电子显示屏幕、投影仪、电子墨水显示屏、交互式触摸屏等)；其中：
图层处理单元，用于根据分析应用模块生成的分析应用数据和图形生成对应的图层，并通过显示屏显示GIS图层和所生成的图层。具体地，图层处理单元可以由高性能图形服务器实现，可以根据应用数据和图形渲染生成严格比例的高精确度矢量图像图层；相应地，图像显示输出模块也可以包括打印单元，用于通过打印接口导出所生成的图层，实现图层的分别打印或者叠加打印；
进一步地，图层处理单元可以根据用户的选择显示各种不同的图层组合，例如，如图2所示的，叠加显示GIS图层、雷击风险分布图、以及输电通道风险状态；显示屏在进行图像显示时，还可以根据用户在各个的图层上点选的部位，显示相应的输电线路资料图层，例如，显示输电线路的杆段编号、链接状态评价、隐患资料、标准化照片、以及历史故障信息等，并可通过输电线路资料更新单元进行动态更新。
上述实施例中，通过风险评估模块进行风险值计算，建立输电线路风险数据库，能够进行实时高效的输电线路风险评估管理；通过分析应用模块根据输电通道信息和风险值生成分析应用数据和图形，动态显示风险范围、级别、以及可以采取的相应防控措施，提高了输电线路风险管控准确率和效率。
以上实施方式仅用于说明本发明的较佳实施例，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于GIS的输电线路风险图形化数据库管理系统，其特征在于，所述系统包括：
数据库存储模块，用于存储输电通道信息，其中，每一个输电通道包括一条或多条输电线路；每一条输电线路包括其电压等级、线路名称、起始杆号、截至杆号、以及通道概况信息；
隐患排查模块，用于对每一杆段，按照确定的隐患排查规则，针对每一技术要素，开展逐基、逐项排查，确定每一个技术要素可能造成故障的隐患内容，根据造成故障的可能性将技术要素按照权重分级，并确定对应的分值；
风险评估模块，用于对排查出来的每个技术要素对应的隐患内容，采用危险源辨识及风险评估HIRA方法，结合隐患后果可能性L、隐患发生的频率E、以及隐患严重程度C，进行风险值计算，建立输电线路风险数据库；
分析应用模块，用于根据输电通道信息和风险值生成分析应用数据和图形，包括输电线路运行分析单元、图形生成单元、以及治理计划及措施单元；以及，
图像显示输出模块，包括图层处理单元和显示屏；其中，图层处理单元用于根据分析应用模块生成的分析应用数据和图形生成对应的图层；显示屏用于显示GIS图层和所生成的图层。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述技术要素包括基础技术要素：火灾、冰害、舞动、风害、地质灾害、污闪、异物、雷击、机械外破、树线放电、以及鸟害；
所述技术要素还包括预留隐患管控要素：交叉跨越、违章建筑、鱼塘隐患、本体隐患、专项隐患。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风险评估模块还用于：
根据权重乘以风险值的公式计算每一杆段的每一技术要素风险值；每一杆 段内所有技术要素风险值之和为该杆段风险值；每一输电线路内所有杆段风险值之和为该输电线路风险值；每一输电通道内所有输电线路风险值之和为该输电通道风险值。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述输电线路运行分析单元，用于根据同一个技术要素在同一区域内各个杆段的风险值之和计算单项技术要素风险值；所述图形生成单元，用于生成对应的单项技术要素风险分布图形。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述输电线路运行分析单元用于结合该地区的环境特征，建立该地区的输电线路单项技术要素风险数据模型。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述治理计划及措施单元，用于根据输电通道风险值的大小，对输电通道进行风险状态分级；根据输电通道风险状态级别，制定包括反措落实和运维管控的治理计划及措施。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据库存储模块还包括卫星影像更新单元，用于自动更新存储的卫星影像地图数据；
图层处理单元还用于根据自动更新的卫星影像地图数据更新GIS图层。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据库存储模块还包括输电线路资料更新单元，用于根据输电运检动态更新输电线路的链接状态评价、隐患内容、标准化照片、以及历史故障信息。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述图像显示输出模块还包括打印单元，用于导出所生成的图层。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述显示屏用于根据用户的选择显示各种不同的图层组合，以及对应的输电线路资料。
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