CN107330062A - 基于gis的调度运行全景展示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GIS的调度运行全景展示系统，涉及配电网信息自动化技术领域。所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，利用大屏幕拼接墙等展示媒体，以及SVG、矢量绘制等展示技术，结合地理图形，在调度领域各系统建设成果的基础上，通过数据集成、应用集成和界面集成，实现数据集中获取并展现，解决数据分离、信息无法集中共享问题；直观的展现电网的运行状态和关键信息，通过调度运行数据的获取展示，有效监控各系统中的突发状况，并为每天的调度早会提供视图展现汇报应用。
Description
技术领域
本发明属于配电网信息自动化技术领域，尤其涉及一种基于GIS的调度运行全景展示系统。
背景技术
随着南方电网新一代电网运行智能系统(OS2)规范的实行，及调度信息化建设的全面规划，广西电网近几年对信息系统建设的重视，信息化支撑已经得到了很大提高。但是，随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，电力系统的供电质量、供电可靠性、供电经济性对国民经济各部门以及人民群众日常生活的影响越来越大，这要求电网建设、运行调度和管理要具有高质量、高可靠性、高经济性，而这些目标的实现对信息化的要求越来越高，同时与能全面直观展现电网信息的调度全景展示密不可分，而调度运行全景展示正是OS2中规划的一个重要组成部分，是调度运行业务中的核心高级应用。
目前，广西电网调度控制中心的各业务系统已分别抽取并存储有全网的统调电量数据、水情信息、水电电量、火电电量、检修安排、运行方式、流域信息、缺陷及预警等信息。而对这些数据的应用大多是以列表或文本的形式展现，无法通过图形的直观方式为调度人员及公司领导直观地展示电网的当前运行状态，无法为公司领导根据当前状态快速作出相应的决策提供直观依据。
随着信息化的不断提高，越来越多信息化系统借助可视化的技术，通过动画、矢量绘制、GIS等图形方式进行展现，图形化的应用系统已逐渐形成大屏幕、公司汇报、企业状态、公司宣传等方面的信息系统主流趋势，各业务系统的应用提出越来越多电网图形展示和智能分析的要求，从传统的表格型基础数据展示的应用环境，逐渐过渡到基于全景展示的高用户体验应用场景；为用户形象并直观地展现当前的电网运行状态，为电网运行方式发生变化或者发生故障时及时掌握影响电网运行，快速做出响应对策提供依据。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于GIS的调度运行全景展示系统，利用大屏幕拼接墙等展示媒体，以及SVG、矢量绘制等展示技术，结合地理图形，在调度领域各系统建设成果的基础上，通过数据集成、应用集成和界面集成，实现数据集中获取并展现，解决数据分离、信息无法集中共享问题；直观的展现电网的运行状态和关键信息，通过调度运行数据的获取展示，有效监控各系统中的突发状况，并为每天的调度早会提供视图展现汇报应用。
本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种基于GIS的调度运行全景展示系统，包括展示层、应用层、技术层、数据层以及业务系统层；所述业务系统层包括业务系统单元，用于为调度运行全景展示系统提供电网运行信息数据和气象信息数据支撑；所述数据层包括数据资源管理平台，用于从业务系统层中抽取各项信息数据，实现数据的集成和分类存储；所述技术层包括业务应用服务单元、业务逻辑单元和公共组件单元，用于进行数据转换和根据展示需求进行视图配置；所述应用层包括管理单元、应用集成单元和全景数据展示单元，用于对图形、地理信息、数据、系统以及数据业务规则进行管理，各应用系统的集成，并接收全景展示数据，进行全景展示；所述展示层为客户终端，用于可视化大屏幕展示和桌面终端展示。
进一步的，所述业务系统单元包括DMIS系统和气象信息系统，所述DMIS系统包括调度运行会议模块、调度值班模块和检修票模块，通过数据资源管理平台从DMIS系统的调度运行会议模块中抽取水电电量数据、水情汇报数据、火电电量数据、燃情情况数据；从调度值班模块中抽取故障日志数据；从检修票模块中抽取计划及正在检修设备信息、缺陷信息；所述气象信息系统通过链接或嵌入界面应用集成到所述调度运行全景展示系统中，用于提供气象信息数据的支撑，以实现统一的操作体验。
进一步的，所述数据资源管理平台包括图元图形数据、电网运行模型数据、水电电量信息数据、火电电量信息数据、水情信息数据、燃情信息数据、地理信息数据、故障信息数据、计划检修信息数据、风险预警信息数据、接线图模型数据和缺陷信息数据，用于从业务系统层抽取各项数据，并将抽取的各项数据分类集成和存储到对应的信息数据中。
进一步的，所述数据资源管理平台采用SOA架构和ETL工具来实现数据集成，能够实现多业务系统的数据集成。
进一步的，所述管理单元包括矢量地图管理模块、数据管理模块、系统管理模块、数据业务规则管理模块、接口管理模块和维护更新流程管理模块；所述矢量地图管理模块，用于对矢量地图的新增、删除和修改；所述数据管理模块，用于对业务数据的新增、删除和修改；所述系统管理模块，用于对系统的账号权限管理和菜单管理；所述数据业务规则管理模块，用于对业务数据的业务逻辑编辑、维护以及与地理图的关联维护；所述接口管理模块，用于实现与外部系统的数据接口状态监控，日志记录；所述维护更新流程管理模块，用于实现对业务数据的更改、矢量图更改的审批流程。。
进一步的，所述全景数据展示单元包括电网概况模块、水电电量信息模块、火电电量模块、燃情情况模块、故障与缺陷信息模块、计划检修情况模块、设备信息集中展示模块、解环点提示模块、风险预警信息模块、一次接线图模块、受阻出力信息模块以及集成信息展示模块。
进一步的，所述调度运行全景展示系统采用J2EE+Oracle+OpenGIS的技术来实现，通过业务规则引擎进行灵活配置，能够快速定制出所需的调度运行展示场景与视图；通过OpenGIS与矢量渲染引擎的结合，将调度运行信息与地理图、线路图等图形化界面整合在一起，以更直观互动的方式展现。
进一步的，所述应用层采用J2EE技术实现，数据层采用J2EE+Oracle技术实现，展示层采用J2EE+OpenGIS技术实现，业务系统层采用J2EE技术实现。
进一步的，所述调度运行全景展示系统采用Java技术的主流框架Spring+Hibernate，使系统开发效率更高，层次更加清晰，各个单元或模块之间的耦合度减小，从而提高系统的灵活性、安全性、可移植性和维护性。
与现有技术相比，本发明所提供的基于GIS的调度运行全景展示系统，利用大屏幕拼接墙等展示媒体，以及SVG、矢量绘制等展示技术，结合地理图形，在调度领域各系统建设成果的基础上，通过数据集成、应用集成和界面集成，实现数据集中获取并展现，解决数据分离、信息无法集中共享问题；直观的展现电网的运行状态和关键信息，通过调度运行数据的获取展示，有效监控各系统中的突发状况，并为每天的调度早会提供视图展现汇报应用；通过全景展示电网调度运行的信息，提高企业信息管理的效率，达到快速掌控、及时处理的目的，并对所展示的数据加以分析，给出指导性的分析结果，缩短电网指挥调度响应时间，从而更及时正确的掌握电网的准实时信息，为公司领导提供相应的决策，分析当前电网运行状态下潜在安全问题及指导性的分析结果，给出相应预警信息或辅助决策信息；本发明为多层体系结构，分层体系结构可以为系统提供最大的灵活性和可扩展性，层次与层次之间逻辑分离，耦合度低，以便在不同层采用最合适的技术实现方式，提高每层的性能，从而使整个系统的性能得到保证。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种基于GIS的调度运行全景展示系统的结构框图；
图2是本发明可视化大屏幕展示的电网概况模块的示例；
图3是本发明可视化大屏幕展示的水电电量模块的示例；
图4是本发明可视化大屏幕展示的火电电量模块的示例；
图5是本发明可视化大屏幕展示的燃情情况模块的示例；
图6是本发明可视化大屏幕展示的故障信息模块的示例；
图7是本发明可视化大屏幕展示的计划检修模块的示例；
图8是本发明可视化大屏幕展示的设备信息集中展示模块的示例；
图9是本发明可视化大屏幕展示的解环点模块的示例。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明所提供的一种基于GIS的调度运行全景展示系统，包括展示层、应用层、技术层、数据层以及业务系统层；业务系统层包括业务系统单元，用于为调度运行全景展示系统提供电网运行信息数据和气象信息数据支撑；数据层包括数据资源管理平台，用于从业务系统层中抽取各项信息数据，实现数据的集成和分类存储；技术层包括业务应用服务单元、业务逻辑单元和公共组件单元，用于进行数据转换和根据展示需求进行视图配置；应用层包括管理单元、应用集成单元和全景数据展示单元，用于对图形、地理信息、数据、系统以及数据业务规则进行管理，各应用系统的集成，并接收全景展示数据，进行全景展示；展示层为客户终端，用于可视化大屏幕展示和桌面终端展示。
业务系统单元包括DMIS系统和气象信息系统，DMIS系统包括调度运行会议模块、调度值班模块和检修票模块，通过数据资源管理平台从DMIS系统的调度运行会议模块中抽取水电电量数据(具体包括流域、电厂的水电电量数据)、水情汇报数据、火电电量数据、燃情情况数据；从调度值班模块中抽取故障日志数据；从检修票模块中抽取计划及正在检修设备信息、缺陷信息；气象信息系统通过链接或嵌入界面应用集成到所述调度运行全景展示系统中，用于提供气象信息数据的支撑，以实现统一的操作体验。
数据资源管理平台包括图元图形数据、电网运行模型数据、水电电量信息数据、火电电量信息数据、水情信息数据、燃情信息数据、地理信息数据、故障信息数据、计划检修信息数据、风险预警信息数据、接线图模型数据和缺陷信息数据，用于从业务系统层抽取各项数据，并将抽取的各项数据分类集成和存储到对应的信息数据中；数据资源管理平台采用SOA架构和ETL工具来实现数据集成，能够实现多业务系统的数据集成。
管理单元包括矢量地图管理模块、数据管理模块、系统管理模块、数据业务规则管理模块、接口管理模块和维护更新流程管理模块；矢量地图管理模块，用于对矢量地图的新增、删除和修改；数据管理模块，用于对业务数据的新增、删除和修改；系统管理模块，用于对系统的账号权限管理和菜单管理；数据业务规则管理模块，用于对业务数据的业务逻辑编辑、维护以及与地理图的关联维护；接口管理模块，用于实现与外部系统的数据接口状态监控，日志记录；维护更新流程管理模块，用于实现对业务数据的更改、矢量图更改的审批流程。
全景数据展示单元包括电网概况模块、水电电量信息模块、火电电量模块、燃情情况模块、故障与缺陷信息模块、计划检修情况模块、设备信息集中展示模块、解环点提示模块、风险预警信息模块、一次接线图模块、受阻出力信息模块以及集成信息展示模块。
调度运行全景展示系统采用J2EE+Oracle+OpenGIS的技术来实现，通过业务规则引擎进行灵活配置，能够快速定制出所需的调度运行展示场景与视图；通过OpenGIS与矢量渲染引擎的结合，将调度运行信息与地理图、线路图等图形化界面整合在一起，以更直观互动的方式展现；
调度运行全景展示系统采用Java技术的主流框架Spring+Hibernate，使系统开发效率更高，层次更加清晰，各个单元或模块之间的耦合度减小，从而提高系统的灵活性、安全性、可移植性和维护性。
本发明通过数据资源管理平台，将数据从业务系统层进行集成，并按照不同的类型，进行分类标示和存储，其中集成过程中主要使用ETL技术；依据具体的业务规则，数据通过业务规则引擎进行梳理和转换，使从不同业务系统获取的异构数据统一、规范，可识别；经转换的数据经过矢量渲染引擎，建立与地理图的关联关系，实现数据与地理图的坐标点绑定；绑定后，数据与展示规则相互匹配；在前端展示时，利用OpenGIS技术，先将地理图进行展示，然后通过矢量渲染引擎，找到对应的数据，并结合展示规则，在对应的地理图坐标点，将数据进行不同样式的展示。
本发明采用微软Windows server系统，数据库平台采用Oracle 10g企业版forwindows数据库平台，通过Oracle数据库提供的强大功能，以及稳定的数据库环境支持，保障系统数据的可靠性、可用性、可维护性和可扩展性；本发明通过符合南网统一标准的接口获取各个业务系统的数据，并进行相应整合；提供符合规范的相应接口和功能整合接口，能够兼容外部系统功能，同时提供外部系统引用的接口和方法。
实施例1
如图2所示，通过可视化大屏幕展示或桌面终端展示电网概况模块中统计出500kV和220kV的线路长度、变电站的座数、水、火电的装机容量等数据。
并在地理图上展现广西电网电力调度控制中心调管的水电厂、火电厂、变电站、流域的分布图，主网线路图、供电范围、输送电区域。通过与设备库关联，不同的电压等级、设备线路类型在地理图上以醒目颜色区分。
通过图层筛选面板，可根据线路、厂站、流域、电压等级等不同纬度进行图层显示筛选，以方便查看。
主界面分为左右两栏，左边为“电网概况”信息栏，右边为地理图展示区域。地理图可通过鼠标进行交换操作，如利用滚轮放大、缩小、拖拽移动等。可将“电网概况”信息栏收起，以增加地理图的可视区域。
实施例2
如图3所示，通过可视化大屏幕展示或桌面终端展示水电电量模块中列出广西电网电力调度控制中心调管的水电厂。通过鼠标点击选择某一水电厂，在地理流域图上对应的地理位置上显示信息框，展示出该电厂的电力数据。
电力数据将通过DMIS系统的水电电量数据中获取，具体包括流域、电厂的水电电量数据，平均负荷、日电量、月累计、去年同期月电量、月计划、月完成、月同期比、年累计、去年同期年电量、年计划、年完成、年同期比等信息。
电力数据信息框中显示的字段可由用户进行配置。主界面分为左右两栏，左边为“水电电量”信息栏，右边为地理流域图展示区域。地理流域图可通过鼠标进行交换操作，如利用滚轮放大、缩小、拖拽移动等。可将“水电电量”信息栏收起，以增加地理流域图的可视范围。
如图4所示，通过可视化大屏幕展示或桌面终端展示火电电量模块中列出广西电网电力调度控制中心调管的火电厂。通过鼠标点击选择某一火电厂，在地理图上对应的地理位置上显示信息框，展示出该电厂的电力数据。
电力数据将通过DMIS系统的火电电量数据中获取，具体信息包括火电厂、日发电量、平均负荷、日电量、月累计、去年同期月电量、月计划月完成、月同期比、年累计、去年同期年电量、年计划、年完成、年同期比、年累计利用小时、年累计利用小时同比等信息。
电力数据信息框中显示的字段可由用户进行配置。主界面分为左右两栏，左边为“火电电量”信息栏，右边为地理图展示区域。地理图可通过鼠标进行交换操作，如利用滚轮放大、缩小、拖拽移动等。可将“火电电量”信息栏收起，以增加地理图的可视范围。
如图5所示，通过可视化大屏幕展示或桌面终端展示燃情情况模块中列出广西电网电力调度控制中心调管的火电厂。通过鼠标点击选择某一火电厂，在地理图上对应的地理位置上显示信息框，展示出该电厂的燃情情况信息。
燃情情况数据将通过DMIS系统中获取，具体包括来煤、用煤、存煤、来油、用油、存油、可用天数、额定容量、月累计用煤、年累计用煤等信息。
电力数据信息框中显示的字段可由用户进行配置。
如图6所示，通过可视化大屏幕展示或桌面终端展示故障信息模块中列出出现故障的设备信息，如线路跳闸信息。通过鼠标点击选择某一故障记录，在地理图上对应的地理位置上显示信息框，展示出该故障的详细内容。
通过获取DMIS系统及数据集成平台的故障信息，将地图上的设备与设备库进行关联，在地图上标识发生的线路跳闸、机组跳闸、主变跳闸、母线跳闸等故障信息。
每天自动查询生产MIS中未消除的220kV及以上电压等级设备的紧急及重大缺陷，自动与地理图上的设备关联，在地理图上突出显示缺陷信息，实现动态的图形标识设备与缺陷信息的关联，点击设备可查看具体缺陷的详细内容。
主界面分为左右两栏，左边为“故障信息”信息栏，右边为地理图展示区域。地理图可通过鼠标进行交换操作，如利用滚轮放大、缩小、拖拽移动等。点击地理图上的标识点可显示出该故障信息的详细内容。可将“故障信息”信息栏收起，以增加地理图的可视范围。
如图7所示，系统自动从调度DMIS系统读取设备状态管理功能，获取已停运(及停运后已恢复)的设备信息，自动与地理图上的设备关联，并通过图标闪烁提示，点击显示检修信息概要。已停设备和待停设备分别使用表达其含义的图标进行区分。
在计划检修模块中列出从“调度DMIS系统检修票计划”读取的当天计划要开展的检修信息。自动与地理图上的设备关联，并通过图标闪烁提示。通过鼠标点击选择某一检修计划记录，在地理图上对应的地理位置上显示信息框，展示出该检修计划的详细内容。
信息框中显示的具体检修信息，可按用户自定义的格式进行显示。
如图8所示，在设备信息集中展示模块中列出全网的故障设备、计划停运设备(已停和等停设备)、缺陷设备信息。在地理图上用不同的颜色和图标对各类信息进行标注。可根据需要切换内容，包括：电压等级、故障信息、停运信息、缺陷信息等。
缺陷信息：可筛选输电、变电类型的设备信息进行显示。缺陷设备将根据缺陷等级分组显示，并以不同的颜色进行告警标示。
通过鼠标点击选择某一信息记录，在地理图上对应的地理位置上显示信息框，展示出该故障的详细内容。
如图9所示，在解环点模块中列出解环点设备，并在对应的地理图上将各解环点以图标进行提示。通过鼠标点击选择某一解环点，在地理图上对应的地理位置上显示信息框，展示出系统解环点变化对系统运行的影响。
在风险预警信息模块中按供电局进行分组，将各供电局35kV及以上电网风险列出。通过鼠标点击选择某一解环点，在地理图上对应的地理位置上显示信息框，展示出风险预警信息详细内容。
系统自动从调度DMIS系统及数据集成平台获取风险预警的信息，在地理图上标识预警分布范围、影响范围、预警的风险等级等信息。
一次接线图模块用于电网地理接线图格式转换和电网接线地理图展示；系统提供将CAD或SVG格式图形文件转换为符合OpenGIS标准的矢量地图的工具。可将电网公司已有的电网地理接线图转换为本项目中的地理底图；通过WebGIS技术，将电网地理接线图与广西省地图叠加显示，通过关联设备库使用厂站经纬度精确定位，并在地图上绘制出厂站标注。可利用鼠标进行交互操作，如：拖拽位移、滚轮缩放等；提供SVG上传的方式进行人工导入厂站一次接线图，另外提供自动获取的接口从OCS中下载SVG一次接线图。
受阻出力信息模块每天定时从调度DMIS系统获取电厂的受阻出力信息，在“厂站”信息栏根据区域分组列出厂站，在地理图中显示出厂站分布图。通过鼠标点击选择某一厂站，在地理图上对应的地理位置上显示信息框，显示受阻出力的电厂及出力数据。
集成信息展示模块每天定时从OCS Web外移数据库中获取南网各省区负荷数据，以图表的方式展示出各省区的负荷信息，以气象信息系统集成界面的方式，显示气象云图及天气预报。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：包括展示层、应用层、技术层、数据层以及业务系统层；所述业务系统层包括业务系统单元，用于为调度运行全景展示系统提供电网运行信息数据和气象信息数据支撑；所述数据层包括数据资源管理平台，用于从业务系统层中抽取各项信息数据，实现数据的集成和分类存储；所述技术层包括业务应用服务单元、业务逻辑单元和公共组件单元，用于进行数据转换和根据展示需求进行视图配置；所述应用层包括管理单元、应用集成单元和全景数据展示单元，用于对图形、地理信息、数据、系统以及数据业务规则进行管理，各应用系统的集成，并接收全景展示数据，进行全景展示；所述展示层为客户终端，用于可视化大屏幕展示和桌面终端展示。
2.如权利要求1所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：所述业务系统单元包括DMIS系统和气象信息系统，所述DMIS系统包括调度运行会议模块、调度值班模块和检修票模块，通过数据资源管理平台从DMIS系统的调度运行会议模块、调度值班模块和检修票模块中抽取所需信息和数据；所述气象信息系统通过链接或嵌入界面应用集成到所述调度运行全景展示系统中，用于提供气象信息数据的支撑。
3.如权利要求1所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：所述数据资源管理平台包括图元图形数据、电网运行模型数据、水电电量信息数据、火电电量信息数据、水情信息数据、燃情信息数据、地理信息数据、故障信息数据、计划检修信息数据、风险预警信息数据、接线图模型数据和缺陷信息数据。
4.如权利要求1或3所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：所述数据资源管理平台采用SOA架构和ETL工具来实现数据集成。
5.如权利要求1所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：所述管理单元包括矢量地图管理模块、数据管理模块、系统管理模块、数据业务规则管理模块、接口管理模块和维护更新流程管理模块；所述矢量地图管理模块，用于对矢量地图的新增、删除和修改；所述数据管理模块，用于对业务数据的新增、删除和修改；所述系统管理模块，用于对系统的账号权限管理和菜单管理；所述数据业务规则管理模块，用于对业务数据的业务逻辑编辑、维护以及与地理图的关联维护；所述接口管理模块，用于实现与外部系统的数据接口状态监控，日志记录；所述维护更新流程管理模块，用于实现对业务数据的更改、矢量图更改的审批流程。
6.如权利要求1所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：所述全景数据展示单元包括电网概况模块、水电电量信息模块、火电电量模块、燃情情况模块、故障与缺陷信息模块、计划检修情况模块、设备信息集中展示模块、解环点提示模块、风险预警信息模块、一次接线图模块、受阻出力信息模块以及集成信息展示模块。
7.如权利要求1所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：采用J2EE+Oracle+OpenGIS的技术来实现，通过业务规则引擎进行配置，定制出所需的调度运行展示场景与视图；通过OpenGIS与矢量渲染引擎的结合，将调度运行信息与图形化界面整合在一起。
8.如权利要求7所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：所述应用层采用J2EE技术实现，数据层采用J2EE+Oracle技术实现，展示层采用J2EE+OpenGIS技术实现，业务系统层采用J2EE技术实现。
9.如权利要求1所述的基于GIS的调度运行全景展示系统，其特征在于：采用Java技术的主流框架Spring+Hibernate。
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