文章對電力地下管線從數(shù)據(jù)采集到信息化管理提出整體解決方案。該方案以地理信息、移動GIS、物聯(lián)網、三維GIS、信息通信為技術支撐，以移動終端采集工具、基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及管線三維管理平臺為管理手段，輔助電力企業(yè)實現(xiàn)對電力地下管線的精細化管理，提升電力地下管線數(shù)據(jù)的準確性、完整性，確保管線資源合理利用和有效建設，為規(guī)劃、建設、運行等業(yè)務應用提供輔助支撐，實現(xiàn)對電力地下管線的管理直觀、清晰，整體上達到可控、在控、能控。

0、引言

隨著城市建設的快速發(fā)展，城市電力基礎設施逐步轉到地下進行建設，電力地下管線數(shù)量逐年增加，并呈現(xiàn)管線規(guī)模日益龐大、管線類型眾多、管理復雜度高的特點，管理問題日益突出，管理模式也越來越不能滿足日常需要。且隨著國家電網公司堅強智能電網的建設，電力企業(yè)的管理水平持續(xù)提升，對管理的精益化和精細化也提出了更高的要求，對電力地下管線的信息化管理需求強烈。

2013年11月22日，青島發(fā)生燃氣電纜通道爆炸，該事件受到高度重視，國家相關部門迅速下發(fā)地下管線相關的管理文件，要求開展地下管線的建設與管理工作。2014年6月，國務院辦公廳下發(fā)了《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》(國辦發(fā)[2014]27號)，要求各省(自治區(qū)、直轄市)人民政府重視城市地下管線建設。電力地下管線作為城市地下管線的重要組成部分，電力企業(yè)應當積極響應國家政策，加快行動，引領全國地下管線設施信息化管理標準化建設實踐。本文闡述一種應用地理信息、移動GIS、物聯(lián)網、三維GIS、信息通信等新興技術實現(xiàn)的電力地下管線信息化管理方案，以滿足當前電力企業(yè)越來越強烈的信息化管理需求。

1、方案概述

針對當前我國電力地下管線數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一、管線埋設現(xiàn)狀不明、缺乏信息化手段支撐、管理方式粗放等缺陷，本文提出利用信息化技術在電力地下管線管理的各階段將信息系統(tǒng)支撐采集、二維圖形化展現(xiàn)與管理、三維模擬及空間分析相結合，保障數(shù)據(jù)完整、準確，確保地下管線資源合理利用和有效建設，實現(xiàn)對電力地下管線的管理直觀、清晰，達到可控、在控、能控，大幅提升管線規(guī)劃、運行管理的工作效率，整體上提供信息化保障。

電力地下管線信息化管理的總體思路是依托探測、采集獲取成果數(shù)據(jù)，再通過二維、三維管理平臺實現(xiàn)對成果數(shù)據(jù)的管理和展現(xiàn)，利用數(shù)據(jù)庫技術完成有效存儲、查詢統(tǒng)計、分析應用，再在此基礎上搭建涵蓋移動作業(yè)、在線監(jiān)測、業(yè)務應用在內的深化應用，具體思路見圖1。

該方案從整體上可分為基礎支撐部分和深化應用部分，其中基礎支撐部分是整個方案的基石，是實現(xiàn)信息化管理的核心部分，本文對其展開論述，它包括移動終端采集、地下管線管理平臺，其中地下管線管理平臺又分為基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和管線三維應用。

2、移動終端采集

移動終端采集是指在進行電力地下管線數(shù)據(jù)采集過程中，通過移動終端對電纜、電纜通道、電纜井等地下管線設備設施進行數(shù)據(jù)采集。

2.1數(shù)據(jù)采集內容

電力地下管線采集在不停電的前提下，通過物探技術、測繪技術和電磁感應技術，采用安全的作業(yè)方式，對地下的每一條電纜進行探測，一般要求按變電所為單位，對電纜路徑、中間接頭、附屬設備進行精確定位，對變電站、桿塔、直埋電纜拐點、非開挖拖拉管電纜出入口等關鍵信息或設備點進行精確定位，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集;同時對作業(yè)現(xiàn)場進行影像拍攝，并整體實現(xiàn)井上井下三維實景照片。

為滿足采集工作需要， 對采集任務進行抽象，明確具體采集設備設施，包括：電纜、電纜井、電纜通道、電纜終端頭、中間接頭、電纜盤余、電纜終端站、電纜拐點、桿塔、變電站，各類設備設施間關系見圖2。

2.2移動終端采集模式

通過移動終端進行數(shù)據(jù)采集，建立任務機制，明確采集任務工作任務分配、實現(xiàn)采集成果檢查、達到內外業(yè)一體化，既有效提升工作效率、又保障了數(shù)據(jù)質量，其采集工作流程見圖3，移動終端界面見圖4。通過移動終端進行數(shù)據(jù)采集時，以下發(fā)的工作任務為采集工作入口，各類數(shù)據(jù)的采集方式見表1。

2.3方案特點

1)任務機制：采集全過程建立任務機制，通過任務的新建、下發(fā)、執(zhí)行、提交的全閉環(huán)管理，保障采集工作有序進行。

2)數(shù)據(jù)校驗：移動終端提供數(shù)據(jù)校驗功能，確保采集數(shù)據(jù)真實有效。

3)內外業(yè)一體化：以任務為單位，對執(zhí)行任務獲取的采集成果直接生成電子化數(shù)據(jù)，減免內業(yè)整理工作，提升整體采集效率。

3、基礎數(shù)據(jù)管理

基于信息管理系統(tǒng)以圖形可視化的方式實現(xiàn)對電力地下管線的專業(yè)化管理，完成對位置、走向、專業(yè)屬性、照片、竣工圖的全數(shù)據(jù)管理，提供多維度統(tǒng)計分析、專題圖、空間分析等應用。

3.1管理內容

基礎數(shù)據(jù)管理主要包括：圖形管理、臺賬管理、關系管理、照片管理、竣工圖管理，形成電力地下管線詳實、完整的數(shù)據(jù)資料，建立信息化管理的基礎。

1)圖形管理。根據(jù)采集得到的電力地下管線的位置、走向等數(shù)據(jù)，，形成基于位置的管線資源狀況圖，同時提供編輯維護，可進行圖形的完善優(yōu)化。

2)臺賬管理。對電力地下管線的各類對象分別進行專業(yè)臺帳維護，為臺帳數(shù)據(jù)的信息化留檔和真實有效性保障提供管理手段。

3)關系管理。電纜通道、孔位、電纜間存在復雜的關系，對這類關系數(shù)據(jù)的維護是電力地下管線基礎數(shù)據(jù)管理的難點，也是重點。

4)照片管理。對電力地下管線設備設施的現(xiàn)場照片進行管理，可存放到系統(tǒng)中，方便查詢，并實現(xiàn)留檔。

5)竣工圖管理?？蓪﹄娏Φ叵鹿芫€的CAD形式的竣工圖存放到系統(tǒng)中，實現(xiàn)留檔。

3.2系統(tǒng)主要功能應用

基礎數(shù)據(jù)管理以基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為支撐，系統(tǒng)主要從編輯維護、占用維護、查詢統(tǒng)計、管線資源分析、孔位占用專題分析、地下資源專題圖等幾方面提供應用支持，基礎數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能界面見圖5。

1)編輯維護。提供圖形編輯功能，滿足對采集數(shù)據(jù)批量入庫和自動成圖的需要，滿足手動修改完善的需要。

2)占用維護。以圖形可視化界面維護電纜通道的孔位排布、維護電纜對孔位的占用關系，滿足通道、孔及電纜間復雜關系的維護需要。

3)查詢統(tǒng)計。提供多維度查詢統(tǒng)計且對查詢結果進行深度挖掘，同時進行統(tǒng)計分析，并以圖表方式展示統(tǒng)計結果。

4)管線資源分析。統(tǒng)籌考慮空間連通和屬性約束分析當前管線資源狀況，規(guī)劃合理路徑，為建設施工及電纜占用提供輔助支持。

5)孔位狀態(tài)分析。按實際應用情況，對孔位建立空余、占用、已申請、保留、損壞等狀態(tài)，通過孔位狀態(tài)分析可直接獲取到各狀態(tài)孔位的數(shù)量。

6)地下資源專題圖。分析地下資源狀況，并以專題圖的方式直觀展示。實現(xiàn)對電力地下管線各類專題信息的直觀表達。

3.3方案特點

1)基于地圖可視化：整體基于地圖展示，并對電力地下管線設備設施建立標準模型。

2)全數(shù)據(jù)管理：具備對其位置、臺賬、走向、照片、竣工圖在內的全數(shù)據(jù)管理，形成對地下管線的檔案管理機制。

3)精細化管理：實現(xiàn)對電力地下管線的臺帳管理，并實現(xiàn)對電纜通道內部孔位或支架的排布管理。

4.2三維應用點分析

通過三維參數(shù)化建模完成三維模型及三維場景創(chuàng)建后，為管線三維管理平臺提供基礎數(shù)據(jù)，三維平臺提供包括二三維聯(lián)動、飛行瀏覽、三維量測、信息查詢、綜合分析等在內的應用支持，其功能界面如圖6所示。

1)二三維聯(lián)動。應用GIS及三維GIS等技術，分屏展示二維場景和三維場景。

2)飛行瀏覽。實現(xiàn)三維場景內的飛行瀏覽、移動、旋轉等，提供對三維模型的瀏覽查看。

3)三維量測。提供三維場景內的空間量測，包括水平距離量測、垂直距離量測、空間距離量測。

4)信息查詢。實現(xiàn)包括空間查詢、屬性查詢、臺帳查詢，滿足在瀏覽查看三維數(shù)據(jù)過程中對設備設施信息查詢的需要。

5)綜合分析。建立包括空間碰撞分析、最短路徑分析、縱斷面分析、水平凈距分析、連通性分析等在內的綜合分析，實現(xiàn)對電力地下管線數(shù)據(jù)的三維信息挖掘，為相關決策提供輔助支持。

4.3方案特點

1)參數(shù)化建模：應用參數(shù)化建模機制，實現(xiàn)根據(jù)采錄參數(shù)快速創(chuàng)建三維模型。

2)二三維聯(lián)動：建立二三維聯(lián)動機制，實現(xiàn)從二維和三維兩個視角對電力地下管線數(shù)據(jù)同時進行展示。

5、結語

本文提出的從電力地下管線數(shù)據(jù)采集到基礎數(shù)據(jù)管理及三維應用的管理方案能夠輔助電力企業(yè)實現(xiàn)對電力地下管線的數(shù)據(jù)摸底和信息化管控，可輔助電力企業(yè)做到家底清晰、管線資源使用可控，為規(guī)劃、建設、運行等業(yè)務提供支撐。且隨著電力信息化工作的持續(xù)推進，以及電力企業(yè)不斷深化的管理要求，未來對電力地下管線信息化管理的要求也將不斷加強。結合當前新興的移動、物聯(lián)網、傳感技術，將在此論文基礎之上，支撐實現(xiàn)涵蓋移動作業(yè)、在線監(jiān)測、業(yè)務應用等在內的深化應用建設，并最終實現(xiàn)對電力地下管線的全生命周期管理，達到全過程信息化與智能化輔助。

4)全面支撐業(yè)務應用：全面支撐規(guī)劃、建設、運行等業(yè)務應用，為電力企業(yè)實現(xiàn)對電力地下管線的精益化管理提供全面支撐。

4、管線三維應用

管線三維應用是應用三維GIS等技術對電力地下管線進行三維化管理，主要包括三維參數(shù)化建模，場景模擬和三維分析。

4.1參數(shù)化建模

電力地下管線參數(shù)化三維建模指按照生成三維模型所需的參數(shù)自動生成電力地下管線的三維模型。針對電力地下管線的特點，電力管線三維建?？砂磮D層簡化為管線段建模、電纜井建模、電纜建模等，首先建立地下管線的電纜井實體模型庫，在管線段實體模型生成時，插入相應的電纜井實體模型，并進行平移和旋轉，實現(xiàn)管線段和電纜井實體模型的同步生成。