一、 概要
随着计算机技术的飞速发展，地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）在整个电力行业中得到了越来越广泛的应用，引入GIS系统已经成为现代电力企业提高管理水平和工作效率的有效手段。传统的基于二维坐标的GIS系统，其空间表现和分析能力受到很大的局限性，因此电网信息的运行和管理的需求出发，建立一个三维的电网信息管理系统将产生巨大意义。
电网三维虚拟现实以支持“数字城市”或“数字设施”的概念出发，把电网从二维向三维发展，虚拟现实技术可以使电网信息的表现更真实、丰富、具体、精确，从静态数据处理向动态发展。通过建立方位数据中间层的方法将地表数字高层模型、输电设备、变电站、电厂等三维模型及各类属性信息有机的结合在一起，从而满足对输电线路、变电站、电厂的各类维护及查询要求，并为运行管理、施工培训、模拟分析等高层应用构建良好的开放性框架。
采用动态实时建模技术实现对地上电网设备和地下电缆资源的三维实时展示，真实反映地上设备状态、网络分布，地下隧道、管道的结构，电力管道和其他管道的交叉情况，电缆的敷设情况，为电网空间资源的精细化管理打下坚实的基础。
二、 建设内容
1. 建立基础数据服务平台
通过集中管理变电站，线路，电缆，杆塔，隧道、电缆图形数据、资产台帐数据，实现企业内信息资源的高度共享；借助于GIS、GPS、GPRS等现代化的设备和信息技术，实现数据采集、分析、处理及入库工作的流程化管理，确保数据中心的信息与现场实际情况一致。 统为电力企业电网相关管理部门及企业决策人员，提供电网运行管理所需的图形数据访问服务，如电网分布图、电网断面图、电网接线图等各种电网专题图的浏览。同时提供电网资产信息的快速检索及统计服务，供各级生产管理人员使用，以便使他们能够随时、快速、简便、高效地获取电网基础信息。
2. 提供三级决策支持工具
通过全面的电网数据访问服务，可以为企业决策层、管理层及基层管理人员提供辅助决策支持。对于企业决策层，系统提供多层面、多视角的电网
整体信息综合及分析功能，其结果可以作为企业决策层进行电网管理、电网改造等的依据；对于企业管理层，系统提供电网基本信息检索及分析功能，其结果是企业管理层制定电网运行方式、分析电网潜在隐患的基础；对于基层管理人员，系统提供电网当前运行数据检索及分析功能，其结果是基层管理人员运行维护电网的重要依据。 3. 经济效益和社会效益
通过三维电网资源管理，电网管理人员可以及时、快速、简便地获取分析和决策所需的关键信息，缩短分析和决策所需的时间，减少人力资源消耗，实现高效率、低成本的电网管理。 可以为电网的科学管理提供有力的技术支撑，有利于培养现代化的电力企业运营管理人才，提高电网管理人员的综合素质，提高企业运营管理水平，提高电力企业资产利用率，降低资产损耗。
随着社会现代化水平的不断提高，社会对电能的依赖程度也在不断增加，电能已经成为工业企业及居民生活不可或缺的要素。电力企业运行管理水平的提高，不但可以为自身创造良好经济效益，而且还可以减少电网运行对环境及居民生活产生的不良影响，减少工业用户及居民用户的停电次数和停电时间，降低电力输送故障给社会造成的损失，从而创造良好的社会效益。
三、 主要内容
1. 电网资源数据采集和建模：使用数据采集器进行空间资源数据的综合采集，完成对静态基础电信息和动态电网信息的重组，并保证数据的正确性、可读性，避免大量数据的冗余。具有空间资源信息的实时自动检测、监控、更新及存储的功能。
2. 电网资源管理：存储系统所需的基础数据，提供平台与其他子系统的信息接
口。根据客户要求和内在联系，对采集来的信息在一定的准则下加以分类、统计、关联，挖掘出更深层次的信息，以用于电网空间资源的综合管理和决策分析，并实现全网资源的集中调度。
3. 电网资源维护：通过GIS综合信息平台，将电网的巡检作业信息、缺陷处理
信息、设备运行信息，线路信息、设备台帐达到共享，为公司管理层提供规范、科学、集中统一的管理手段和决策依据，对代维公司日常巡检工作的落实提供了过程跟踪和有效考核。确保电力设备、电网资源的可靠稳定运行。 4. .综合应用：提供整个电网资源的各种拓扑呈现及资源信息图纸生成，为全面、
快速、准确的掌握电网现状提供支撑；对线路运行状态进行分析与判断；在发现故障缺陷时，对线路故障点进行辅助定位；同时具有多种发布电力网络信息的能力，以调节、诱导或控制相关区域内的电力突发重大事件。
四、 建设一般流程
1. 数据采集和输入
2.
导入 DEM 数据模型文件。
3.
创建电网资源。
4.
建立三维模型。
5. 6.
形成三维景观。
建立对应的三维空间分析应用。
五、 三维电网GIS建设过程
图1：建立三维数字模型
图2：通过google平台建立的三维视图
图3：三维变电站场景俯视
六、 应用范例
以三个时间段建立时间序列的研究区域，即2006、2008和2010年。选择2006年的数据资料作为电网发展过程中的基础阶段，而以2008年电网数据资料作为反映城市发展变化阶段，还选择2010年就作为以后未来发展的情况反映.
图1.数字正射航片
在该区域内采集了基础地形图、图片以及其它历史文档，同时利用数字正射影像图作为评估城市的当前状况和规划情况
图2三维建模
搭建三个时间段的数据的三维场景，以便用来反映城市土地利用的变迁情况，对整个城市进行漫游等。
图三：三维场景创建
图四：历史与现状地理信息在ArcScene模块中的模拟
七、
特点
1、三维电网为电力部门建立统一的、图形化、智能化的电网空间资源综合信息平台，通过三维GIS平台对电网的物理资源和逻辑资源进行科学合理的管理，实现对电网的网络组织和优化，为决策和维护部门提供实时定量的分析，为电网规划和设计提供依据。
2、通过三维电网GIS实现全网空间资源数据的共享，同时按照用户的要求对电网做出多种分析，例如：设备电源路径分析、设备供电范围分析、指定方式下负荷统计、电网合理程度分析、停电影响范围分析等。
3、电力空间资源数据支持三维和二维的同步显示和数据更新功能。在二维GIS系统中绘制变电站、杆塔，输电线路，电缆小间、电缆终端站、隧道、沟管、电力井、通风亭、电缆段、电缆接头、终端头、避雷器、分支箱等构筑物和设备，并维护相关台帐信息，为三维模型数据的建立提供原始数据。提供电网实际接线图、变电站一次接线图、电网规划图、电网三维矢量图等电网运行管理所需要的图形数据。同时，系统还可按实际生产要求生成各种专题图，例如：交叉跨越图、输电三线图、线路相位图、沟管断面图、变电站联络图、配电单路图等。
4、提供电网运行管理所需的图形数据访问服务，包括：隧道分布图、隧道断面图、电缆接线图等各种电网专题图的浏览。以及电网资产信息的快速检索及统计服务，供各级生产管理人员使用，以便使他们能够随时、快速、简便、高效地获取电网基础信息。
5、通过三维电网GIS，网络管理人员可以及时、快速、简便地获取分析和决策所需的关键信息，缩短分析和决策所需的时间，减少人力资源消耗，实现高效率、低成本的网络管理。可以为企业决策层、管理层及基层管理人员提供辅助决策支持。对于企业决策层，系统提供多层面、多视角的网络综合信息及分析功能，其结果可以作为企业决策层进行网络管理、网络改造等的依据；对于企业管理层，系统提供网络基本信息检索及分析功能，其结果是企业管理层制定网络运行方式、分析网络潜在隐患的基础；对于基层管理人员，系统提供网络当前运行数据检索及分析功能，其结果是基层管理人员运行维护网络的重要依据。
八、 平台选择
1) 操作系统平台
数据库服务器使用Unix或Linux操作系统或Windows 2003 Server，客户端操作系统选用Windows XP Professional操作系统。 2) 地理信息系统平台
系统使用ESRI公司使用ArcSDE作为空间数据库引擎、使用
ArcGIS Engine及其3D扩展模块（ArcGIS 3D Analyst，ArcGlobe ，ArcScene）作为客户端开发平台。 （也可采用GOOGLE 3D引擎） 3) 数据库平台
三维电网数据量比较大，对数据库平台的性能、响应时间以及数据的安全性都有很高的要求。因此采用Oracle数据库作为系统建设的数据库平台。
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