關(guān)鍵詞：輸電線路；桿塔；最佳路徑 輸電線路是電力系統(tǒng)重要的組成部分，它將發(fā)電廠、變電站、配電設(shè)備和電力用戶聯(lián)結(jié)成一個有機整體，輸電線路的運行情況直接影響電力系統(tǒng)的可靠運行，關(guān)系到電力用戶能否使用高質(zhì)量電能，因而，保證輸電線路的正常運行，對提高電力系統(tǒng)的可靠性、安全性具有重要作用。目前，電力系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和信息管理技術(shù)，輸電線路管理現(xiàn)代化業(yè)已起步，過去一直被認(rèn)為粗放經(jīng)驗管理的線路工區(qū)，開始使用計算機進(jìn)行管理。經(jīng)過廣泛調(diào)研，結(jié)合實際工程，設(shè)計出輸電線路信息管理系統(tǒng)。
1 設(shè)計思想
根據(jù)輸電工區(qū)的實際需要和工作特點，確定系統(tǒng)的功能如下：
（1）輸電線路信息圖形能夠一屏和多屏顯示，具有漫游、標(biāo)圖和圖形快速切換功能。
?。?）具備對輸電線路信息圖形資料快速錄入功能。
（3）可快速查詢?nèi)我惠旊娋€路、桿塔在平面地形圖上的位置。
（4）可快速查詢?nèi)我粭U塔單線圖、結(jié)構(gòu)圖和桿塔全部材料表。
?。?）可快速查詢?nèi)我痪€路上的故障記錄及檢修記錄，并確定下一次巡線檢修的時間。
?。?）進(jìn)行道路拓樸網(wǎng)絡(luò)分析，對故障點可進(jìn)行道路選擇，給出線路搶修的最佳路線。
?。?）具備信息遠(yuǎn)傳功能，通過設(shè)定的通訊協(xié)議，可接入MIS系統(tǒng)，給多個部門提供信息服務(wù)。2 總體結(jié)構(gòu)
2．1 系統(tǒng)總體層次結(jié)構(gòu)
結(jié)合計算機技術(shù)，從功能分析得出系統(tǒng)的需求，由上向下對整個系統(tǒng)分解，分層確定應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2．2 模塊化設(shè)計
對系統(tǒng)各功能進(jìn)行模塊化設(shè)計，使其盡可能獨立，借以增強各模塊內(nèi)部各個成份之間的塊內(nèi)聯(lián)系，減小存在于模塊之間的塊間聯(lián)系；同時應(yīng)多設(shè)計公用模塊，既滿足應(yīng)具備的功能要求，又可簡煉程序，提高效率；采用面向?qū)ο笤O(shè)計方式、多窗體設(shè)計技術(shù)、內(nèi)存映象技術(shù)和傳統(tǒng)的下拉式菜單實現(xiàn)各模塊功能，使各模塊間轉(zhuǎn)換快捷，提高程序運行速度。
2．3 系統(tǒng)用圖的生成
系統(tǒng)用圖可用兩種方法實現(xiàn)。
?。?）對于內(nèi)容龐大且已有圖形資料（如線路斷面圖）的圖，可利用先進(jìn)計算機技術(shù)，用掃描儀對圖形進(jìn)行掃描，將圖形信息輸入電腦。這種方法具有建立速度快、形象直觀、信息量大等優(yōu)點（在較短時間內(nèi)可快速建立大型圖形數(shù)據(jù)庫）。
?。?）對不具備用方法1實現(xiàn)的圖，可使用計算機或制圖工具來繪制，如Photoshop、Autocad等常用軟件，主要針對那些圖形資料不全、沒有圖形資料和新制作的圖形，該方法速度慢且須具備一定專業(yè)技術(shù)知識。3 系統(tǒng)的主要功能及特色
3．1 信息查詢模塊
查詢模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示，該模塊可對輸入的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、瀏覽，通過簡單的人機交互，檢索到目的信息，如對5號桿塔的查詢，單擊操作菜單中“查詢”，在下拉菜單中選項“桿塔信息查詢”，屏幕提示“請輸入桿塔號：”，輸入“5”，便可得到5號桿塔的詳細(xì)信息：A：桿塔型：ZVX
B：桿塔高度：23．5m
C：導(dǎo)線懸掛點標(biāo)高：＊＊m
D：防振錘：（1）導(dǎo)線型號：＊＊個 ?。?）地線型號：＊＊個E：拉線型號：型號＊條（GJ－75＊4）F：瓷瓶：型號＊個（XWP－10＊14＊3）G：相鄰桿塔檔距：＊＊mH：相鄰耐張段檔距：＊＊m I：桿塔型簡圖3．2 圖形管理模塊
圖形管理按空間數(shù)據(jù)管理模式，模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。在各工程圖中，可用鼠標(biāo)進(jìn)行選線、選桿查詢有關(guān)內(nèi)容，也可按線路號、桿塔號查出桿塔的平面位置、周圍地形等。工程圖中的各類圖形各具不同的特點，線路平面圖具有標(biāo)出線路走向、給出桿塔號及地名的特點；線路斷面圖具有標(biāo)出海拔高度、桿塔地形、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等信息的特點；導(dǎo)線布置圖則在桿塔上清楚地標(biāo)出電力線A（黃）B（綠）C（紅）三相布置及三線換位的具體位置。在桿塔圖中，以桿型為基本單元，可查詢桿塔的結(jié)構(gòu)圖和明細(xì)表，重復(fù)使用的桿塔用同一型號數(shù)據(jù)。
3．3 統(tǒng)計匯總及打印模塊
根據(jù)用戶的要求，對某些數(shù)據(jù)可進(jìn)行單表縱向查詢以及多表橫向查詢，利用數(shù)據(jù)庫內(nèi)在功能進(jìn)行統(tǒng)計匯總，其結(jié)果可屏幕顯示，也可按各種報表格式打印輸出，供用戶使用。
3．4 最佳道路選擇
饋線自動化、小電流接地選線等技術(shù)已在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，使得輸電工區(qū)可對線路故障實施快速搶修。饋線自動化具有故障識別、定位和隔離功能，并將故障信息及時上傳至調(diào)度；小電流接地選線作為變電站綜合自動化中保護(hù)功能的一種，故障發(fā)生時，將故障信息形成報文，由通信系統(tǒng)傳送至調(diào)度；調(diào)度將故障信息處理后，送入供電局MIS系統(tǒng)，輸電管理系統(tǒng)將相關(guān)信息下載并進(jìn)行處理后，可給出事故地點的地形圖、桿塔號，程序通過最佳道路選擇模塊提供給搶修人員從供電工區(qū)趕赴故障桿塔的路線示意圖?！ ?br/> 圖4用數(shù)學(xué)式表示為G＝〈V，E〉，頂點集合V的元素是居民區(qū)和高壓線與道路的交接處，邊集合E的元素是頂點間行進(jìn)所需花費的代價，計算代價考慮與時間相關(guān)的道路長度、路況和擁擠程度等因素。圖4的鄰接矩陣為：計算工區(qū)節(jié)點F（即V1）到其它各節(jié)點的最佳道路，可以利用Di－jkstra算法求得。其過程如下：
步驟1：F＝1
D［I］＝cost［F，I］?。↖＝1，…，N）S＝｛F｝
V＝｛1，2，…，N｝
Y［I］＝F （I＝1，…，N） D為N個元素的數(shù)組用來存儲某一點到其他頂點的最短代價，F(xiàn)表示由一起始點開始，cost［F，I］是表示F點到I點的代價，V是網(wǎng)絡(luò)中所有頂點的集合，S也是頂點的集合。Y為N個元素的數(shù)組用來存儲從起點到目的地所經(jīng)過的頂點。
步驟2：從V—S集合中找一頂點t，使得D［t］為最小值，并將t放入S集合。
步驟3：根據(jù)下面的公式調(diào)整D，Y數(shù)組中的值。如果
D［K］＞D［t］＋cost［t，K］?。郏↘，t）∈E］則 D［K］＝D［t］＋cost［t，K］且 Y（K）＝t
此處K是指t的鄰接各頂點。
步驟4：差集V—S非空，重復(fù)步驟2和步驟3；差集V—S為空，計算完成。
根據(jù)圖4和Dijkstra算法計算得D、Y，分別為：
D＝［0，40，30，60，92，95，129，130］Y＝［1，3，1，1，2，3，4，6］
由故障點可選定就近公路上的節(jié)點X（X∈｛V4，V5，V6｝），通過Y數(shù)組找出最佳趕赴故障點維修的路徑，設(shè)X為V5，由Y（5）＝2可知，欲到達(dá)V5應(yīng)先到達(dá)V2，而到V2必須經(jīng)過V3，到達(dá)V3是從V1啟程的，因此，從頂點V1到頂點V5的最佳路徑是V1→V3→V2→V5。
如果一天內(nèi)需要搶修多個故障點，程序可以根據(jù)動態(tài)規(guī)劃原理先計算工區(qū)趕赴各故障點的代價，找出最小代價的故障點作為第一站，并將其作為下一站的起點，依次求得整個路線的順序和最佳路徑。3．5 數(shù)據(jù)信息的保護(hù)
由于數(shù)據(jù)信息為多個部門服務(wù)，提供的數(shù)據(jù)應(yīng)具備真實性、可靠性，因而需對各項功能操作設(shè)定不同的權(quán)限。擁有數(shù)據(jù)輸入權(quán)和修改權(quán)的操作員，能順利地對數(shù)據(jù)進(jìn)行各項操作，其他人員只可以調(diào)閱、瀏覽數(shù)據(jù)和圖表，不具備輸入和修改的權(quán)力。
3．6 備份、恢復(fù)數(shù)據(jù)
在系統(tǒng)運行過程中，某些數(shù)據(jù)信息隔年或季度后，可以存入磁盤（一方面歸檔保存，另一方面減小運行系統(tǒng)的內(nèi)存和硬盤占用量），當(dāng)需要重新使用原數(shù)據(jù)時再恢復(fù)。4 結(jié)束語
本系統(tǒng)以Windows98／WindowsNT為開發(fā)環(huán)境，采用先進(jìn)的軟件設(shè)計，具有美觀的窗口界面，操作簡便，全中文提示，圖文并茂，對數(shù)據(jù)處理具有保密技術(shù)措施，是適合電力輸電部門使用的一種綜合性信息管理系統(tǒng)，對于加快輸電線路信息管理微機化具有廣泛的使用價值。
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