導(dǎo)語：GIS牽引供電信息管理系統(tǒng)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:隨著我國電氣化鐵道的迅速發(fā)展，提高牽引供電系統(tǒng)信息管理的自動化水平，對于提高牽引供電系統(tǒng)的管理水平，保證電氣化鐵道安全運(yùn)行有重要意義。地理信息系統(tǒng)（gis）運(yùn)用地理模型對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理。提出了一種適合牽引供電系統(tǒng)的基于Arc/Info的牽引供電GIS平臺解決方案，通過平臺的試驗(yàn)應(yīng)用，表明該方案具有強(qiáng)大的二次開發(fā)能力，滿足工作節(jié)點(diǎn)多且分散的要求，能夠滿足牽引供電管理信息系統(tǒng)的要求。

關(guān)鍵詞:牽引供電；地理信息系統(tǒng)；平臺；選擇

Abstract:Theelectrifiedrailwayisdevelopingquickly.Oneoftheimportantproblemswefacedishowtoimprovetheworkefficiencyandreliabilityofthepowersupplysystem.GeographyInformationSystem(GIS)towardstovariousapplicationfieldshasbecomeatechnologyappliedinalmostallprojects,studyandmanagementfieldsbasedonspaceinformation.Inthepaper,GIShasbeenusedinthepowersupplysystemandanewmanagementsystemhasbeendesigned.Thisexampleshowsthepowerfultwicedevelopingability,whichcouldalsosatisfytheneedsofexcessiveandseparateworknodes.AllresearchesshowedinthispaperdemonstratethemethodcouldsatisfytheneedofpowersupplysystemGIS.

Keywords:thepowersupply;geographicinformationsystem;platform;choose

地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem，簡稱GIS）是地理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和信息管理學(xué)等多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物，它把相互聯(lián)系的各種地理方面的信息抽象為計算機(jī)可以表示和描述的數(shù)據(jù)存儲起來，利用計算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能對其進(jìn)行再加工，提出地理系統(tǒng)所關(guān)心的各種空間屬性以及與之相聯(lián)系的信息，并在此基礎(chǔ)上提供實(shí)時控制、自動決策與智能分析等功能。

1牽引供電信息管理系統(tǒng)需求分析

牽引供電系統(tǒng)包括牽引變電所（分區(qū)亭、開閉所）和牽引網(wǎng)，它們的狀態(tài)直接關(guān)系牽引供電系統(tǒng)安全運(yùn)行。供電段擔(dān)負(fù)牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)行及其維護(hù)工作。主要包括：系統(tǒng)的運(yùn)行管理；供電設(shè)備的維護(hù)檢修；事故搶修和記錄等。

這些工作涉及到大量施工圖紙、履歷檔案、檢修計劃、檢修數(shù)據(jù)、搶修工具車輛、搶修人員信息等技術(shù)資料。根據(jù)對供電段的現(xiàn)狀調(diào)查，絕大部分供電段仍然使用傳統(tǒng)的手工方式管理這些資料：各種資料分散，查找困難，特別是在發(fā)生事故時，很難快速準(zhǔn)確地獲取事故現(xiàn)場的有關(guān)信息（包括與地理空間相關(guān)的信息）。目前已有基于MIS的牽引供電信息管理系統(tǒng)，但由于功能限制，無法完成對牽引供電系統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)的管理，更無法完成與地理空間相關(guān)的分析。牽引供電信息管理本身涉及到大量地理空間信息，同時在日常工作中還需要進(jìn)行與地理空間相關(guān)的一些分析，而GIS系統(tǒng)正好能滿足這一要求。

2基于GIS的牽引供電信息管理系統(tǒng)的功能

分析牽引供電信息管理系統(tǒng)的主要使用者——供電段的需求，本系統(tǒng)設(shè)計的基于GIS系統(tǒng)的功能包括圖層管理、設(shè)備空間查詢、和事故搶修支持等。圖層管理功能，是基于GIS的地理數(shù)據(jù)采集和顯示；事故搶修支持功能中的最佳路徑分析是直接利用GIS的最佳路徑分析功能，飛行模擬的立體地形模型利用GIS的空間分析功能；設(shè)備空間查詢功能，基于GIS空間查詢功能進(jìn)行設(shè)計，實(shí)現(xiàn)設(shè)備直觀空間查詢。這幾種功能必須在GIS平臺上操作實(shí)現(xiàn)。

依據(jù)供電段的需求，系統(tǒng)還應(yīng)具備履歷簿管理功能、耗材管理、報表管理、運(yùn)營管理和實(shí)時數(shù)據(jù)管理等功能。這些功能涉及的信息相對獨(dú)立于地理空間信息，可以采用以往的管理方式，直接鏈接到GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。GIS系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備的空間查詢時要顯示設(shè)備屬性信息，因此，本系統(tǒng)開發(fā)了設(shè)備管理功能，以方便空間信息和屬性信息的鏈接。傳統(tǒng)的報表管理、履歷簿管理功能也在設(shè)備管理功能中實(shí)現(xiàn)?；贕IS的牽引供電信息管理系統(tǒng)需要具備主要功能如圖1。

圖1基于GIS的牽引供電信息管理系統(tǒng)的功能

3GIS平臺選擇的考慮因素

根據(jù)建立系統(tǒng)的需要，選擇GIS系統(tǒng)平臺時主要考慮以下幾個方面：

1)軟件的穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是在選擇軟件時首先要考慮的問題，軟件的穩(wěn)定性保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此要選擇具有大型工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的軟件作為系統(tǒng)的GIS平臺。牽引供電系統(tǒng)關(guān)系著電氣化鐵路的安全可靠運(yùn)營，所以系統(tǒng)更應(yīng)穩(wěn)定可靠。

2)軟件的數(shù)據(jù)兼容性

由于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)格式差別很大，而且在系統(tǒng)建成以后，系統(tǒng)還要與各種不同格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，因此數(shù)據(jù)的兼容性是衡量GIS平臺好壞的一個重要條件。

3)與數(shù)據(jù)庫的鏈接

采用大型數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)是一個發(fā)展趨勢，采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的查詢、統(tǒng)計及方便的數(shù)據(jù)更新，因此所選用的GIS平臺軟件應(yīng)該能支持大型數(shù)據(jù)庫。

4)與其它系統(tǒng)的融合

在軟件的選型上要保證在該平臺上開發(fā)的軟件能夠與其它系統(tǒng)集成、產(chǎn)品共享、產(chǎn)品格式互相轉(zhuǎn)換等，以實(shí)現(xiàn)所有管理信息系統(tǒng)的一體化。

5)模型化能力

地理信息系統(tǒng)的模型化能力，是指地理信息系統(tǒng)軟件所具有的對現(xiàn)實(shí)世界和用戶需求建立數(shù)學(xué)模型的方式和方法（如對地理空間信息進(jìn)行描述的三維模型等），以及描述某些因素特征、解釋某些現(xiàn)象、預(yù)測發(fā)展趨勢、方案優(yōu)化和輔助決策的能力。

6)二次開發(fā)能力

一個好的地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件不僅應(yīng)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲、組織、管理、操作和分析能力，還應(yīng)提供良好的二次開發(fā)能力。軟件的二次開發(fā)能力，是指軟件為用戶提供的用來進(jìn)行開發(fā)實(shí)用系統(tǒng)或?qū)嵱媚Ｐ偷哪芰?。用戶的需求是多種多樣和不斷變化的，任何一種地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件都不可能包羅萬象，不可能完全滿足用戶的所有目的和要求。這里的二次開發(fā)包括對原有系統(tǒng)進(jìn)行個性化改造（如刪除不需要的菜單、按照自己風(fēng)格安排菜單和按鈕等）、與其他工具開發(fā)的功能模塊的鏈接整合、提供二次開發(fā)工具（如編程語言）進(jìn)行功能擴(kuò)展等。

7)用戶界面的友好性

用戶界面的友好性是衡量一個軟件優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。用戶界面是用戶和系統(tǒng)交流的通道，是系統(tǒng)的外觀表現(xiàn)和具體操作平臺。系統(tǒng)使用者可能并不熟悉地理信息系統(tǒng)的專業(yè)知識，而只需要明確使用系統(tǒng)以及系統(tǒng)的實(shí)用性和正確性。因此，良好的用戶界面是系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵之一。

8)漢字處理能力

對我國的地理信息系統(tǒng)而言，無論是輸入(圖形、屬性)還是輸出(圖形、圖表、文字)，絕大多數(shù)為漢字格式。因此，采用的軟件系統(tǒng)必須具有良好的漢字處理能力。如界面菜單的漢化情況、漢字庫的支持、漢字與西文的切換能力、漢字的處理功能等。

此外，牽引供電系統(tǒng)的工作片區(qū)廣，地理環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備繁多，數(shù)據(jù)分布范圍廣，要求系統(tǒng)具有處理這些數(shù)據(jù)的能力；牽引供電系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備檢修更新等數(shù)據(jù),處于實(shí)時動態(tài)更新狀態(tài)，信息管理系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)也應(yīng)相映及時更新，使查詢準(zhǔn)確。

4基于GIS的牽引供電信息管理系統(tǒng)應(yīng)用試驗(yàn)

基于牽引供電信息管理的功能需求，進(jìn)行了基于GIS的牽引供電信息管理系統(tǒng)開發(fā)試驗(yàn)，這里選用ESRI公司的桌面GIS軟件中ArcInfo和ArcView；為了保證選用GIS軟件的運(yùn)行效率，在輔助軟件上選用上也做了充分考慮。

4．1基礎(chǔ)軟件選擇

ESRI是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所的簡稱，是世界唯一一家能夠支持全系列操作系統(tǒng)的GIS廠商。本系統(tǒng)將ArcInfo和ArcView有機(jī)結(jié)合建立基于GIS技術(shù)的牽引供電信息管理系統(tǒng)。

ArcInfo針對大系統(tǒng)而設(shè)計，ArcInfo是其系列產(chǎn)品中最經(jīng)典、功能最強(qiáng)大的專業(yè)產(chǎn)品，提供強(qiáng)大的二次開發(fā)功能。

ArcInfo核心模塊提供強(qiáng)大的分析

功能，包括網(wǎng)絡(luò)分析、拓?fù)浞治觥B加分析等。ArcInfo軟件除支持各種數(shù)據(jù)的輸入、輸出、編輯，專題圖制作，地圖分層疊加顯示、多種方式查詢統(tǒng)計等GIS軟件均可以完成的基本功能外，還提供了大量專業(yè)GIS分析功能，例如：動態(tài)分段技術(shù)、緩沖區(qū)分析，疊加分析、網(wǎng)絡(luò)追溯分析等。同時，ArcInfo還提供了適合于各種應(yīng)用的擴(kuò)展模塊如柵格分析模塊,3D分析模塊等。ArcInfo除采用傳統(tǒng)的GIS點(diǎn)線面數(shù)據(jù)模型外，還引入了一種全新的面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型（GeoDatabase）?？梢岳眠@個模型來定義和操作不同用戶或應(yīng)用的具體的模型（如：通信模型、流體模型、電力模型、和其他數(shù)據(jù)模型）。通過定義和實(shí)現(xiàn)這些地理數(shù)據(jù)模型，為創(chuàng)建和操作不同用戶的數(shù)據(jù)提供了一個功能完備的平臺。

在基本圖件處理、地理分析方面使用ArcInfo有很大的優(yōu)越性，故本系統(tǒng)建立過程中，在地圖數(shù)字化處理、屬性編輯和地理分析方面使用了ArcInfo。

ArcView在功能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了桌面制圖系統(tǒng)，它的可擴(kuò)展軟件結(jié)構(gòu)為GIS應(yīng)用提供了一個具有伸縮性的軟件平臺。ArcView集空間圖形、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計圖形、空間分析、網(wǎng)絡(luò)通訊、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計于一體，圖形用戶界面直觀，借助鼠標(biāo)即可完成許多GIS任務(wù)，用途廣泛。

ArcView以項(xiàng)目（project）作為基本應(yīng)用單元，項(xiàng)目是指一個被地理信息系統(tǒng)管理的特定區(qū)域，由一幅或多幅數(shù)字地圖來描述。ArcView采用可擴(kuò)充結(jié)構(gòu)設(shè)計，由基本模塊和可擴(kuò)充模塊功能組成。基本模塊包括：視圖、表格、統(tǒng)計圖、圖版、程序；可擴(kuò)充功能模塊有：空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析、三維分析、繪圖輸出、影像分析、追蹤分析等。ArcView開發(fā)編程語言，即Avenue，是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計、調(diào)制、開發(fā)工具。

值得注意的是，ArcView的項(xiàng)目文件并不包含構(gòu)成上述各種圖的空間分布型或表格型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，換言之，它僅是一種關(guān)于如何利用數(shù)據(jù)庫中的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)產(chǎn)生視圖、表格、統(tǒng)計圖、圖版，以及通過程序產(chǎn)生一個特定的GIS應(yīng)用或一組連續(xù)的相關(guān)GIS應(yīng)用的描述性文件。不過，它也記錄了原始地理數(shù)據(jù)在磁盤中數(shù)據(jù)庫內(nèi)的具體位置等參考信息。

系統(tǒng)建設(shè)過程中利用利用ArcView來集成數(shù)據(jù)，建立系統(tǒng)，并將其他工具開發(fā)的模塊鏈接到系統(tǒng)中，按照牽引供電系統(tǒng)管理的目標(biāo)建立個性化的操作界面。

4.2支撐軟件選擇

為了快捷地處理數(shù)據(jù)、方便數(shù)據(jù)管理，僅靠ArcInfo和ArcView還不能完成系統(tǒng)開發(fā)，需要其他軟件來輔助完成。

在數(shù)字地圖制作中，由于ArcInfo系統(tǒng)大，需要的硬件要求高，在地圖數(shù)字化方面沒有優(yōu)勢。而AutoCAD、CoreDraw等軟件支持?jǐn)?shù)字圖層，而且其需要的硬件條件較ArcInfo低，故在數(shù)字地圖制作過程中，利用了AutoCAD軟件。

本系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)庫的建立是一個主要內(nèi)容。ArcInfo的Tables模塊雖然是一個屬性數(shù)據(jù)庫管理功能模塊，但只能算一個簡單的數(shù)據(jù)庫模塊，其可操作性、輸入、界面定制等功能較弱，故屬性數(shù)據(jù)庫建立時還需要其他相關(guān)數(shù)據(jù)庫軟件來支持。系統(tǒng)選擇了常用的VisualFoxPro6.0來完成主要屬性數(shù)據(jù)庫的建立、部分屬性查詢等功能。

4.2應(yīng)用系統(tǒng)試驗(yàn)

根據(jù)分析，試驗(yàn)建立了小區(qū)域的牽引供電地理信息系統(tǒng)，通過試驗(yàn)表明，基于此平臺的管理信息系統(tǒng)，采用了以數(shù)據(jù)庫為中心的GIS體系結(jié)構(gòu)，并以數(shù)字地圖作為其核心數(shù)據(jù)，數(shù)字地圖的比例尺采用的是l：50000的比例尺，突破以往牽引供電信息管理系統(tǒng)不能涉及詳細(xì)地理信息的缺陷，將非地理屬性信息與地理信息有機(jī)結(jié)合，充分利用地理信息系統(tǒng)的空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析等功能，使?fàn)恳╇娦畔⒐芾硐到y(tǒng)具有直觀性、臨場感，實(shí)現(xiàn)動態(tài)信息查詢、決策分析等功能。

圖2系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)開發(fā)圖

圖3試驗(yàn)系統(tǒng)的路徑查詢查詢功能

5結(jié)論

為了提高牽引供電系統(tǒng)信息管理的自動化水平和管理水平、保證電氣化鐵道安全運(yùn)行，采用基于Arc/Info的牽引供電GIS平臺解決方案是可行的該方案具有強(qiáng)大的二次開發(fā)能力，滿足工作節(jié)點(diǎn)多且分散的要求，能夠滿足牽引供電管理信息系統(tǒng)的要求。

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