许童羽，孔德尉
（沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳110161）
摘要：为了改进传统线路巡检工作，提高输配电设备运行维护管理水平，提出以掌上电脑为硬件支撑、基于卫星全球定位和地理信息系统等技术的巡检系统的设计方案。GIS/GPS 通过整合成新系统，可以提高电力巡检系统的工作效率和运行质量，使故障定位更加准确、显示方式灵活多样，并能更好地进行分析与决策。在对新系统的技术可行性、经济可行性及社会需求进行分析的基础上，提出系统设计的原则、开发平台的选择及具体的设计方案。同时，在嵌入式GIS 设计中，还应注意内存使用、屏幕空间占用以及字符集选择等问题。 关键词：电力巡检；GPS ；eSuperMap ；Microsoft.NET Framework C#中图分类号：TP274
文献标识码：A
文章编号：1674-1161(2009)06-0056-03
GIS/GPS in Power Patrol System
XU Tongyu ，KONG Dewei
(College of Information and Electrical Engineering,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China)
Abstract:In order to improve the work of routing inspection and maintenance of transmission and distribution equipment,this article puts forward the idea of designing patrolling system supported by palm computer and based on GPS and GIS technologies.The newly in -tegrated system of GIS/GPS can improve the work efficiency and operational quality,making the fault location more precise and more flexible,which helps to offer better analysis and decisions.This article,on the basis of analysis of technical and financial feasibility and its social demands,puts forward the design principle and selection of development platform as well as the specific designing scheme.Furthermore,such considerations as the use of EMS memory,screen space occupation and selection of character set in the designing of embedded GIS have been discussed in this article.
Key words:electrical power patrolling ；GPS ；eSuperMap ；Microsoft.NET Framework C#
随着电网规模的不断扩大及电网结构的进一步复杂化，提高输配电设备运行维护管理水平成为急需解决的问题[1-3]。因此，需要改造传统线路巡检工作，使其更适应实际工作需要。GIS 广泛应用于测绘
、制图、资源和环境管理等领域，GIS 、GPS 与移动智能设备的结合必将成为地理信息系统的发展趋势
[4-6]
。
为了改进传统线路巡检工作，提出以掌上电脑为硬件支撑、基于卫星全球定位和地理信息系统等技术的巡检系统的设计方案。
1可行性分析
线路巡检管理是有效保证输配电线路及设备安
全的一项基础工作。巡检员通过巡视检查来掌握线路运行状况及周围环境的变化，及时发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，提出具体检修意见，以便及时消
除缺陷、预防事故发生，将故障损失控制在最小范围内，从而保证输配电线路安全和电力系统稳定。由于企业管辖的输电线路具有电压等级多、输电线路长、地域分布广和长期暴露在自然环境中等巡视管理上的难点。因此，对于巡检工具和巡线方法的可行性研究尤为重要。
1.1技术可行性
嵌入式操作系统能运行于各种不同的处理器上，
其内核小、效率高，并且具有高度的模块化和可扩展性。而GPS 是由美国国防部投资并控制的一个卫星导航系统，是由美国军方控制，专为美国军方设计的。
背光模组
GPS 最初的设计目的是为美国军方彻底解决海上、空
中和陆地运输的导航和定位问题。GPS 卫星发送的导航定位信号是一种可供无数用户共享的信息资源，可以为GIS 提供矢量格式的坐标数据。目前的GPS 信号接收机小巧、轻便、功能强大，可以通过建立集成
变压器油箱PDA 、GPRS 和GPS 的工作平台来实现无线传输巡视
信息。
收稿日期：2009-09-21
作者简介：许童羽(1967—)，男，博士，副教授，硕士生导师，从事电力企业信息化、电能质量分析等领域的科研工作。
第6期总第186期
No．6Total No．186
2009年12月
Dec ．2009
农业科技与装备
Agricultural Science＆Technology and Equipment
1.2经济可行性
GPS信号接收机分为导航型接收机和测地形接收机。导航型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度，巡视人员只需配置导航型GPS信号接收机即可。这类接收机价格较便宜，一般在2000元左右，再加上一些配套软件的订制开发费用，无需投入大量资金即可实施。
1.3社会需求
巡线管理系统能够规范巡查人员的监督，加强巡查和检修工作，保证线路输送网安全运行，提高供能
、用能管理自动化水平和工作效率，提高经济效益和社会效益。因此，它其对改进电力巡检工作具有极大的促进作用和较高的实用价值。
2系统设计
毛发生长剂2.1系统设计原则
GIS具有独特的空间分析能力、快速的空间定位搜索、复杂的查询功能、强大的图形创造和可视化手段以及空间决策支持功能。而GPS可以提供实时的定位信息。所以，将GIS和GPS技术相结合应用到电力巡检系统当中，可以使故障定位更加准确、显示方式灵活多样，以便能更好地进行分析与决策。
2.2开发平台的选择
系统的开发平台选用eSupermap和Microsoft. NET Framework C#编程工具。eSuperMap是北京超图地理信息技术公司推出的一款开放的嵌入式地理信息系统(embedded GIS)软件开发平台，能够满足对嵌入式GIS开发和应用的需求。Microsoft.NET Frame-work C#作为Microsoft公司推出的专门用于开发嵌入式程序的工具，具有高效、节省资源等特点。本系统使用eSuperMap的最新版本eSuperMap2008作为基础类库，内容包括头文件和不同版本硬件设备（主要是CPU）的静态库、动态库，系统可以通过eSuperMap 数据转换工具将*.sdb类型的数据文件转换成PM2格式的数据文件。
2.3设计方案
整个系统可分为移动数据采集与定位、巡视后台管理、数据通信3个子系统。
巡检员使用手持型PDA+GPS设备，利用其内部的地图和GPS信息进行定位和导航，并通过记录航点和航迹的方式来保存巡检员的巡逻轨迹。PDA +GPS设备自动记录巡检任务的时间和空间位置，并以此作为检验巡检工作有效性的依据。巡检员可根据PDA上的提示信息进行现场检查，记录线路情况及故障信息。
在结束室外的巡查工作后，巡检员使用数据线连接PDA与计算机，将巡线数据传输并保存到统一数据库中。操作人员在局域网内的任何终端通过不同的访问权限，可以查询巡检人员的工作时间、轨迹和相应的设备运行数据；并可通过统计查询模块检验巡检人员的巡检到位率、设备的故障率、设备运行指标的变化趋势、设备异常的区域分布、设备异常情况的发生时间和处理结果等，统计结果可用业务报表的方式打印出来。
3嵌入式GIS设计中应注意的问题
3.1内存使用问题
为了满足设计中的内存需要，应该注意以下问题：1）选择合适的算法，特别是在选择空间分析算法
时，尽量减少实体的内存分配空间；2）保持静态变量的数值和数量为最小；3）集中分配应用程序的内存，并检查内存分配的返回值。
3.2屏幕空间的占用问题
本系统采用横向分块索引方式，通常只显示地图上的小块区域，屏幕之外的地图数据不参与显示，也就没有必要读入内存参与计算。这就需要从地图数据集合中，快速选出当前屏幕参与显示的数据子集。
目前，空间索引种类比较多且各有优缺点。试验结果表明，网格索引在查询方面效率最高。这是由于网格索引可将整个图幅范围按网格进行划分，对跨网格的线、面事先依网格裁减，裁减后会生成多个子图元，可分别存储到不同的网格索引单元里。而其他索引都不同程度的存在冗余数据的读取和处理过程，从而降低了整个地图显示的效率。从理论上来说，逻辑层调度的单位数据量等于1个物理存储块的大小时，效率最高，因此，控制好逻辑层I/O数据读取的粒度，能保证较好的效率。此目标可通过针对不同数据进行测试并不断调整参数来实现。
3.3字符集的选择问题
嵌入式GIS应用程序必须使用Unicode字符集。Uincode是世界范围的字符标准，可使应用程序更易于
国际化。Wndows CE是基于Unicode的操作系统，即操作系统向用户显示的所有文本实际上都是Uni-code文本，也就是说所有的常用控件（下转第61页）
2009年第6期许童羽等：GIS/GPS在电力巡检系统中的应用57
参考文献
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[7]沈祥，祝项英，金乃正.无人值班变电站远方监控系统的设计和应用[J].电力系统自动,2004,28(2):89-90.
3.3
远程防盗报警诊断
在变电站巡检移动机器人的应用中，监控中心需要对环境中的可疑目标进行重点监控，并对可疑目标进行报警和录像，以便引起操作人员的注意和今后查证。系统利用视频采集压缩传输模块提供的原始视频数据，分析出视频相对于背景运动的目标，提取出运动口标的区域，通过声音和文本报警提示监控人员注意，并在移动物体出现时进行录像。
4结语
介绍了变电站设备巡检的重要性以及主要的巡
检内容，对变电站设备的2种巡检方式进行了简单的论述，并且着重介绍了智能巡检移动机器人的软硬件结构和主要模块设计可实现的功能。应用智能巡检移动机器人后，系统操作人员只需通过后台计算机收到的实时数据、图像等信息，即可完成变电站的设备巡检工作，使机器人系统的非接触式移动检测与变电站综合自动化的接触式监控相结合，真正形成变电站设备全监控，大大提高变电站设备运行的安全可靠性。商场柜台制作
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参考文献
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4结语
嵌入式GIS 和移动GIS 将发展成为当今社会最
基本的服务系统之一，目前已运用于多个行业中。GIS 与移动智能设备的结合是地理信息系统的发展趋势，并已经在电力巡检工作中发挥作用。随着科技的进一步发展，该系统必将为供电工作作出更大的贡献。
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2009年第6期黄彬等：移动机器人在变电站设备巡检系统中的应用研究61
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