技术
0、引言
随着城市建设的快速发展，城市电力基础设施逐步转到地下进行建设，电力地下管线数量逐年增加，并呈现管线规模日益庞大、管线类型众多、管理复杂度高的特点，管理问题日益突出，管理模式也越来越不能满足日常需要。且随着国家电网公司坚强智能电网的建设，电力企业的管理水平持续提升，对管理的精益化和精细化也提出了更高的要求，对电力地下管线的信息化管理需求强烈。
2013年11月22日，青岛发生燃气电缆通道爆炸，该事件受到高度重视，国家相关部门迅速下发地下管线相关的管理文件，要求开展地下管线的建设与管理工作。2014年6月，国务院办公厅下发了《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发[2014]27号)，要求各省(自治区、直辖市)人民政府重视城市地下管线建设。电力地下管线作为城市地下管线的重要组成部分，电力企业应当积极响应国家政策，加快行动，引领全国地下管线设施信息化管理标准化建设实践。本文阐述一种应用地理信息、移动GIS、物联网、三维GIS、信息通信等新兴技术实现的电力地下管线信息化管理方案，以满足当前电力企业越来越强烈的信息化管理需求。
1、方案概述
针对当前我国电力地下管线数据标准不统一、管线埋设现状不明、缺乏信息化手段支撑、管理方式粗放等缺陷，本文提出利用信息化技术在电力地下管线管理的各阶段将信息系统支撑采集、二维图形化展现与管理、三维模拟及空间分析相结合，保障数据完整、准确，确保地下管线资源合理利用和有效建设，实现对电力地下管线的管理直观、清晰，达到可控、在控、能控，大幅提升管线规划、运行管理的工作效率，整体上提供信息化保障。
电力地下管线信息化管理的总体思路是依托探测、采集获取成果数据，再通过二维、三维管理平台实现对成果数据的管理和展现，利用数据库技术完成有效存储、查询统计、分析应用，再在此基础上搭建涵盖移动作业、在线监测、业务应用在内的深化应用，具体思路见图1。
该方案从整体上可分为基础支撑部分和深化应用部分，其中基础支撑部分是整个方案的基石，是实现信息化管理的核心部分，本文对其展开论述，它包括移动终端采集、地下管线管理平台，其中地下管线管理平台又分为基础数据管理系统和管线三维应用。
2、移动终端采集
移动终端采集是指在进行电力地下管线数据采集过程中，通过移动终端对电缆、电缆通道、电缆井等地下管线设备设施进行数据采集。
2.1数据采集内容
电力地下管线采集在不停电的前提下，通过物探技术、测绘技术和电磁感应技术，采用安全的作业方式，对地下的每一条电缆进行探测，一般要求按变电所为单位，对电缆路径、中间接头、附属设备进行精确定位，对变电站、杆塔、直埋电缆拐点、非开挖拖拉管电缆出入口等关键信息或设备点进行精确定位，完成现场数据采集;同时对作业现场进行影像拍摄，并整体实现井上井下三维实景照片。
为满足采集工作需要， 对采集任务进行抽象，明确具体采集设备设施，包括：电缆、电缆井、电缆通道、电缆终端头、中间接头、电缆盘余、电缆终端站、电缆拐点、杆塔、变电站，各类设备设施间关系见图2。
2.2移动终端采集模式
通过移动终端进行数据采集，建立任务机制，明确采集任务工作任务分配、实现采集成果检查、达到内外业一体化，既有效提升工作效率、又保障了数据质量，其采集工作流程见图3，移动终端界面见图4。通过移动终端进行数据采集时，以下发的工作任务为采集工作入口，各类数据的采集方式见表1。
2.3方案特点
1)任务机制：采集全过程建立任务机制，通过任务的新建、下发、执行、提交的全闭环管理，保障采集工作有序进行。
2)数据校验：移动终端提供数据校验功能，确保采集数据真实有效。
3)内外业一体化：以任务为单位，对执行任务获取的采集成果直接生成电子化数据，减免内业整理工作，提升整体采集效率。
3、基础数据管理
基于信息管理系统以图形可视化的方式实现对电力地下管线的专业化管理，完成对位置、走向、专业属性、照片、竣工图的全数据管理，提供多维度统计分析、专题图、空间分析等应用。
3.1管理内容
基础数据管理主要包括：图形管理、台账管理、关系管理、照片管理、竣工图管理，形成电力地下管线详实、完整的数据资料，建立信息化管理的基础。
1)图形管理。根据采集得到的电力地下管线的位置、走向等数据，，形成基于位置的管线资源状况图，同时提供编辑维护，可进行图形的完善优化。
2)台账管理。对电力地下管线的各类对象分别进行专业台帐维护，为台帐数据的信息化留档和真实有效性保障提供管理手段。
3)关系管理。电缆通道、孔位、电缆间存在复杂的关系，对这类关系数据的维护是电力地下管线基础数据管理的难点，也是重点。
4)照片管理。对电力地下管线设备设施的现场照片进行管理，可存放到系统中，方便查询，并实现留档。
5)竣工图管理。可对电力地下管线的CAD形式的竣工图存放到系统中，实现留档。
3.2系统主要功能应用
基础数据管理以基础数据管理系统为支撑，系统主要从编辑维护、占用维护、查询统计、管线资源分析、孔位占用专题分析、地下资源专题图等几方面提供应用支持，基础数据管理系统功能界面见图5。
1)编辑维护。提供图形编辑功能，满足对采集数据批量入库和自动成图的需要，满足手动修改完善的需要。
2)占用维护。以图形可视化界面维护电缆通道的孔位排布、维护电缆对孔位的占用关系，满足通道、孔及电缆间复杂关系的维护需要。
3)查询统计。提供多维度查询统计且对查询结果进行深度挖掘，同时进行统计分析，并以图表方式展示统计结果。
4)管线资源分析。统筹考虑空间连通和属性约束分析当前管线资源状况，规划合理路径，为建设施工及电缆占用提供辅助支持。
5)孔位状态分析。按实际应用情况，对孔位建立空余、占用、已申请、保留、损坏等状态，通过孔位状态分析可直接获取到各状态孔位的数量。
6)地下资源专题图。分析地下资源状况，并以专题图的方式直观展示。实现对电力地下管线各类专题信息的直观表达。
3.3方案特点
1)基于地图可视化：整体基于地图展示，并对电力地下管线设备设施建立标准模型。
2)全数据管理：具备对其位置、台账、走向、照片、竣工图在内的全数据管理，形成对地下管线的档案管理机制。
3)精细化管理：实现对电力地下管线的台帐管理，并实现对电缆通道内部孔位或支架的排布管理。
4)全面支撑业务应用：全面支撑规划、建设、运行等业务应用，为电力企业实现对电力地下管线的精益化管理提供全面支撑。
4、管线三维应用
管线三维应用是应用三维GIS等技术对电力地下管线进行三维化管理，主要包括三维参数化建模，场景模拟和三维分析。
4.1参数化建模
电力地下管线参数化三维建模指按照生成三维模型所需的参数自动生成电力地下管线的三维模型。针对电力地下管线的特点，电力管线三维建模可按图层简化为管线段建模、电缆井建模、电缆建模等，首先建立地下管线的电缆井实体模型库，在管线段实体模型生成时，插入相应的电缆井实体模型，并进行平移和旋转，实现管线段和电缆井实体模型的同步生成。
4.2三维应用点分析
通过三维参数化建模完成三维模型及三维场景创建后，为管线三维管理平台提供基础数据，三维平台提供包括二三维联动、飞行浏览、三维量测、信息查询、综合分析等在内的应用支持，其功能界面如图6所示。
1)二三维联动。应用GIS及三维GIS等技术，分屏展示二维场景和三维场景。
2)飞行浏览。实现三维场景内的飞行浏览、移动、旋转等，提供对三维模型的浏览查看。
3)三维量测。提供三维场景内的空间量测，包括水平距离量测、垂直距离量测、空间距离量测。
4)信息查询。实现包括空间查询、属性查询、台帐查询，满足在浏览查看三维数据过程中对设备设施信息
