基于奥维地图的规划可视化研究与应用

徐沛东，罗宗杰，周艳伟，文彬

（广东电网责任有限公司湛江供电局，广东 湛江 524005）

0 引言

智能电网建设已成当今时代电网发展的潮流，引领着各种新型传感器、监测及通信等软硬件技术的发展，由此产生了大量数据的信息，传统电网在信息处理能力与信息表达方式上存在的弊端逐渐显露，已无法满足“大数据”时代的发展要求。电网规划以这些数据为依据，具有数据量大、不确定因素多、涉及领域广等特点。因此，如何从电网的“数据海洋”中提取、整合、清洗、筛选出电网运行的基础数据，并且运用人类信息感知与思维逻辑的方式实现高效的信息加工，以直观、生动的可视化方式传递给电网运行人员，提高电网运行人员对于电网运行数据与信息的感知能力与分析效率，成为智能电网可持续发展的道路上亟需解决的关键性问题[1]。

目前南网规划辅助决策系统在功能上，已实现对各个电网核心基础数据系统的数据提取、整合、清洗、筛选，但在规划辅助决策方面仍存在一些不足，缺少后评价指标展示，尤其在与电网发展密切相关的政府规划、土规、工程建设指标等方面未有效整合，在新能源、充电站、保底电网方面未有综合统一，缺少有效的可视化展示平台把项目库的规划成果进行展示，不能全方位支持配网精准规划[2]。

1 基于奥维地图的可视化方法

1.1 奥维地图的特点

奥维地图是一款专业且功能强大的地图导航软件，该地图集成了Google地图、卫星地图、地形图、Bing卫星图等高线地图、三维地图、百度地图、搜狗地图等多种网络版电子地图，除了精准的地图导航功能外，还拥有全球地图离线下载、全球语音导航、好友位置共享、轨迹记录、实时路况、指南针、地图标记收藏等功能[3]。

1.2 数据融合方法

GIS系统数据、辅助决策系统数据、奥维地图相互为独立系统时，系统内数据相互为孤岛数据且不完整，不能满足规划可视化业务所需，无法全方位支持配电网精准规划。数据融合为规划可视化工作打下数据基础，使数据展示、方案自动规划等规划操作成为依托[4]。

奥维规划可视化终端“收藏夹”数据采用服务端统一存储管理，通过登录鉴权的奥维客户端可下载或上传数据权限范围内相关奥维地图数据。奥维地图数据与辅助决策系统业务数据、GIS系统数据，通过可视化规划服务端进行数据融合，使奥维地图数据在规划可视化终端展示时具备相关业务属性。辅助决策系统与GIS系统数据来源分为两种[5]：接口对接与数据文件导入，其结构框架如图1所示。

1.3 基于奥维地图的可视化展示方法

1.3.1 多图层展示

奥维规划可视化终端以多图层树状结构展示数据内容，图层结构由规划可视化系统统一定义管理，其规则是按照行政区域及具体图层业务用途划分，可有效控制画面复杂度，图层结构有供电分区、电网现状、负荷预测、问题库、项目库、电网诊断。

1.3.2 图表及文档展示

针对空间信息的图上展示需求，在深入了解图标、线型展示规范的基础上，采用图表及文档的形式进行展示，包括设备信息与经纬度数据详情、问题设备以特定约束形式显示（如显示不同颜色、大小、透明度等）、问题设备的问题清单详情、自动规划方案展示等，从而将简单的电网图形提升为相关信息的高效集中展示窗口[6]。

1.3.3 人机交互

支持人工调整规划方案，包括手工增加工程内容、调整设备位置、设置相应参数，并且记录调整后的内容，对人工调整后的自动规划方案进行校验，返回校验结果及详情，并生成规划方案报告。具体包括方案是否通过状态及通过后的方案指标提升情况、工程造价情况、工期情况等。

综上所述，基于奥维地图的可视化展示具有独特的规范、高效、灵活等优势，十分适于作为电网信息可视化展示的主要手段运用于配网精准规划。

2 可视化平台集成与方法库开发

运用GIS系统电网设备地理坐标信息与奥维地图同步技术，以南网规划辅助决策系统的电网规划的数据为基础，并结合政府规划、土地利用规划，构建各个数据源系统的数据接口，实现基于奥维地图的电网可视化规划及展示，其平台技术架构如图2所示[7-9]。

2.1 奥维规划可视化终端

用户通过奥维规划可视化终端操作可实现对电网规划数据的获取，并通过该平台编辑数据，实现数据的上传和下载，本地新增、修改、删除的数据会同步至服务端，从而对规划数据进行统一管理。下面逐一介绍各个功能。

2.1.1 登陆和数据管理

登录初始化实现登录鉴权、终端鉴权、终端连接、数据权限过滤、功能菜单推送加载等功能操作。

数据管理实现奥维收藏夹图层结构及图层数据的下载、上传操作，即用户可根据自己的数据权限下载规划可视化系统服务端的奥维数据，也可将本地新增、修改、删除的数据同步至服务端，实现规划数据的统一管理[10]。

2.1.2 电气设备多功能面板

电气设备多功能面板是一个综合信息展示及交互操作的功能性面板，通过点击奥维地图中具体某个电气对象触发，弹出对话框功能面板。主要功能针对某一电气对象（如馈线、变电站、低压台区等）的设备详情信息展示、问题库/项目库信息展示及项目规划操作、负荷预测操作。该功能是围绕某一电气设备功能操作的入口之一。

2.1.3 地块编辑管理

地块编辑管理功能由四个子功能组成：地块区域绘制、地块基础信息管理、地块与设备关联管理、地块负荷预测。

（1）地块区域绘制功能。通过奥维客户端多边形绘制功能完成，并且将绘制完成后的地块数据保存至“区域负荷预测”图层下统一管理。

（2）地块基础信息管理功能。实现地块负荷预测相关数据如面积、用地性质、负荷密度、用地系数等信息的增删改操作，并且将数据提交至服务端统一管理。

（3）地块与设备关联管理功能。实现该地块内所关联包含的设备如变电站、低压台区、馈线之间的关联关系管理，作为后续区域负荷预测的数据基础之一。

（4）地块负荷预测功能。根据上述功能所存储数据按照区域空间负荷密度算法实现当前单个地块的负荷预测功能。

2.1.4 区域负荷预测

区域负荷预测使用空间负荷密度负荷测试算法实现行政区域负荷预测、馈线区域负荷预测、变电站区域负荷预测、地块区域负荷预测功能。通过区域负荷预测功能面板实现用户交互操作，预测未来五年负荷情况，并可按照地块的用地性质进行分类统计且支持信息下钻查看具体地块负荷预测列表。

2.1.5 问题库展示

问题库以问题对象分类对应的多图层方式在奥维可视化规划终端展示，分别是馈线问题对象图层、配变问题对象图层，并可在对应图层中查看具体对象问题库详情，作为项目规划功能的操作入口实现项目规划相关功能。在问题库功能面板中可检索查看馈线、配变、用户负荷报装问题库列表及详情。具体包括如下内容。

（1）对片区、变电站、中压线路、低压台区等进行问题管理。

（2）能够为问题库中的问题提供解决措施。

（3）问题库能关联对应的项目库。

（4）统计分析变电站、中压线路、低压台区等问题库，可以根据进度进行动态更新。

2.1.6 项目库展示

项目库图层以项目名称为文件夹独立图层方式可视化展示项目规划内容，含括电气设备如馈线、台区等，且通过问题库进行项目可视化规划操作也在该图层内完成，上述问题库章节已做描述。

项目库功能面板实现项目库的相关操作含括：项目库数据检索、项目库详情查看、关联问题库数据详情查看、报告下载等功能。具体包括如下内容。

（1）可以生成、导入项目库。

（2）项目库进度管理。可以管理项目的进行状态，动态更新项目信息。

（3）多个项目可以整合成新项目，项目可以一键导出。

（4）可以根据问题库里面的解决措施生成项目库，并结合导入规划项目库，进行分类整理。

（5）利用规划专家库里面的经验值、公式进行工程造价（输变电工程、中低压工程）估算（如在奥维地图上手工绘制一条线路进行计算造价）、工期、停电时间、电压合格率估算。

（6）可以对某联络线路进行可转供电分析，如新建一条线路后，对与其相关的线路的影响，可转供电情况。

2.1.7 电动汽车充电桩模块

根据电动汽车发展，对电动汽车保有量进行预测，预测充电桩布点，辅助配电网规划建设时考虑电动汽车发展需求，全方位支持配网精准规划。运用客户端调用接口服务端选定区域负荷预测接口，返回该区域未来五年负荷预测结果。

2.1.8 新能源与保底电网规划显示

基于奥维地图的保底电网规划，可以直观看到历史自然灾害的影响深度及广度、保底负荷和保障电源的分布情况，并能有效结合电网规划建设，统筹兼顾，避免大拆大建。运用客户端调用接口服务端选定区域负荷预测接口，返回该区域未来五年负荷预测结果。

2.2 可视化规划服务终端

用户终端功能实现的服务、数据管理、数据融合、数据对接通过可视化规划服务端统一管理。下面逐一介绍各个功能。

2.2.1 奥维地图数据管理

奥维数据是由奥维收藏夹多图层数据、奥维地块关联关系数据、奥维终端注册数据几部分组成，并通过规划可视化服务端统一存储管理。用户在奥维终端对数据的操作如新增、修改、删除都会同步至规划可视化服务端，其他用户也可通过相应数据权限将数据从服务端同步至终端。为规范及方便统一管理，奥维收藏夹基础图层结构由规划可视化服务端统一规划制定终端不得修改。奥维数据的管理也含括奥维终端与规划可视化服务端的连接管理。

奥维收藏夹多图层数据是由规划部门人员将自己所负责区域的已有奥维数据通过以下两种方式上传至规划可视化服务端：奥维终端数据管理奥维数据上传功能、规划可视化服务端提供上传奥维客户端导出的“.ovjson”文件功能。

奥维地块关联关系数据是地块数据与馈线、变电站的关联关系数据，是完成空间负荷密度算法实现负荷预测的基础数据，由奥维终端的地块管理功能实现功能操作，规划可视化服务端负责统一管理及维护。

奥维终端注册数据是奥维终端与规划可视化服务端合法建立连接鉴权的基础数据，规划可视化服务端负责管理及维护。

2.2.2 辅助决策数据管理

辅助决策数据来源于辅助决策系统，是规划可视化的业务基础数据，也是数据融合的基础数据之一。辅助决策数据的获取方式有两种：手工文件导入、数据接口同步。辅助决策数据的范围主要包括：用电概况、报装情况、负荷预测、中压线路、中压公用配电线路安全隐患及残旧线路明细、配电通信网业务覆盖情况表、低压台区、问题库、中低压配电网基建规划项目库、中低压配电网生产修理规划项目库、存在增量配电网风险区域情况、电动汽车充电基础设施规划方案、110千伏及以下电源情况、高压配电网变电站基本情况表、高压配电网线路基本情况表、高压配电网主变基本情况表。

2.2.3 GIS数据管理

GIS数据来源于GIS系统，是电气设备的核心基础数据（设备ID、设备经纬度、设备归属、设备基础属性等），是规划可视化的业务基础数据，也是数据融合的基础数据之一。GIS数据的获取方式有两种：手工文件导入、数据接口同步。GIS数据有两种数据形式：图模数据（SVG公共图形和CIM模型）、数据库结构化数据。

2.2.4 接口管理

接口管理功能是可视化服务终端为奥维规划可视化终端提供的一项基础数据管理服务，主要实现接口配置管理、接口日志管理、接口鉴权管理等功能。

接口配置管理：实现与课题一、辅助决策系统、GIS系统接口对接相关配置参数的管理。包括接口地址配置、说明配置、关键参数配置等。

接口日志管理：实现接口通讯日志的记录及查看功能。

接口鉴权管理：实现接口通讯安全相关鉴权信息的管理。包括鉴权令牌、ip限制等。

2.2.5 单位组织

单位组织功能是可视化服务终端为奥维规划可视化终端提供的一项管理服务，主要实现用户管理、角色管理、权限管理、机构管理等功能。

用户管理：对系统用户进行管理，可查看、新增、修改、删除系统的用户，修改密码和设置用户所属的角色（一个用户可以对应多个角色）。

角色管理：对系统角色进行管理，可查看、新增、修改、删除系统的角色，并设置角色可拥有的菜单和按钮权限。

权限管理：系统将所有菜单，功能按钮都当作权限资源来管理。

机构管理：对系统组织结构进行管理，可查看、新增、修改、删除系统的机构，并设置用户与机构的归属关系。

2.2.6 系统监控

系统监控功能是可视化服务终端为奥维规划可视化终端提供的一项监控服务，主要实现日志管理、连接池监视、系统管理监控、定时任务及其运行情况等功能。

日志管理：记录用户操作的日志，与具体业务无关，远程服务的调用都是通过统一的门面（Facade），门面是提供可拔插的日志接口，可根据实际需要，加载相应的日志操作类，实现日记的记录功能。

连接池监视：数据库连接信息监控，数据源基础、SQL监控、SQL防火墙、Session监控。

系统监控管理：展示硬件服务器信息。

定时任务：提供后台定时任务执行基础框架，并管理定时任务的新增、删除、修改如定时任务执行者的指定、执行时间的指定以及定时任务是否开启。

定时任务运行情况：监控每个定时任务的执行情况，含括运行时间、是否成功以及运行详情等。

2.2.7 系统管理

系统管理功能是可视化服务终端为奥维规划可视化终端提供的一项管理服务，主要实现菜单管理、字典管理、地块用地性质参照字典管理等功能。

菜单管理：对系统功能菜单进行管理，可查看、新增、修改、删除系统的功能模块

字典管理：系统的配置参数变更，不影响系统持续运行，系统提供参数配置管理的界面，把参数信息保存在数据库中，并提供刷新功能，全局改变系统的参数。数据字典内容基于Redis中间件缓存在内存中提升系统性能。

地块用地性质参照字典管理：对系统地块用地性质参照字典进行管理，可查看、新增、修改、删除系统的功能模块，是地块区域负荷预测所需基本参数。

3 结论

本文所开发的基于奥维地图的可视化平台，目前已应用于湛江电网。所采用数据为2019年湛江电网的实际数据。本文用奥维地图强大的设计功能与地理信息展现技术进行二次开发，研究运用南网规划辅助决策系统（二期）的电网规划的基础数据、GIS系统电网设备地理坐标信息与奥维地图同步技术以及政府规划、土地规划在奥维地图上实现拓扑连接、方案设计，并且实现负荷预测、电网诊断、规划方案设计、估算投资等功能，将成果通过可视化展示结果。研究考虑电动汽车的发展需求全方位支持电网精准规划，并且考虑自然灾害对湛江电网的影响、保底负荷需求和抗灾保障电源等关键信息，结合电网规划建设情况，进行湛江地区差异化保底电网规划。