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(gè)有機(jī)整體，輸電線路的運(yùn)行情況直接影響電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)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(yùn)行，對(duì)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(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(guò)去一直被認(rèn)為粗放經(jīng)驗(yàn)管理的線路工區(qū)，開(kāi)始使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理。經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，結(jié)合實(shí)際工程，設(shè)計(jì)出輸電線路信息管理系統(tǒng)。

1　設(shè)計(jì)思想
　　根據(jù)輸電工區(qū)的實(shí)際需要和工作特點(diǎn)，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。
　　（2）具備對(duì)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。
　　（5）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(shí)間。
　　（6）進(jìn)行道路拓樸網(wǎng)絡(luò)分析，對(duì)故障點(diǎn)可進(jìn)行道路選擇，給出線路搶修的最佳路線。
　　（7）具備信息遠(yuǎn)傳功能，通過(guò)設(shè)定的通訊協(xié)議，可接入MIS系統(tǒng)，給多個(gè)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(jì)算機(jī)技術(shù)，從功能分析得出系統(tǒng)的需求，由上向下對(duì)整個(gè)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(jì)
　　對(duì)系統(tǒng)各功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，使其盡可能獨(dú)立，借以增強(qiáng)各模塊內(nèi)部各個(gè)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(shí)應(yīng)多設(shè)計(jì)公用模塊，既滿足應(yīng)具備的功能要求，又可簡(jiǎn)煉程序，提高效率；采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方式、多窗體設(shè)計(jì)技術(shù)、內(nèi)存映象技術(shù)和傳統(tǒng)的下拉式菜單實(shí)現(xiàn)各模塊功能，使各模塊間轉(zhuǎn)換快捷，提高程序運(yùn)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(shí)現(xiàn)。
　　（1）對(duì)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(jì)算機(jī)技術(shù)，用掃描儀對(duì)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(diǎn)（在較短時(shí)間內(nèi)可快速建立大型圖形數(shù)據(jù)庫(kù)）。
　　（2）對(duì)不具備用方法1實(shí)現(xiàn)的圖，可使用計(jì)算機(jī)或制圖工具來(lái)繪制，如Photoshop、Autocad等常用軟件，主要針對(duì)那些圖形資料不全、沒(méi)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(shí)。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(duì)輸入的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、瀏覽，通過(guò)簡(jiǎn)單的人機(jī)交互，檢索到目的信息，如對(duì)5號(hào)桿塔的查詢，單擊操作菜單中“查詢”，在下拉菜單中選項(xiàng)“桿塔信息查詢”，屏幕提示“請(qǐng)輸入桿塔號(hào)：”，輸入“5”，便可得到5號(hào)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(diǎn)標(biāo)高：＊＊m
D：防振錘：（1）導(dǎo)線型號(hào)：＊＊個(gè)　　（2）地線型號(hào)：＊＊個(gè)E：拉線型號(hào)：型號(hào)＊條（GJ－75＊4）F：瓷瓶：型號(hào)＊個(gè)（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(jiǎn)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(hào)、桿塔號(hào)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(diǎn)，線路平面圖具有標(biāo)出線路走向、給出桿塔號(hào)及地名的特點(diǎn)；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(diǎn)；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(hào)數(shù)據(jù)。
3．3　統(tǒng)計(jì)匯總及打印模塊
根據(jù)用戶的要求，對(duì)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(kù)內(nèi)在功能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，其結(jié)果可屏幕顯示，也可按各種報(bào)表格式打印輸出，供用戶使用。
　　3．4　最佳道路選擇
　　饋線自動(dòng)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(duì)線路故障實(shí)施快速搶修。饋線自動(dòng)化具有故障識(shí)別、定位和隔離功能，并將故障信息及時(shí)上傳至調(diào)度；小電流接地選線作為變電站綜合自動(dòng)化中保護(hù)功能的一種，故障發(fā)生時(shí)，將故障信息形成報(bào)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(diǎn)的地形圖、桿塔號(hào)，程序通過(guò)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。　　
　　圖4用數(shù)學(xué)式表示為G＝〈V，E〉，頂點(diǎn)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(diǎn)間行進(jìn)所需花費(fèi)的代價(jià)，計(jì)算代價(jià)考慮與時(shí)間相關(guān)的道路長(zhǎng)度、路況和擁擠程度等因素。圖4的鄰接矩陣為：計(jì)算工區(qū)節(jié)點(diǎn)F（即V1）到其它各節(jié)點(diǎn)的最佳道路，可以利用Di－jkstra算法求得。其過(guò)程如下：
步驟1：F＝1
D［I］＝cost［F，I］　（I＝1，…，N）S＝｛F｝
V＝｛1，2，…，N｝
　　Y［I］＝F　　　　　（I＝1，…，N）　　D為N個(gè)元素的數(shù)組用來(lái)存儲(chǔ)某一點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的最短代價(jià)，F(xiàn)表示由一起始點(diǎn)開(kāi)始，cost［F，I］是表示F點(diǎn)到I點(diǎn)的代價(jià)，V是網(wǎng)絡(luò)中所有頂點(diǎn)的集合，S也是頂點(diǎn)的集合。Y為N個(gè)元素的數(shù)組用來(lái)存儲(chǔ)從起點(diǎn)到目的地所經(jīng)過(guò)的頂點(diǎn)。
　　步驟2：從V—S集合中找一頂點(diǎn)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］　［（K，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(diǎn)。
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(jì)算完成。
　　根據(jù)圖4和Dijkstra算法計(jì)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(diǎn)可選定就近公路上的節(jié)點(diǎn)X（X∈｛V4，V5，V6｝），通過(guò)Y數(shù)組找出最佳趕赴故障點(diǎn)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(guò)V3，到達(dá)V3是從V1啟程的，因此，從頂點(diǎn)V1到頂點(diǎn)V5的最佳路徑是V1→V3→V2→V5。
　　如果一天內(nèi)需要搶修多個(gè)故障點(diǎn)，程序可以根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃原理先計(jì)算工區(qū)趕赴各故障點(diǎn)的代價(jià)，找出最小代價(jià)的故障點(diǎn)作為第一站，并將其作為下一站的起點(diǎn)，依次求得整個(gè)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(gè)部門服務(wù)，提供的數(shù)據(jù)應(yīng)具備真實(shí)性、可靠性，因而需對(duì)各項(xiàng)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各項(xiàng)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(yùn)行過(guò)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(yùn)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(shí)再恢復(fù)。4　結(jié)束語(yǔ)
　　本系統(tǒng)以Windows98／WindowsNT為開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用先進(jìn)的軟件設(shè)計(jì)，具有美觀的窗口界面，操作簡(jiǎn)便，全中文提示，圖文并茂，對(duì)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(duì)于加快輸電線路信息管理微機(jī)化具有廣泛的使用價(jià)值。