關鍵詞：輸電線路；桿塔；最佳路徑　　輸電線路是電力系統重要的組成部分，它將發電廠、變電站、配電設備和電力用戶聯結成一個有機整體，輸電線路的運行情況直接影響電力系統的可靠運行，關系到電力用戶能否使用高質量電能，因而，保證輸電線路的正常運行，對提高電力系統的可靠性、安全性具有重要作用。目前，電力系統已廣泛應用自動化技術、計算機技術和信息管理技術，輸電線路管理現代化業已起步，過去一直被認為粗放經驗管理的線路工區，開始使用計算機進行管理。經過廣泛調研，結合實際工程，設計出輸電線路信息管理系統。

1　設計思想
　　根據輸電工區的實際需要和工作特點，確定系統的功能如下：　　
　　（1）輸電線路信息圖形能夠一屏和多屏顯示，具有漫游、標圖和圖形快速切換功能。
　　（2）具備對輸電線路信息圖形資料快速錄入功能。
　　（3）可快速查詢任一輸電線路、桿塔在平面地形圖上的位置。
　　（4）可快速查詢任一桿塔單線圖、結構圖和桿塔全部材料表。
　　（5）可快速查詢任一線路上的故障記錄及檢修記錄，并確定下一次巡線檢修的時間。
　　（6）進行道路拓樸網絡分析，對故障點可進行道路選擇，給出線路搶修的最佳路線。
　　（7）具備信息遠傳功能，通過設定的通訊協議，可接入MIS系統，給多個部門提供信息服務。2　總體結構
2．1　系統總體層次結構
　　結合計算機技術，從功能分析得出系統的需求，由上向下對整個系統分解，分層確定應用程序的結構。本系統的層次結構如圖1所示。
2．2　模塊化設計
　　對系統各功能進行模塊化設計，使其盡可能獨立，借以增強各模塊內部各個成份之間的塊內聯系，減小存在于模塊之間的塊間聯系；同時應多設計公用模塊，既滿足應具備的功能要求，又可簡煉程序，提高效率；采用面向對象設計方式、多窗體設計技術、內存映象技術和傳統的下拉式菜單實現各模塊功能，使各模塊間轉換快捷，提高程序運行速度。
2．3　系統用圖的生成
系統用圖可用兩種方法實現。
　　（1）對于內容龐大且已有圖形資料（如線路斷面圖）的圖，可利用先進計算機技術，用掃描儀對圖形進行掃描，將圖形信息輸入電腦。這種方法具有建立速度快、形象直觀、信息量大等優點（在較短時間內可快速建立大型圖形數據庫）。
　　（2）對不具備用方法1實現的圖，可使用計算機或制圖工具來繪制，如Photoshop、Autocad等常用軟件，主要針對那些圖形資料不全、沒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技術知識。3　系統的主要功能及特色
3．1　信息查詢模塊
　　查詢模塊結構如圖2所示，該模塊可對輸入的各類數據進行查詢、瀏覽，通過簡單的人機交互，檢索到目的信息，如對5號桿塔的查詢，單擊操作菜單中“查詢”，在下拉菜單中選項“桿塔信息查詢”，屏幕提示“請輸入桿塔號：”，輸入“5”，便可得到5號桿塔的詳細信息：A：桿塔型：ZVX
B：桿塔高度：23．5m
C：導線懸掛點標高：＊＊m
D：防振錘：（1）導線型號：＊＊個　　（2）地線型號：＊＊個E：拉線型號：型號＊條（GJ－75＊4）F：瓷瓶：型號＊個（XWP－10＊14＊3）G：相鄰桿塔檔距：＊＊mH：相鄰耐張段檔距：＊＊m　I：桿塔型簡圖3．2　圖形管理模塊
　　圖形管理按空間數據管理模式，模塊結構如圖3所示。在各工程圖中，可用鼠標進行選線、選桿查詢有關內容，也可按線路號、桿塔號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，線路平面圖具有標出線路走向、給出桿塔號及地名的特點；線路斷面圖具有標出海拔高度、桿塔地形、地質結構等信息的特點；導線布置圖則在桿塔上清楚地標出電力線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，可查詢桿塔的結構圖和明細表，重復使用的桿塔用同一型號數據。
3．3　統計匯總及打印模塊
根據用戶的要求，對某些數據可進行單表縱向查詢以及多表橫向查詢，利用數據庫內在功能進行統計匯總，其結果可屏幕顯示，也可按各種報表格式打印輸出，供用戶使用。
　　3．4　最佳道路選擇
　　饋線自動化、小電流接地選線等技術已在電力系統中廣泛應用，使得輸電工區可對線路故障實施快速搶修。饋線自動化具有故障識別、定位和隔離功能，并將故障信息及時上傳至調度；小電流接地選線作為變電站綜合自動化中保護功能的一種，故障發生時，將故障信息形成報文，由通信系統傳送至調度；調度將故障信息處理后，送入供電局MIS系統，輸電管理系統將相關信息下載并進行處理后，可給出事故地點的地形圖、桿塔號，程序通過最佳道路選擇模塊提供給搶修人員從供電工區趕赴故障桿塔的路線示意圖。　　
　　圖4用數學式表示為G＝〈V，E〉，頂點集合V的元素是居民區和高壓線與道路的交接處，邊集合E的元素是頂點間行進所需花費的代價，計算代價考慮與時間相關的道路長度、路況和擁擠程度等因素。圖4的鄰接矩陣為：計算工區節點F（即V1）到其它各節點的最佳道路，可以利用Di－jkstra算法求得。其過程如下：
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個元素的數組用來存儲某一點到其他頂點的最短代價，F表示由一起始點開始，cost［F，I］是表示F點到I點的代價，V是網絡中所有頂點的集合，S也是頂點的集合。Y為N個元素的數組用來存儲從起點到目的地所經過的頂點。
　　步驟2：從V—S集合中找一頂點t，使得D［t］為最小值，并將t放入S集合。
　　步驟3：根據下面的公式調整D，Y數組中的值。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。
步驟4：差集V—S非空，重復步驟2和步驟3；差集V—S為空，計算完成。
　　根據圖4和Dijkstra算法計算得D、Y，分別為：
D＝［0，40，30，60，92，95，129，130］Y＝［1，3，1，1，2，3，4，6］
　　由故障點可選定就近公路上的節點X（X∈｛V4，V5，V6｝），通過Y數組找出最佳趕赴故障點維修的路徑，設X為V5，由Y（5）＝2可知，欲到達V5應先到達V2，而到V2必須經過V3，到達V3是從V1啟程的，因此，從頂點V1到頂點V5的最佳路徑是V1→V3→V2→V5。
　　如果一天內需要搶修多個故障點，程序可以根據動態規劃原理先計算工區趕赴各故障點的代價，找出最小代價的故障點作為第一站，并將其作為下一站的起點，依次求得整個路線的順序和最佳路徑。3．5　數據信息的保護
　　由于數據信息為多個部門服務，提供的數據應具備真實性、可靠性，因而需對各項功能操作設定不同的權限。擁有數據輸入權和修改權的操作員，能順利地對數據進行各項操作，其他人員只可以調閱、瀏覽數據和圖表，不具備輸入和修改的權力。
3．6　備份、恢復數據
　　在系統運行過程中，某些數據信息隔年或季度后，可以存入磁盤（一方面歸檔保存，另一方面減小運行系統的內存和硬盤占用量），當需要重新使用原數據時再恢復。4　結束語
　　本系統以Windows98／WindowsNT為開發環境，采用先進的軟件設計，具有美觀的窗口界面，操作簡便，全中文提示，圖文并茂，對數據處理具有保密技術措施，是適合電力輸電部門使用的一種綜合性信息管理系統，對于加快輸電線路信息管理微機化具有廣泛的使用價值。