（计算机软件与理论专业论文）电力线路gis及线路最佳抢修路径的研究.pdf

t】_， 、h 轧= _ 月知 k f 一 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电力线路g i s 及线路最佳抢修路径的 研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：一互缸董牡日期：互鲨衅 l， 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：避新签名：如搠 日期： 卫p 翊 日 期：毕妒 ， r ， 静“ “，l= t 电力线路g i s 业生产和营运管理 g t e c h n o l o g y 并开发了线路图自 供了依据。 电力线路最佳 可靠性具有重要意 进，来求解电力线 关键字：电力线路 g i so fp o w e rl i n e sc a ni n t e g r a t et h ei n f o r m a t i o no ft h ea t t r i b u t e s ，d i s t r i b u t i o n ， r u n n i n ga n dp r o d u c t i o no fe q u i p m e n t s ，p r o v i d i n ga ne f f i c i e n ta n da d v a n c e dm e t h o df o r p r o d u c t i o no fe l e c t r i c a le n t e r p r i s ea n do p e r a t i o n a lm a n a g e r m e n t s oo nb a s i so f d i s t r i b u t i o nn e t w o r k , m a k i n gu s eo fd a t am o d e la n dr e l a t i o nt y p eo fg t e c h n o l o g y , t h i ss u b j e c tc r e a t e de q u i p m e n tm o d e lo fg i so fp o w e rl i n e s ，a n dd e v e l o p e dt h ef u n c t i o n o fg e n e r a t i n gd i a g r a mo fp o w e rl i n e sa u t o m a t i c a l l yt op r o v et h er a t i o n a l i t yo ft h i s e q u i p m e n tm o d e l ，t op r o v i d eab a s i sf o ra n a l y s i so fe l e c t r i cn e t w o r ka n dd e c i s i o na i d s a saf u n c t i o no fg i so fp o w e rl i n e s ，b e s t d r i v i n gp a t hf o rt h e i rr e p a i r i n gh a s i m p o r t a n tm e a n sf o rr e s u m i n gp o w e rs u p p l yi nt i m ea n de n s u r i n gr e l i a b i l i t yo fp o w e r s u p p l y s ot h i ss u b j e c ti m p r o v e dg e n e t i ca l g o r i t h m ，a n tc o l o n ya l g o r i t h ma n dp a r t i c l e s w a r ma l g o r i t h m ，t os o l v i n gt h i sp r d b l e m c h e ny i n g w e i ( c o m p u t e rs o f t w a r ea n dt h e o r y ) d i r e c t e db yp r o f z h uy o n g l i k e yw o r d s ：g i s ，g e n e t i ca l g o r i t h m ，a n tc o l o n ya l g o r i t h m ，p a r t i c l es w a r m a l g o r i t h m 卜 ， ， 、 彰a h i 二 华北电力大学硕士学位论文目录 目录 中文摘要 英文摘要 第一章引言1 1 1 研究背景和意义1 1 2 研究现状1 1 3 存在的问题及主要研究内容3 第二章电力线路g ls 的模型构建4 2 1 配电网特性分析4 2 2g t e c h n o l o g y 平台的数据模型：5 2 3 设备模型的构建5 2 4 拓扑关系的构建8 2 4 1 从属关系的构建8 2 4 2 多对多从属关系的构建9 2 4 3 节点边连通关系的构建1 0 2 4 4 详图关系的构建1 0 2 5 构建的典型设备模型。l l 2 6 线路图自动生成功能的开发1 4 2 7 小结1 8 第三章基于改进的遗传禁忌搜索算法求解线路最佳抢修路径1 9 3 1 线路最佳抢修路径的数学模型1 9 3 2 遗传禁忌搜索算法的改进2 0 3 3 禁忌搜索算法的邻域解的产生2 0 3 4 算法实现2 1 3 5 仿真实验和结果分析2 4 3 5 小结2 5 奄 i ； ， 1 1 研究背景和意义 随着电力系统的发展， 负荷信息、不断变迁的道路和建筑，以及人们对供电质量、环保、电力市场化体制 改革等问题的日益关注，电力系统规划、运行、营业部门必须对极其庞大而繁杂的 信息进行采集、存储、分析和快速处理。传统的电力图形系统存在数据库管理功能 弱，缺乏设备之间的拓扑关系，难以进行电网与连通性有关的高级应用，已很难满 足电网的建设和安全经济运行要求。为了实现输电网建设和配电网改造及发展的合 理规划，提高电能质量和供电可靠性，降低线损，提高电力设备运行的安全性，经 济性，需要引入g i s 技术来用于电网的管理，实现各种图形、地图、数据信息的统 一共享f 。 目前国内外已经开发出许多著名的g i s 处理软件，它们在地理信息处理方面处 于领先地位，比较适于市政、交通规划等部门，但并不适于电力部门直接使用。因 为其在属性信息的处理上侧重于基础地理数据的属性数据，但在电力线路g i s 中最 重要的信息并不是非常精确的地理坐标、高程等地理信息，而是在一定的位置显示 支持下的有关设备、线路的台账信息，属性信息比空间信息更加重要。 因此，构建电力线路g i s ，将电力系统的设备属性信息和空间信息一一对应起 来，有助于高效地管理电力企业的复杂的空间资源，从而为电力企业生产和营运管 理提供一种高效的、先进的管理手段。 其中，线路最佳抢修路径是电力线路g i s 中的一项功能，其目的是根据发生故 障的地点以及抢修队目前所在的位置，及时派出抢修人员到达现场，从而使停电时 间最短。可见，求解电力线路最佳抢修路径的高效算法，能够保证故障的及时恢复， 减少对生产、生活带来的危害，进一步提高供电可靠性【2 l 。 1 2 研究现状 随着g i s 技术的发展，国外电力线路g i s 应用的发展经历了“c a d + 数据库 阶段、“传统g i s 应用”阶段。9 0 年代初期，进入“a m f m g i s 应用 阶段。建立 “数字电网 及“协同工作环境 为特征的电力线路g i s 系统，已成为发达国家电 力企业，为增强自身竞争能力( 降低生产成本、提高服务水平) 而进行的生产经营 “业务流程重组”工作。国内现处于a m f m g i s 应用的初期。a m f m 是知觉用户 界面领域的信息化专用技术，已成为电力系统各种自动化的基础p j 。 华北电力大学硕士学位论文 由于g i s 强大的数据分析功能和空间分析功能，已应用到电力系统中与空间信 息密切关系的各个方面基于g i s 开发适用于电力企业的理论线损管理系统，来缩 短理论线损的计算周期【4 1 。基于g i s 平台的拓扑专题生成配电网馈线的电气接线图 【5 1 。基于g i s 开发县级配电网管理系统的，来有效为农业生产服务【6 1 6 。基于g i s 开 发配电网停电管理系统，实现负荷转移决策，提供停电方案的辅助决策，提高了配 电网停电管理的效率f 7 1 。基于g i s 开发配电网生产管理信息系统，实现了生产管理 的可视化，便于用户使用，提高了工作效率【引利用g i s 的空间特性，采用变长度 符号编码策略来表示线路，来进行城市中压配电网规划，缩短了规划时间【9 1 。 电力线路g i s 系统整合了设备的属性信息、拓扑信息、运行信息和生产信息。 数据量庞大，关系复杂，故电力线路g i s 的数据模型的设计也得到了一定的研究。 现在主要存在两种数据组织方式：传统g i s 系统的三层模型和面向对象的数据组织。 ( 1 ) 传统g i s 系统的三层模型把数据划分为三个层次，分别为空间对象，图层 和地图。具有相同特征的设备放在同一图层中。在这种数据模型下，不便于进行配 网操作【i o 】。 ( 2 ) 面向对象的数据组织采用面向对象的技术来组织配电网中的数据。它把配 电网中的设备抽象为对象，然后利用面向对象的技术来组织其空间数据和属性数 据，以及设备之间的拓扑关系l i i 】。 线路最佳抢修路径作为电力线路g i s 的功能，即交通网络中的最短路问题，现 已产生了很多算法，如d i j k s t r a 算法、遗传算法、粒子群算法、蚁群算法。 ( 1 ) d i j k s t r a 算法 d i j k s t r a 算法由于能适应网络拓扑的变化，性能稳定，因而在计算机网络拓扑 路径选择以及g i s 中得到广泛应用。但d i j k s t r a 算法的实现需要耗费大量的时间和 空间，执行效率比较低。随后出现了d i j k s t r a 算法的一些改进算法，这些改进主要 集中在d i j k s t r a 算法的存储结构上，如数据索引表【1 2 l ，多个数组【”l ，十字链表等。 ( 2 ) 遗传算法 遗传算法是一种全局搜索算法，尤其适合于传统搜索算法难以解决的复杂和非 线性问题。但存在过早收敛和进化后期搜索效率降低的缺点，因此出现了许多混合 性遗传算法。利用模拟退火算法增强遗传算法全局收敛性的模拟退火算法【1 4 1 ；利用 禁忌搜索算法增强其全局收敛性的遗传禁忌搜索算法；改进交叉算子和变异算子的 改进遗传算法【1 5 】；改进染色体编码的遗传算法【1 6 1 。 ( 3 ) 蚁群算法 蚁群算法为求解复杂的组合优化问题提供了一种新的思路。蚁群算法具有很强 2 华北电力大学硕士学位论文 的实用性，具有正反馈、分布式计算等特点，因此也被用于求解最优路径【1 7 】。但蚁 群算法存在搜索停滞和早熟现象，故出现了一些改进蚁群算法。如引入随机蚁群， 实行新的路径搜寻机制和信息更新机制，从而避免陷入局部最优解的混合蚁群算法 【1 8 】 o ( 4 ) 粒子群算法 粒子群算法是种极富潜力的进化搜索算法，实现简单，在最短路径问题上也 得到了应用。但粒子群算法具有强烈的趋同性，出现了一些改进算法。利用遗传算 法产生初始种群，并结合局部搜索算法的改进粒子群算法【1 9 】；利用噪音干扰机制进 行局部搜索的混合粒子群算法【2 0 1 。为方便求解组合优化问题而提出的离散粒子群算 法【2 。 1 3 存在的问题及主要研究内容 线路最佳抢修路径即交通网络中的最短路问题，现存的很多算法都存在一些缺 点。 ( 1 ) d i j k s t r a 算法随着电力网络规模的扩大，效率将显著降低。 ( 2 ) 遗传算法具有较强的鲁棒性，但具有较差的局部搜索能力。 ( 3 ) 蚁群算法作为一种全局搜索的方法，具有分布式计算，正反馈性，鲁棒性 等优点。但存在搜索时间过长，并且在寻优过程中容易出现停滞现象，以及网络规 模扩大时易陷入局部最优等缺点。 ( 4 ) 粒子群算法由于没有选择、交叉与变异操作，算法结构相对简单，运行速 度很快。但是粒子群算法根据全局最优位置和个体最优位置进行位置更新，导致粒 子群算法具有强烈的趋同性，不易扩大搜索空间，易于陷入局部最优【2 2 1 。 因此，针对上述问题，本课题的主要内容如下： ( 1 ) 以配电网为基础，分析电力线路g i s 功能和特点，设计电力线路g i s 的设 备模型，来把配电网空间定位信息和属性信息统一起来。 ( 2 ) 分析配电网设备间的拓扑关系，设计配电网设备问的拓扑模型，从而构建 起电力设备之间的关联关系，为配电网的连通性分析提供依据。 ( 3 ) 分析遗传算法、蚁群算法、粒子群算法的优缺点，研究求解电力线路最佳 抢修路径的新算法，实现故障抢修及时，保证供电可靠性。 3 华北电力大学硕士学位论文 第二章电力线路g i s 的模型构建 电力线路g i s 系统就是利用g i s 平台的a m f m g i s 技术，利用数据库技术把 电力设备的空间定位数据与属性数据一一对应起来，综合分析与检索空间定位数 据，构建具有拓扑结构和分析功能的空问数据库系统，实现生产信息与反映地理的 图形信息相结合的信息管理系统。此系统不仅用电子地图的形式直观地表现背景地 物信息，而且将数据库中的信息进行直观的可视化分析，从而挖掘出隐藏在结构化 数据之中的有用信息，进而提高供电企业生产效率和管理水平，增进企业的经济和 社会效益，培养企业信息科技队伍，最终促进供电企业的信息化发展。 电力线路g i s 整合了设备属性类信息、设备分布类信息、电网运行类信息、电 网生产类信息【2 3 】【2 4 1 。因此，构建电力线路g i s 需要依据g i s 平台的数据模型给电 力设备建模，来把空间定位数据和属性数据整合起来；同时，需要依据g i s 平台的 关系模型，构建电力设备之间的拓扑关系，为电网的追踪及拓扑分析提供依据。本 课题以配电网为例，构建了设备模型和关系模型，并开发单线图自动生成功能验证 了此模型的合理性。 2 1 配电网特性分析 配电网管理的对象在地理分布上各有特点，呈现典型的点、线、面的分布【嵋】。 配电网中杆塔、变压器和开关刀闸等设备都是点状分布，不考虑实际意义上的占地 面积，以一个抽象的点与其他对象发生关系配电网线路和街道都属于线状分布， 它们反映的是离散的点与点之间的一种连通关系，在图上以两个点或者多个点的形 式存在。配电网中的变电站、开闭所、用户单位和城市的行政区划都属于面状分布， 在图上由首尾相接的折线围成，它需要考虑占地面积，因为一个区域的内部可能包 含具有相对位置关系的多个其它对象例如变电站的内部还有变压器、母线、开关 等电气设备。 配电网管理的对象在地理上所呈现的点、线、面的分布并不是孤立存在的，它 们之间存在着地理和逻辑上的密切关系。点与点之间存在着两个杆塔的杆距问题； 点与线之间有变压器、开关刀闸的挂靠问题；点与面之间有用户专用变的隶属问题； 线与线之间有主干线与分支线的层次问题，以及线与线之间的交叉跨越问题；线与 面之间有线路与单位建筑物之间的跨越问题和线路的供电区域和范围问题【2 5 1 【2 6 1 。 与输电网相比，配网地域范围比较狭窄，配电设施比较集中，从而造成与其他 建筑物的交叉跨越情况。其次，配电网不仅设备名目繁多、数量大，而且变动频繁。 4 华北电力大学硕士学位论文 2 2g t e c h n o l o g y 平台的数据模型 基于g i s 系统的矢量模型，g t e c h n o l o g y 平台以点、线、面的形式，利用 组件和设备的概念来构建电力设备模型，并且使用关系数据库o r a c l e 管理电力设 备的空间数据和属性数据。 所谓设备就是用户选择建模的实体，大多数都是实际存在的。一般情况下，设 备是由地图上的几何图形来表达的，并且由非图形属性对其进行增补。另外，设备 在本质上也可以是概念性或逻辑性的。比如电路是由导线、保险丝和开关构成的逻 辑回路，但它也可以被模型化为设备。 设备是由一些组件组成的。这些组件的数量和类型取决于用户的业务需要和制 图标准。所谓组件就是设备所具有的各类特征信息。组件和数据库表之间是一对一 的映射关系，等同于数据库表。组件被明确划分为表格的( 非图形的) 或图形的组 件。每个图形组件均包含空间几何表( s d o g e o m ) 。此表中存储了点、线、面设 备的空间位置和拓扑信息的矢量编码。 基本的设备模型是由表格组件和图形组件组成的。每个组件对应一张数据库 表。所以设备是由数据库中不同的表记录组成的。这些表格的记录是通过所有数据 表中要求的字段g 3 ef n o 和g 3 ef i d 的共同值以及下元数据表中的特殊列字段关 联在一起的。 g 3 ec o m p o n e n t 表中列出了设备模型中的组件和存储其记录的数据表。 ( 1 ) g 3 ec n o 字段定义了组件编号。 ( 2 ) g 3 et a b l e 字段指出了存储组件记录的数据库表名。由于数据表可以包含 一个以上的组件数据，因此一个数据库表可能在g 3 ec o m p o n e n t 表中出现不止 一次。 ( 3 ) g 3 et y p e 字段指出了组件的类型：平面点、平面线、平面面、非图形、空 间点、空间线、空间面。 g 3 ef e a t u r e 表列出了数据模型中的设备。此表的g 3 ef n o 字段定义了设 备类别。 g 3 ef e a t u r e c o m p o n e n t 表通过g 3 ef n o 和g 3 ec n o 进行配对来表明 组件和设备之间的关联关系。 2 3 设备模型的构建 电力设备的建模，就是利用系统的组件技术，把设备细分为可定义的组件，然 5 华北电力大学硕士学位论文 后把组件封装成设备。图形组件表示设备在图形中的表现，包括点、线、面、标注 四类：非图形组件记录了设备的属性，包括设备参数、逻辑关系其具体过程为： ( 1 ) 创建非图形组件，来记录设备的各类属性信息。 c r e a t et a b l ep d k j e r s o n n (g 3 e i dn u m b e r ( 10 ) ， g 3 e f n on u m b e r ( 5 ) ， g 3 e c n o n u m b e r ( 5 ) ， g 3 e f i d n u m b e r ( 1 0 ) ， g 3 e c i dn u m b e r ( 10 ) , 譬 ) ( 2 ) 创建设备的图形组件：符号组件和标注组件。其中g 3 e g e o m e t r y 存储 了符号组件的几何数据，g 3 ea l i g n m e n t 存储了标注组件的对齐方式 c r e a t et a b l ep d 入j e r s o n p t ( g 3 e l dn u m b e r ( i o ) ， g 3e f n o n u m b e r ( 5 ) ， g 3 e c n on u m b e r ( 5 ) ， g 3 e f i dn u m b e r ( 10 ) ， g 3 e c i dn u m b e r ( t o ) ， g 3 e g e o m e t r y m d s y s s d og e o m e t r y , g 3 e a l i g n m e n tn u m b e r ( 5 ) ) ( 3 ) 定义符号组件视图和标注组件视图，用于图形的显示。 c r e a t eo rr e p l a c ev i e w j d 入j e r s o n p t ( g 3 e _ i d ，g 3 e _ f i d ，g 3 e _ f n o ，g 3 e _ c n o ，g 3 ec i d ，g 3 e _ g e o m e t r y ) a ss e l e c t g g 3 e i dg 3 ei d ，g g 3 e _ f i dg 3 e _ f i d ，g g 3 e n og 3 e _ f n o ， g g 3 e c n og 3 e _ c n o ，g , g 3 e _ c i dg 3 e _ c i d ，g g 3 e _ g e o m e t r y f r o m p d 入je r s o n p tg w h e r e g g 3 e - f n o = i9 1 ( 4 ) 将组件p d a p e r s o n p t 、p d a p e r s o n l b 、p d a p e r s o n n 的编号、 名称、类别等描述信息存储到元数据表g 3 ec o m p o n e n t 中。 6 l 矗 、 i n s e r t i n t og 3 e _ c o m p o n e n t ( g 3 e _ c n o ，g 3 e - u s e r n a m e ，g 3 e _ n a m e ， g 3 e _ t o o l t i p , g 3 】w p e ，。) v a l u e s ( 1 9 1 0 1 ，人员位置属性，- p d ap e r s o nn ，人员位置属性，l ，n u l l ， p d u e r s o n _ n 。，0 ，n u l l ，l ，n u l l ，n u l l ，1 ) ( 5 ) 将设备的编号、描述、主图形组件、主属性组件、主详图组件等描述信息 存储到元数据表g 3 ef e a t u r e 表中。 i n s e r t i n t og 3 e f e a t u r e ( g 3 e - f n o ，g 3 e _ u s e r n a m e ，g 3 e _ t o o l t i p , g 3 e _ p r i m a r y g e o g r a p h i c c n o ，g 3 e _ p r i m a r y a t t r i b u t e c n o e ooo o o ) v a l u e s ( 1 9 1 ，人员位置，人员位置，1 9 1 0 2 ，1 9 1 0 1 ，1 ，n u l l ，s y s d a t e ， n u l l ，n u l l ，o ，人员位置，n u l l ，l ，n u l l ，n u l l ，0 ，n u l l ) ( 6 ) 将设备和组件的关系存储到元数据表g 3 e f e a t u r e c o m p o n e n t 中。 i n s e r ti n t og 3 e f e a t u r e c o m p o n e n t ( ，g 3 e _ f n o ，g 3 ec n o ，) v a l u e s ( ，191 ，31 ，l ，0 ，0 ，7 ，1 ，n u l l ，n u l l ，l ，5 ，0 ，n u l l ，0 ，s y s d a t e ，l ，3 ，4 ，3 ， n u l l ，n u l l ，0 ，0 ，n u l l ，n u l l ) ( 7 ) 把组件视图v p d a p e r s o n p t 和v p d a p e r s o n l b 的描述信息存储 到元数据表g 3ec o m p o n e n t v i e w d e f i n i t i o n 。 i n se r ti n t og 3ec o m p o n e n t v i e w d e f i n i t i o n ( g 3 e _ v n o ，g 3 e _ v i e w , g 3 e _ f n o ，g 3 ec n o ) v a l u e s ( 1 9 1 0 3 ，v - p d u e r s o n _ l b , 1 9 1 ，1 9 1 0 3 ) ( 8 ) 存储组件视图和组件的关系到g 3 ec o m p o n e n t v i e w c o m p o s i t i o n 。 i n s e r ti n t og 3 e c o m p o n e n t v i e w c o m p o s i t i o n ( ，g 3 e 州o ，g 3 ec n o ，g 3 ef n o ) v a l u e s ( ，1 9 1 0 3 ，1 9 1 0 3 ，1 9 1 ) ( 9 ) 将组件所在表的字段的描述信息存储到元数据表g 3 e a t t r i b u t e 。 ( 1 0 ) 定义对话框面板，用于属性数据的显示和编辑。 ( 1 1 ) 放置配置。 ( 1 2 ) 定义样式和样式规则，来控制设备的显示规则。 0 3 ) 定义设备之间的关系。 7 华北电力大学硕士学位论文 2 4 拓扑关系的构建 关系模型用于设置和维护公共事业中一个实体与其他一个或多个实体之间的 关联。g t e c h n o l o g y 支持的关系类型为：从属关系、多对多从属关系、节点一 边连通关系、详图关系、尺寸标注等。故可利用其支持的关系类型表达以下内容： ( 1 ) 显示现实世界中两个或多个对象之间的相互依赖关系。 ( 2 ) 能够创建和维护详图，来显示设备内部的详细情况，解决同时显示在一张 地图上的空间局限性问题。 构建拓扑关系时，需要给相关的设备定义两种组件：触发组件和属性组件。触 发组件是设施的主图形组件，用于触发关系的建立。属性组件用来存储相关设备的 关系属性。 配电网管理的对象之间不是孤立存在的，存在着父子关系、多对多从属关系、 节点一边连通关系、详图关系等【2 7 1 。配电网的分析和辅助决策也会经常用电力设备 之间的拓扑关系。故本课题利用g t e c h n o l o g y 平台提供的关系类型，构建了电 力设备之间的拓扑关系。 2 4 1 从属关系的构建 从属关系是用来描述设备之间的一对多的关联关系的关系模型。比如一根电杆 可以挂接多个1 0 k v 隔离开关。其中电杆扮演了父亲的角色，而i o k v 隔离开关扮 演了孩子的角色。当建立从属关系时，父设备的唯一识别号存储在子设备的从属关 系组件的属性字段中。 元数据表g 3 eo w n e r s h i p 描述了父设备与子设备之间的映射，以及构建这 种映射的触发组件。该表中的每一行记录都定义了一个父项与子项之间的关联关 系。如果一个父项拥有多个潜在的子项，则可以为每一个子项创建一行不同的记录 以映射其父项在用户创建了一行父项对子项的映射记录之后，相反的关系也就从 相同的记录中识别出来了。 元数据表g 3 er e u 订i o n s h i p 用来记录每种关系的描述信息。对于从属关系， 需要在此表中添加两条记录。关系的每个方向各一条记录，父一子的从属关系和子 一父的从属关系。 电力线路g i s 中满足从属关系的设备很多，如1 0 k v 隔离开关和电杆等。其具 体的构建过程为： ( 1 ) 创建g 3 ec n o 为3 8 的属性组件c o n t a i nn ，添加到组件表中，并建立 此组件和子设备的关联关系。此组件的o w n e rf n o 和o w n e rf i d 字段存储了 8 父 g 3 l j i l r i g g e r l n g c n o f i e l d ，) v a l u e s ( ，3 , c h i l dt op a r e n t , g 3 e _ o w n e r s h i p , 。，g 3 e _ s o u r c e f n o ， 3 0 ，g 3 e _ t r i g g e r i n g c n o ，。) 2 4 2 多对多从属关系的构建 多对多从属关系模型类似于从属关系模型，但是多对多从属关系并不限制每个 子项只能有两个所有者，而是在多个父项和多个子项之间建立和维护的一种关系。 父项和子项的关系信息存储在相关设备共同支持的属性组件中。构建多对多从 属关系时，需要在元数据表g 3 em a n y o w n e r s h i p 中为此m n 的关联关系定义 一条记录。同时需在元数据表g 3 er e l a t i o n s h i p 中添加两条记录，关系的每个 方向各一条，父一子的和子一父的多对多从属关系。 配电网中有很多满足多对多从属关系的设备。比如一条1 0 k v 导线可以被多个 电杆包含，一个电杆也可包含多条导线。配电网g i s 中多对多从属关系的构建过程 为： ( 1 ) 建立g 3 ec n o 为3 0 的属性组件c o m m o nn ，并把此组件的描述信息存 储到元数据表g 3 ec o m p o n e n t ，并建立此组件和子设备的关联关系。此组件的 o w n e r li d 和o w n e r 2i d 字段用来指出父设备的唯一编号。 9 华北电力大学硕士学位论文 ( 2 ) 把此多对多从属关系的映射信息存储到表g 3 e m a n y o w n e r s h i p 中。 ( 3 ) 在表g 3 e r e l a t i o n s h i p 中添加两条记录，来记录多对多从属关系的描 述信息。 2 4 3 节点一边连通关系的构建 节点一边的连通关系用于模型化网络中设备的相互连接性。g t e c h n o l o g y 中，节点一边的连通关系以无方向的方式显示连通性，并使用节点的概念来表达网 络中的连接点。节点是一个虚拟的实体，与现实世界中的设备没有任何关联，只是 两个或多个设备之间相连接的点。在模型中，节点不被表达为设施或组件，而是由 一个唯一编号来识别一个节点，此编号被连接在此共享节点处的所有设备所共享。 构建节点一边的连通关系时，需要定义相连接设备的触发组件和属性组件，并 在元数据表g 3 en o d e e d g e c o n n e c t i v i t y 中为此连通关系定义两行记录，以 及在元数据表g 3 er e l a t i o n s h i p 中为此连通模型定义一行记录 配电网中有很多满足节点一边连通关系的设备，如i o k v 导线与1 0 k v 导线、 站内进出线、i o k v 隔离开关、1 0 k v 负荷开关的节点一边的连通关系。配电网g i s 中节点一边连通关系的构建过程为： ( 1 ) 建立g 3 ec n o 为3 l 的属性组件c o n n e c t i v i t yn ，并把此组件的描述 信息存储到元数据表g 3 ec o m p o n e n t ，以及建立此组件和相关设备的关联关系。 此组件的n o d e li d 和n o d e 2i d 字段指出了相连接设备的连接节点。 ( 2 ) 在表g 3 en o d e e d g e c o n n e c t n y 插入一条记录，来记录相关设备的 连通关系的描述信息。 ( 3 ) 在表g 3 er e “盯i o n s h i p 中添加一条记录，来记录节点一边连通关系的 描述信息 2 4 4 详图关系的构建 如果在紧凑的地理区域内包含的设备数量非常可观，导致在沿部图窗口中很难 展现这些设备中的设备，此时就要创建详图关系，来定义了地理设备和一系列相关 的设备之间的包含关系。 配电网中的很多设备都满足详图关系，比如环网柜与其内部包含的电容器、站 房引线、接地装置、负荷开关和站房母线。配电网g i s 中构建详图关系的步骤为： ( 1 ) 建立g 3 ec n o 为4 l 的属性组件d e t a i li n dl b ，并把此组件的描述信 息存储到元数据表g 3 ec o m p o n e n t 。此组件的g 3 ed e t a i l i d 字段指明了设备 所指向的详图编号。 1 0 华北电力大学硕士学位论文 ( 2 ) 建立引用设备和属性组件的关联关系，即在g 3 e _ f e a t u r e c o m p o n e n t 表中添加一条记录。 ( 3 ) 创建被引用设备的详图图形组件。此组件的g 3 e d e t a i l i d 字段指明了此 设备所在的详图编号。 2 5 构建的典型设备模型 1 0 k v 导线是配电网中的典型设备。1 0 k v 导线除具有连接电缆、长度、载流量、 运行情况等自身属性外，还存在与站内进出线、1 0 k v 隔离开关、负荷开关等设备 的连接关系，并且存在与电杆、低压横担的从属关系。基于上述设备模型的构建过 程，i o k v 导线的模型为： ( 1 ) 非图形组件，如表2 1 所示。其中1 0 k v 导线组件定义了1 0 k v 导线的连接 电缆、长度、载流量、运行情况等自身属性。受电馈线组件定义了1 0 k v 导线的供 电变电站、供电馈线等属性。 表2 - i1 0 k v 导线的非图形组件 组件名称设备组件号表名是否必须 1 0 k v 导线1 2 1 0 l k g p d d x n 必须( 主属性) 公共属性 3 0 c o m m o n n 必须 连接属性 3 l c o n n e c t i v i t 、奠 必须 受电馈线 1 2 0 0 5 k g p d s d k x a c 可重复 超链接 3 3 h y p e r l i n k n 可重复 ( 2 ) 图形组件，如表2 - 2 所示。 表2 - 21 0 k v 导线的图形组件 组件名称 设备组件号表名 是否必须 1 0 k v 导线符号 1 4 1 0 2 k g p d d x l n 必须( 主图形) 1 0 k v 导线标注1 4 1 0 3 k g p d d x l b 必须 1 0 k v 导线杂项标注1 4 1 0 4 k g p d d x z x l b 可重复 ( 3 ) 导线符号视图c v k g p dd xl n 、导线标注视图c v k gp dd x l b 、 导线杂项标注组件视图c v k gp dd x z x l b 。 ( 4 ) 1 0 k v 导线在计划投运、待审核投运、投运、停运、缺陷、废弃、待审核拆 除、计划拆除等状态下的样式，以及标注和杂项标注的样式，如表2 3 所示。 华北电力大学硕士学位论文 表2 31 0 k v 导线的样式 样式名称类型字体颜色符号线宽 l o k v 导线符号 l i n e s t y l e 红色1 0 0 1 0 k v 导线符号计划投运局属 l i n e s t y l e 蓝色 1 0 0 1 0 k v 导线符号计划投运代管 l i n e s t y l e 蓝色 一一 1 0 0 1 0 k v 导线符号计划投运用户 l i n e s t y l e 蓝色 一争一 1 0 0 1 0 k v 导线符号待审核投运局属 l i n e s t y l e 粉色 1 0 0 1 0 k v 导线符号停运局属黄色1 0 0 1 0 k v 导线标注 t e x t s t y l e 黑色1 0 0 0 ( 5 ) 样式规则，如表2 4 所示。 表2 41 0 k v 导线的样式规则 规则名称 样式名称过滤条件序号 1 0 k v 导线符号1 0 k v 导线符号计划投运局属计划投运和局属 l 1 0 k v 导线符号计划投运代管计划投运和代管 2 ( 6 ) 对话框面板，如表2 5 所示 表2 51 0 k v 导线的对话框面板 表 用户名称字段放置编辑查看 k g p d d x n 连接电缆l ，i l读写读写只读 长度( m ) c d 读写读写只读 载流量【a 】 现l读写读写只读 运行情况y x q k读写读写只读 k g _ p d _ s d k x _ a c 供电变电站g d b d z读写读写只读 供电馈线g d k x读写 读写 只读 ( 7 ) 从属关系，如表2 6 所示。 表2 - 61 0 k v 导线的多对多从属关系 所有者设备关系字段源设备主图形组件所有者设备主图形组件 电杆 o w n e r i i d 1 0 k v 导线符号电杆符号 低压横担 o w n e r i i d 1 0 k v 导线符号低压横担符号 ( 8 ) 连接关系，如表2 7 所示。 1 2 i 华北电力大学硕士学位论文 表2 71 0 k v 导线的连接关系 源设备连接设备 源设备连接设备 打断线 主图形组件主图形组件 1 0 k v 导线1 0 k v 导线1 0 k v 导线符号1 0 k v 导线符号 是 站内进出线1 0 k v 导线符号站内进出线符号 否 1 0 k v 隔离开关i o k v 导线符号1 0 k v 隔离开关符号 是 1 0 k v 负荷开关1 0 k v 导线符号1 0 k v 负荷开关符号是 1 0 k v 跌落保险1 0 k v 导线符号1 0 k v 跌落保险符号是 柱上断路器 1 0 k v 导线符号柱上断路器符号 是 柱上变压器1 0 k v 导线符号柱上变压器符号否 1 0 k v 电缆头1 0 k v 导线符号1 0 k v 电缆头符号否 大用户1 0 k v 导线符号大用户符号否 变电站进出线1 0 k v 导线符号变电站进出线符号否 电杆也是配电网中的典型设备。基于上述设备模型的构建过程，电杆的模型为： ( 1 ) 非图形组件，如表2 8 所示。其中电杆属性组件定义了电杆的属性信息； 避雷器组件定义了避雷器的规格，相别等属性信息。 表2 - 8电杆的非图形组件 组件名称设备组件号表名是否必须 电杆属性1 6 0 0 l k g p d d g n 必须( 主属性) 公共属性 3 0 c o m m o n n 必须 同杆架设1 6 0 0 4 k g p d t g j s a c 必须 受电馈线 1 2 0 0 5 k g p d s d k x a c 可重复 避雷器 1 6 0 0 5 k g _ p d _ d g b l ( 一c 可重复 超链接3 3 h y p e r l i n k n 可重复 ( 2 ) 图形组件，如表2 - 9 所示。 表2 - 9 电杆的图形组件 组件名称设备组件号表名是否必须 电杆符号 1 6 0 0 2k gp dd g _ p t必须( 主图形) 电杆标注 1 6 0 0 3 k g p d d g l b 必须 ( 3 ) 电杆符号视图c v k g p dd gp t 、电杆标注视图c v k gp dd g l b 。 ( 4 ) 不同类型的电杆在计划投运、待审核投运、投运、停运、缺陷、废弃、待 审核拆除、计划拆除等状态下的样式，以及标注的样式，如表2 1 0 所示。 1 3 华北电力大学硕士学位论文 表2 1 0 电杆的样式 样式名称类型字体颜色符号线宽 电杆水泥杆停运 p o i n t s t y l c 绿色o 5 0 0 电杆铁塔计划投运 p o i n t s t y l e 蓝色囟 5 o o 电杆铁塔计划拆除 p o i n t s t y l e 红色因 5 0 0 电杆钢杆投运 p o i n t s t y l e 橙色 5 0 0 电杆钢杆缺陷 p o i n t s t y l e 粉色5 0 0 电杆标注 t e x t s t y l e 宋体黑色1 0 0 0 ( 5 ) 样式规则，如表2 1 1 所示。 表2 1 l电杆的样式规则 规则名称 样式名称过滤条件序号 电杆电杆尽头杆投运 投运和尽头杆 l 电杆断开点投运投运和断开点 2 川 ( 6 ) 对话框面板，如表2 一1 2 所示。 表2 1 2电杆的对话框面板 表用户名称字段放置编辑查看 k gp dd xn杆号g h读写读写只读 材料类别 c d d g c l l b 读写读写只读 分类 c d d g f l 读写读写只读 杆高【m 】 g