(1)概述
由于地下電纜的隱蔽性、動態性、網絡性和多樣性，決定了地下電纜信息管理與信息系統開發的復雜性與難度。給出了一種GIS綜合安全監管開發模式，以解決數據的可靠性和精度，數據的動態更新等難題，對系統設計進行了較詳細的措述。
地理信息系統（geographical information system,GIS）是地理學、測量學、制圖學、電子學、計算機科學和信息管理學等多種學科交叉的產物。GIS 的基本功能是：數據輸入、存貯、編輯；操作運算；數據查詢、檢索；應用分析；數據和圖形顯示、結果輸出；數據更新等。它把相互聯系的各種地理方面的信息抽象為計算機可以表示和描述的數據存儲起來，利用計算機強大的數據處理功能對其進行再加工，提出地理信息系統所關心的各種空間屬性以及與之相聯系的社會屬性和自然屬性，并在此基礎上提供實時控制、自動決策與智能分析等功能。所以GIS的本質就是通過研究和分析計算機的地理信息，在一定空間和時間范圍內對地理系統的各種要素進行控制和操作。
GIS自20世紀60年代初誕生以來，經過40多年的發展，理論不斷趨于成熟，技術水平也有了顯著提高。隨著GIS的不斷發展和完善，它的應用領域也在不斷擴展和延伸，一具構造合理的GIS系統，必將給企事業單位帶來極大的經濟和社會效益。
電纜是社會生活中不可缺少的重要基礎設施，隨著工業經濟的發展和人們生活的進步，對能源的需求日益增加，電力電纜用量日益增多。電纜安全事關國計民生，具有重要的政治、經濟和社會意義。電纜安全隱患同其他行業的隱患一樣，不是孤立于人、物和環境3種因素之外的。要想根本解決電纜安全隱患問題，必須樹立全過程監控的觀念。安全隱患的辨識、評價、監控、預警、應急救援等問題，環環銜接，相互交織，需要綜合考慮。
本研究運用GIS的空間分析和可視化功能進行電纜安全的監控系統的開發和應用，對重大危險源和安全隱患進行實時監控和管理，抑制事故的發生。
(2)電纜安全的GIS監管模式
2.1電纜安全的GIS監管模式（見圖1）
圖1 電纜安全的GIS監管模式
此系統可以用組件式GIS實現，它不依賴于某一種開發語言，可以嵌入通用的開發環境（如：VB，VC＋＋等）中實現高效、無縫的GIS集成功能。采用組件GIS與面向對象的可視化編程語言VB（Visual Basic）相結合，進行專題地理信息系統二次開發，實現數據分析、管理和查詢；用VB和OLE（Object Linking and Embedding）技術對數據庫調用；通過文件存取方式建立數據交換通道；通過動態數據交換（DDE）建立GIS與應用模型之間的快速通信。
2.2數據庫設計與組建
由于GIS是一種數據轉換系統，因此，為便于數據庫的建立轉移，可將相關數據分為以下內容：
2.2.1屬性數據庫
又稱特征編碼，或非空間關聯屬性數據，是指需要在系統中處理的空間實體的特征數據，主要的屬性信息有：記錄卡，報表，檢測信息；地理屬性描述，標準，規范，規范，其他屬性等。
2.2.2空間數據庫
空間數據結構的實現是空間數據編碼，可以將某區域電力電纜、電力作業等的地理地圖（不同系統采用適當的比例尺）、圖片、圖形、統計資料等運用點、線、面實體表示成矢量數據結構。
2.2.3空間數據庫與屬性數據庫的連接
空間數據庫與屬性數據庫的聯系是通過接口程序實現，接口程序用VB程序開發，將屬性數據和字化的點、線、面實體連接在一起，其連接是通過程序自生成的空間實體的唯一性的識別符，與圖形實體的坐標存儲在一起。
2.2.4共享數據庫結構模式
電纜實時監管子系統與GIS通過網絡共享地圖數據庫、電纜圖形及其屬性數據庫等通用的數據，其網絡結構如圖2所示。
圖2 數據庫共享網絡結構圖
2.2.5安全數據信息結構
不同監管子系統的安全數據結構信息，都與GIS監管平臺相連接，各種數據經GIS的強大的空間分析和數據管理功能的處理，使決策者能夠在監管中心，通過多媒體終端迅速調閱監管重大隱患的動態資料以及處理時間所需的相關數據信息，隨時掌握最新情況。相關的安全數據信息結構圖見圖3。
圖3 安全數據信息結構圖
2.3電纜實時監管子系統的功能
各部分通過網絡調用GIS中相差數據庫，實現實時控制、分析、管理的功能。
2.3.1電纜管網規劃敷設施工控制系統
用于電纜溝設計及電纜敷設方案，電纜排管布置等。通過線路層、排管層、地理層的隨意疊加，可以很清楚地得到線路、電纜、排管等分布圖，并可打印，便于電纜管網合理規劃；用GIS中的電纜溝及電纜管理子系統，可以根據已建成的電纜溝現狀圖，規劃設計新的電纜溝。同時，可以根據電纜排管中的電纜位置及電纜井的位置，確定電纜施工方案。
2.3.2防火防爆智能控制系統
本系統可以接收現場檢測子系統的實時數據，進行分析、評價，判別是否有火災發生，如有發生，則啟動報警系統，并自動顯示火災具體位置，記錄時間、地址等，通過消防聯動或人員動作進行現場救災。同時將歷史數據傳給電纜監管GIS。
2.3.3電纜故障智能診斷系統
對電纜運作過程作實時控制，判斷電纜線路有無過載、短路等異常現象，若有則對故障進行分析，確定故障區域，綜合評價故障影響，生成搶修方案，輸出搶修區地理位置，并發出警報。
2.3.4業擴、報裝、報修及檢修作業安全控制系統
本系統功有是：實現電纜改裝、擴裝等的申請；記錄電纜管網的維護情況；分析記錄，制定維修計劃，去修工作的安排；報修，檢修工作票開票、流傳、查詢、統計；檢修方案查詢；檢修執行情況的確認；地理位置顯示；最優路徑分析，搶修車最近位置提供和通知等功能，保證維修的實時性。
2.4電纜監管GIS功能
實現對數據的采集，系統安全數據的綜合連接、管理和分析，危險辨識，隱患評估，整改方案的生成，對重大危險源和安全隱患發出預警。
2.5電纜監管維護中心
通過對實時監管數據的分析、綜合及評價，找出重大危險源和安全隱患，作出應急方案，必要時進行相關培訓；可以對GIS及本機系統操作、維護和管理；可以對地圖及其屬性和電纜圖形及屬性進行查詢、顯示，通過開放式數據接口ODBC，將GIS數據庫分析所得結果導出到EXCEL，進一步完善報表處理功能。
(3)系統的軟硬件環境
3.1軟件環境
操作系統：采用Windows2000 server；數據庫：SQL server運行平臺；GIS軟件：組件式ArtiveMapGIS；Excel；瀏覽器：Internet Explorer4.0以上；開發應用軟件：VB6.0。GIS通過對象連接與嵌入（OLE）和動態數據交換技術與VB,SQL應用軟件集成，彌補了其自身的不足。
3.2硬件環境
PetiumⅡ以上微機；10G以上的硬盤；128M以上內存等。
（4）總結
通過建立統一的GIS信息平臺，實現了與其它監控、管理系統的一體化；數據共享和數據設計；提供了較為齊全的報告和綜合查詢系統；方便監管部門的管理。這套系統的開發和應用將有利于提高電纜監管的科學管理手段和管理效率，有利于全局共享信息資源，進行科學決策、管理，節約工程投資，提高電力安全運作水平。
本系統的完善，還有待GIS與網絡和多媒體技術融合的進一步完善。
（黃沿波 李列平）
