南北——电厂GIS管理信息系统

一、电厂背景

漳泽电厂是一个比较大的电厂，几年来，为了适应市场经济的需要，他们不断扩大企业规模,提高经济效益和企业的管理水平。对企业进行了机构调整,使管理能更好地为生产服务.为了把企业建成一个现代化的电厂，近两年厂里投资了几个大的科研项目，主要用来完成对生产中各种数据进行实时采集、统一接口、集中上网等工作，这样电厂的各种检测控制等工作基本上实现了网络化管理，各个机关和科室可以直接从网上浏览实时数据，得到自己想要的信息，达到了现代化的管理水平。而对于电厂中设备的管理还比较落后的现状,漳泽电厂经过多次调研，决定引进目前系统中应用前景很好的GIS系统，实现对电厂的各种设施、设备进行可视化的管理,把设备的管理提高到一个更高的档次上。

在电厂管理信息系统中，一个很重要的部分是对电力设施的管理。电力设施具有明显的特点：它们的数量庞大，具有明显的地理特征，且绝大多数是地下管网，主要的管道就有30多种，它们纵横交错构成了十分复杂的电厂管网设施系统。随着电厂的建设和发展，这些管网线不断增加，覆盖区域不断扩大，使系统越来越庞大，复杂程度越来越高。

对于这样一个庞大系统的管理，如果仍采用手工管理方式，作为管理依据的文字档案及图形档案都存在纸介质上，数据和图纸是分离的，数据和图纸的更新很困难，一致性难以保证; 手工进行数据检索，由于数据量大，信息分散，检索效率很低，几乎不可能根据所存数据进行综合分析; 随着图纸的借阅和修改，图纸容易破损，修复的代价较高。

为了使电厂的设施管理走向现代化，就必须运用先进的手段替代手工管理方式。GIS（Geographic Information System）是一种信息的可视化技术，它以地理数据为研究对象，以空间数据库为核心，采用多种数据分析与建模方法，实时提供多种空间数据和属性数据，为科研、管理和决策服务的计算机应用系统。GIS能够将图纸直观地显示在屏幕上，提供对图纸的绘制、修改、及检索，还可根据所存的大量数据进行综合分析，提高决策的科学性，减少或避免由于信息不清而导致的误挖、误伤及工程的惊人浪费。利用GIS可以使电厂的设备设施管理与建设实现高效、合理和科学化，有效提高电厂的工作效率和经济效益。

我们根据漳泽电厂的需求情况，研制开发了这个GIS系统，系统的各种功能完全满足了电厂对设备的管理要求，达到了预期的目的。

二、系统的总体构架

系统目标

电厂地理信息系统主要以电厂的设备和生产管理的信息系统为背景，以基层业务管理信息为基础，以完成现代化的电厂综合管理为目标，从而满足各级管理人员和工程技术人员的信息需求。本系统主要实现电厂设备的规范化、自动化管理，并且具有一定的辅助决策分析功能，具体目标包括以下几个方面：

(1) 将设备设施的图纸及属性数据纳入计算机管理。包括图纸管理，如图纸的绘制、修改、查询等; 设备管理，如设备的查询、设备的属性数据修改、设备的维修管理等。

(2) 利用空间数据和属性数据分析使系统具有一定的辅助决策功能。如剖面分析，挖圆坑、方坑及不规则坑等功能可以为电厂的施工提供相关的决策分析。

(3) 系统采用Intranet技术，建立客户机/服务器（Client/Server）与浏览器/服务器（Browser/Server）的双重界面，根据不同业务需要及数据处理的不同方式分别完成相应功能，实现电厂地理信息系统的开放性及数据共享。

(4) 系统需具有较高的可靠性、良好的可维护性、安全性和可扩充性。

(5) 界面友好，易于使用。

系统体系结构设计

在系统结构的设计上，采用客户机/服务器（Client/Server）结构与浏览器/服务器（Browser/Server）结构相结合的体系结构。客户机/服务器结构针对具有权限的专工人员使用，具有权限的专工人员可在任何一台装有本系统的客户机上对图纸和设备数据进行修改和管理，修改之后的图纸和数据自动传到服务器上。浏览器/服务器结构针对非专工人员使用，对于企业内部的一般职工，只要能够上网，就可以通过浏览器对图纸及与设备有关的数据进行查阅。

浏览器端

客户端 数据接口 数据接口 GIS Web 服务器

浏览器端

三、系统的实现

客户机/服务器结构的系统功能框图如下：

电厂地理信息系统

图1 系统功能框图

1. 系统管理：包括“用户管理”、“密码修改”、“页面设置”、“图纸输出”及“退出”功能。

2. 编辑操作：包括复制、剪切、粘贴、清除、撤消操作。

3. 图纸管理：实现对图纸的查询、图纸修改、图层添加、图层删除以及对设备属性表的维护功能。

4. 地图操作：实现地图的放大、缩小、漫游; 选项标注、自动标注; 窗口定位及查看整个图层。

5. 绘图工具：包括绘制直线、折线、弧线、符号、文本、多边形; 对选中对象的整形、合并; 还提供对线样式、区域样式、符号样式及文本样式的选择。

6. 设备管理：包括设备查询、属性修改、设备维修、维修查询功能。其中，设备查询是查询某一图层上所有设备的属性数据; 属性修改是指修改某一选中设备的属性数据; 当对设备进行维修时，使用设备维修模块对被维修设备的维修情况、维修日期及负责人等进行记录; 维修查询是指对所有图层的所有维修记录进行查询，在此模块中提供了组合查询功能。

7. 设备图片：包括图片管理和图片查看两项功能。其中，图片管理包括图片的增加、修改、删除、查询及浏览功能。在给某一设备增加图片之前，需要先将图片文件准备好，可以使用数码相机或扫描仪生成bmp文件，并将该文件存在计算机的外存储器中指定的目录下，就可以使用图片增加功能将图文件增加到本系统中。无论在什么情况下，只要选中了一个设备，就可以使用图片查看功能显示此设备的图片（只要图片存在）。

8. 空间分析：在地图窗口上任意画一条线，系统即可显示出沿此线的切面图。系统还提供了在地图上的任一位置挖圆坑、挖方坑、挖不规则坑时会挖到的地下管线。

数据结构设计

地理信息系统的数据除涉及空间数据、属性数据外，还涉及到管理数据。

1. 空间数据：在本系统中，按图层组织空间数据，每一类设备处在同一图层上。所有的图层都按类划分，组织成树状结构。树根是“电厂地理信息图”，第二层信息包括“地理背景”、“管道”、“井口”、“其它”。第三层信息即是具体的图层。

2. 属性数据：同类对象的集合称为类。属于同一类的对象共享相同的属性项和操作方法，但每个对象的属性值有可能不同，这就构成了属性数据。如下水管道中有编号、名称、管长、管径、壁厚、起点坐标、终点坐标、起点标高、终点标高等属性数据。

3. 管理数据：与地理信息没有直接关系，主要用于管理方面，如设备的维修记录等等，可使用VB的Acess数据库或其它关系型数据库存储。

四、系统环境

1. 硬件环境

(1) 服务器：Pentium III 800,内存256M,硬盘40G。

(2) 客户机：Pentium III（内存64M）PC。

(3) 输入设备：数字化仪、扫描仪。

(4) 输出设备：绘图仪、打印机。

2. 软件环境

(1) 操作系统：服务器端使用Windows NT Server，客户端使用Windows NT Workstation或Win98。

(2) 数据库管理系统：在服务器端安装SQL Server。

(3) 浏览器：采用IE5.0。

(4) 开发平台：选用Mapinfo Professional 6.5作为前台软件。后台服务器采用Mapinfo MapXtreme for NT3.0。在软件开发上选用Visual Basic，它支持对Mapinfo的处理，支持网络数据库设计，支持Web服务器的开发。

3．软件平台选择的理由

目前各种基于GIS系统的软件开发平台种类很多，我们之所以选择Mapinfo Professional作为前台开发环境，主要考虑以下几个因素：

（1） Mapinfo Professional 是一个比较完善、功能强大的地图信息系统，它为Client/Server环境下解决问题提供了一种全新的方案。它可以帮助用户把不同数据库中的数据之间建立关联，并可在同一环境下显示。

（2） Mapinfo Professional 提供了MapBasic 语言，可以通过程序完成各种地图操作。

（3） Mapinfo 的产品具有统一的数据格式，我们可用MapInfo Professional 来维护和修改数据，而用MapInfo MapXtreme来发布地图数据，B/S和C/S方式间无须数据格式转换，从而没有数据的损失。

（4） 对于选定的前台开发软件 Visual Basic 支持对Mapinfo 的处理。

Mapinfo Professional 操作简单，而且从开发产品的角度出发，性价比好。

五、电厂GIS发展前景

随着信息可视化技术、网络技术以及多媒体技术的发展，GIS技术逐渐走向成熟，它可以给各种不同的用户提供良好的解决方案，使得GIS应用领域迅速扩大。作为电力行业排头兵的电厂，由于其线路错综复杂、管辖的设备量大的特点，利用GIS技术对大量的地理数据和属性数据进行综合管理，使电厂的信息化管理更上一层楼。