配电网设备精准定位及拓扑成图系统及方法与流程

1.本发明涉及一种配电网设备精准定位及拓扑成图系统及方法，属于配电网规划设计与建设技术领域。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，全自动化配网线路拓扑成图技术逐渐代替了人工手动建模绘制线路图。在配网线路拓扑成图和运维配网线路的过程中，需要通过供电所或建设人员提供纸质配网线路规划图纸或移交线路图纸，利用画图工具手动建模和绘制线路图，还需要对配网线路非常熟悉的运维人员带路寻找设备位置，且设备位置因未及时采集坐标导致信息错误，这样就会浪费大量的时间成本和人力成本，而且人工建模和绘制线路图很难避免出错，从而导致企业运维难度增加、运维效率降低、运维成本增加、人力成本增加，不能很好的满足企业的使用和运维需求。


技术实现要素：

3.为了解决现有配电网线路图无法自动绘制成图和线路定位图的痛点问题，在保证图形绘制质量的同时自动实现线路拓扑图的生成和线路定位图的生成，减少配网基层人员的图形设计、维护工作量、运维工作量，提出的一种配电网设备精准定位及拓扑成图系统及方法。
4.本发明采用的技术方案如下：一种配电网设备精准定位及拓扑成图系统，包括线路任务派发模块、设备定位服务模块、线路任务验收模块、数据校验模块、数据分拣模块、数据存储模块、线路信息浏览模块、线路拓扑图绘制子系统和线路定位图绘制子系统；所述线路任务派发模块、设备定位服务模块和线路任务验收模块组成数据采集子系统，通过数据采集子系统进行线路数据采集；所述数据校验模块、数据分拣模块和数据存储模块组成数据校验存储子系统，通过数据校验存储子系统对采集的线路数据进行校验、分拣、存储；线路拓扑图绘制子系统调用数据存储模块中的线路数据进行线路拓扑图自动绘制；线路定位图绘制子系统调用数据存储模块中的线路数据进行线路定位图的自动绘制，线路拓扑图和线路定位图保存在数据存储模块的文件夹中，再由线路信息浏览模块进行展示。
5.进一步优选，管理员通过线路任务派发模块给作业人员设备数据采集任务清单，并赋予作业人员线路数据采集权限；作业人员使用设备定位服务模块接收线路数据采集任务清单，根据线路数据采集任务清单在巡线、检修等场景下进行线路数据的采集并上传，并在完成单条线路的线路数据采集后，提交线路数据至线路任务验收模块；管理员通过线路任务验收模块对提交验收的线路数据进行线路任务验收，并回收作业人员已完成验收的线路任务的采集权限。所述线路数据包括：主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息、设备定位经纬度坐标等数据。
6.进一步优先，所述设备定位服务模块的设备定位经纬度坐标是通过一体化综合作业车的定位传感器来采集的。一体化综合作业车采用的cn114687392a技术实现。考虑实际
作业情况和传感器使用寿命，定位传感器应安装在驾驶室，通过计算获得孔洞或坑洞经纬度作为设备定位经纬度坐标，其计算过程为：度作为设备定位经纬度坐标，其计算过程为：式中x1为车辆定位传感器当前经度、y1为车辆定位传感器当前纬度，x2为坑洞或孔洞经度、y2为坑洞或孔洞纬度，d1为车辆定位传感器距钻臂水平距离，l1为钻臂不动部分的长度，l
x
为钻臂可动伸缩油缸实际伸长的长度。
7.进一步优选，管理员在线路任务验收的同时通过数据校验模块对线路数据进行校验、判断数据是否存在孤立或错误连接，用于校验数据逻辑的严密性。数据分拣模块通过检索数据库，将不同区域的主线、分支线、设备、区域的线路数据分拣，并分别存储于数据存储模块中。
8.进一步优选，所述线路拓扑图绘制子系统由图元绘制模块、线路拓扑图绘制模块、说明文本插入模块ⅰ组成。
9.进一步优选，所述图元绘制模块用于将配电网中的电力设备图形化表达，采用固定xml的css层叠样式技术来实现各类电力设备图元的绘制。用于实现图形的模块化生成，保证图元图形的一致性和规范性。
10.进一步优选，所述线路拓扑图绘制模块读取数据库中的主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息等线路数据，根据图预设宽高计算出变电站坐标，分别根据主线信息、分支线找到所有设备，以变电站为起始点依次进行坐标计算，记录最大横坐标、纵坐标，分别设为线路拓扑图的宽和高,根据设备类型引入不同的图元样式，并在设备标签中添加唯一标识和上下左右图元的拓扑关系，增加线路拓扑图的二次开发扩展性。在线路发生故障时，根据设备的soe分合信息，对线路拓扑图的设备图元和线路段进行css样式渲染，生成动态线路拓扑图，实现线路整体的故障动作回演。
11.进一步优选，所述说明文本插入模块ⅰ读取数据库中主线信息、分支线信息、杆塔信息、设备信息等的信息名称和描述，通过图元中的唯一id属性进行坐标定位，通过图元坐标实现线路图图元说明文本的插入。
12.进一步优选，所述线路定位图绘制子系统由图元插入模块、线路定位图绘制模块、说明文本插入模块ⅱ组成。
13.进一步优选，所述图元插入模块读取数据库中杆塔信息、设备名称、设备类型、设备定位经纬度坐标等信息，通过设备类型完成图元的匹配，根据设备定位经纬度坐标完成高德地图设备点位的标注和图元插入，并在图元中添加点击事件，点击图元弹窗展示设备图元基础信息（例如：线路、杆塔、设备类型、经纬度坐标、文字坐标等信息）。
14.进一步优选，所述线路定位图绘制模块读取数据库中的主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息、设备定位经纬度坐标等数据，通过线路拓扑关系和设备坐标，完成线路定位图的绘制。
15.进一步优选，所述说明文本插入模块ⅱ读取数据库中主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息、设备定位经纬度坐标等的信息名称和描述，通过设备定位经
纬度坐标完成说明文本的插入。
16.进一步优选，所述线路信息浏览模块用于展示线路信息、线路拓扑图、线路定位图等信息。
17.本发明提供一种配电网设备精准定位及拓扑成图方法，基于前述的配电网设备精准定位及拓扑成图系统，线路拓扑图绘制步骤如下：步骤a1：由图元绘制模块建立线路拓扑图文件，设置线路拓扑图初始宽、高，采用固定css层叠样式技术来实现各类电力设备图元的绘制；步骤a2：线路拓扑图绘制模块根据线路id从数据库中读取线路的主线信息、分支线信息、设备信息、杆塔信息、分支线t接点，形成基础数据集合；步骤a3：根据线路拓扑图预设宽高计算出变电站坐标位置；步骤a4：根据基础数据集合中的基础数据，找出主线所有设备、分支线t接点信息和杆塔信息，通过杆塔信息进行排序，确认设备和分支线t接点的前后级关系，以变电站坐标为起始点进行计算，分别计算出设备和分支线t接点的坐标点，并用集合存储分支线t接点信息和坐标位置；步骤a5：根据循环分支线t接点集合中的数据，找出基础数据集合中的所有分支线、杆塔、次分支线t接点；通过杆塔信息进行排序，确认设备和次分支线t接点的前后级关系，以分支线t接点坐标为起始点进行计算，分别计算出设备和次分支线t接点的坐标位置，并清空之前的分支线t接点集合，把本次的次分支线t接点添加到分支线t接点集合，循环分支线计算过程，直到所有分支线计算完成，并记录最大横坐标和纵坐标，设为线路拓扑图的宽和高；步骤a6：通过计算出的设备坐标位置和设备类型，引入对应设备类型的图元样式，实现图元的绘制，在图元中添加唯一设备id标识，并通过线路拓扑关系，实现图元的线段连接，并在图元和线段中使用css属性的方式标识图元和线段的前后关系；步骤a7：循环基础数据集合，根据设备id找到设备图元，根据设备名称长度确认文字宽度，设备定位经纬度坐标计算文字插入坐标点；步骤a8：完成线路拓扑图的绘制，并把线路拓扑图存储在对应的文件夹路径下。
18.进一步优选，所述线路定位图绘制步骤如下：步骤b1：读取数据库中杆塔信息、设备id、设备类型、设备定位经纬度坐标；通过设备类型完成图元的匹配，根据设备定位经纬度坐标完成地图设备点位的标注和图元插入，并标注设备的唯一id属性；步骤b2：在设备图元中加入点击事件，点击图元通过图元唯一id属性，读取数据库中的设备信息进行弹窗展示；步骤b3：读取数据库中主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息、设备定位经纬度坐标，通过对主线、分支线杆塔和分支线t接点进行升序排序，排序出线路的拓扑关系，根据线路的拓扑关系和设备定位经纬度坐标进行绘制线连接；步骤b4：通过获取到的设备定位经纬度坐标，根据设备定位经纬度坐标计算出说明文本的坐标位置，并进行说明文本插入。
19.本发明的有益效果：通过线路数据自动完成线路的建模和绘图，不需要在使用人工画图，降低失误率和人工投入成本，有效的提高工作效率；通过基于一体化机或线路设备
坐标定位实现精准定位，减少运维时以老带新的状态、减少人工投入成本、提升运维效率，并能通过线路定位图观察线路整体的位置。在绘制线路拓扑图的过程中在设备、线段、变电站等图元中添加上下左右图元的拓扑关系，增加线路拓扑图的二次开发扩展性。
20.相比较与传统的配网线路图绘制手段采用了模块化、系统化、参数化的成图理念，通过坑洞或孔洞的精准准备、标准化图元设计和智能化数据处理，能够完整自动的绘制配网线路图所有内容，自动生成拓扑清晰、标注规范、拓扑结构相互关联、层次分明的线路拓扑图，大幅度降低了图形人工维护的工作量，减少人力资源的投入，提高工作效率。
附图说明
21.图1为本发明的配电网设备精准定位及拓扑成图系统框架结构图。
具体实施方式
22.下面参照附图进一步详细阐明本发明。
23.如图1所述，一种配电网设备精准定位及拓扑成图系统，包括线路任务派发模块、设备定位服务模块、线路任务验收模块、数据校验模块、数据分拣模块、数据存储模块、线路信息浏览模块、线路拓扑图绘制子系统和线路定位图绘制子系统；所述线路任务派发模块、设备定位服务模块和线路任务验收模块组成数据采集子系统，通过数据采集子系统进行线路数据采集；所述数据校验模块、数据分拣模块和数据存储模块组成数据校验存储子系统，通过数据校验存储子系统对采集的线路数据进行校验、分拣、存储；线路拓扑图绘制子系统调用数据存储模块中的线路数据进行线路拓扑图自动绘制；线路定位图绘制子系统调用数据存储模块中的线路数据进行线路定位图的自动绘制，线路拓扑图和线路定位图保存在数据存储模块的文件夹中，再由线路信息浏览模块进行展示。
24.更特别的是，管理员通过线路任务派发模块给作业人员派发线路数据采集任务清单，并赋予作业人员线路数据采集权限；作业人员使用设备定位服务模块接收线路数据采集任务清单，根据线路数据采集任务清单在巡线、检修等场景下进行线路数据的采集并上传，并在完成单条线路的线路数据采集后，提交线路数据至线路任务验收模块；管理员通过线路任务验收模块对提交验收的线路数据进行线路任务验收，并回收作业人员已完成验收的线路任务的采集权限。所述线路数据包括：主线信息、分支线信息、杆塔信息、t接杆塔、设备信息、设备定位经纬度坐标等数据。
25.更特别的是，管理员在线路任务验收的同时通过数据校验模块对主线、分支线t接杆塔、分支线、设备、定位坐标等线路数据信息进行拓扑逻辑校验、判断数据是否存在孤立或错误连接，用于校验数据逻辑的严密性，校验失败进行弹窗展示错误位置，校验成功由数据分拣模块对线路数据进行分拣。数据分拣模块通过检索数据库，将不同区域的主线、分支线、设备、区域的线路数据分拣，并分别存储于数据存储模块的在不同的数据表中。
26.更特别的是，设备定位服务模块的设备定位经纬度坐标是通过一体化综合作业车的定位传感器来采集的。一体化综合作业车采用的cn114687392a技术实现。考虑实际作业情况和传感器使用寿命，定位传感器应安装在驾驶室，通过计算获得孔洞或坑洞经纬度作为设备定位经纬度坐标，其计算过程为：
式中x1为车辆定位传感器当前经度、y1为车辆定位传感器当前纬度，x2为坑洞或孔洞经度、y2为坑洞或孔洞纬度，d1为车辆定位传感器距钻臂水平距离，l1为钻臂不动部分的长度，l
x
为钻臂可动伸缩油缸实际伸长的长度。
27.更特别的是，本实施例的线路拓扑图绘制子系统由图元绘制模块、线路拓扑图绘制模块、说明文本插入模块ⅰ组成。
28.所述图元绘制模块用于将配电网中的电力设备图形化表达，采用固定xml的css层叠样式技术来实现各类电力设备图元的绘制。用于实现图形的模块化生成，保证图元图形的一致性和规范性。
29.所述线路拓扑图绘制模块读取数据库中的主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息等线路数据，根据图预设宽高计算出变电站坐标，分别根据主线信息、分支线信息找到所有设备，以变电站为起始点依次进行坐标计算，记录最大横坐标、纵坐标，分别设为线路拓扑图的宽和高,根据设备类型引入不同的图元样式，并在设备标签中添加唯一标识和上下左右图元的拓扑关系，增加线路拓扑图的二次开发扩展性。在线路发生故障时，根据设备的soe分合信息，对线路拓扑图的设备图元和线路段进行css样式渲染，生成动态线路拓扑图，实现线路整体的故障动作回演。
30.所述说明文本插入模块ⅰ读取数据库中主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息等的信息名称和描述，通过图元中的唯一id属性进行坐标定位，通过图元坐标实现线路图图元说明文本的插入。
31.更特别的是，本实施例所述线路定位图绘制子系统由图元插入模块、线路定位图绘制模块、说明文本插入模块ⅱ组成。
32.所述图元插入模块读取数据库中的杆塔信息、设备名称、设备类型、设备定位经纬度坐标等信息，通过设备类型完成图元的匹配，根据设备定位经纬度坐标完成高德地图设备点位的标注和图元插入，并在图元中添加点击按钮，点击按钮弹窗展示设备图元基础信息（例如：线路、杆塔、设备类型、经纬度坐标、文字坐标等信息）。
33.所述线路定位图绘制模块读取数据库中的主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息、设备定位经纬度坐标等信息，通过线路拓扑关系和设备坐标，完成线路定位图的绘制。
34.所述说明文本插入模块ⅱ读取数据库中主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息、设备定位经纬度坐标等信息，通过设备定位经纬度坐标完成说明文本的插入。
35.所述线路信息浏览模块用于展示线路信息、线路拓扑图、线路定位图等信息。
36.本实施例提供一种配电网设备精准定位及拓扑成图方法，基于前述的配电网设备精准定位及拓扑成图系统，线路拓扑图绘制步骤如下：步骤a1：由图元绘制模块建立线路拓扑图文件（svg文件），设置线路拓扑图初始宽、高（500，500），采用固定css层叠样式技术来实现各类电力设备图元的绘制，保证图元图
形的一致性和规范性。
37.步骤a2：线路拓扑图绘制模块根据线路id从数据库中读取线路的主线信息、分支线信息、设备信息、杆塔信息、分支线t接点等线路数据，形成基础数据集合；步骤a3：根据线路拓扑图预设宽高（500，500）计算出变电站坐标位置，计算方式如下：变电站位置计算：（高）500/2=变电站纵坐标，变电站横坐标起始为30。
38.步骤a4：根据基础数据集合中的基础数据，找出主线所有设备、分支线t接点信息和杆塔信息，通过杆塔信息进行排序，确认设备和分支线t接点的前后级关系，以变电站坐标为起始点进行计算，分别计算出设备和分支线t接点的坐标点，并用集合存储分支线t接点信息和坐标位置，计算公式如下：横坐标位置：30+50*z+10*（z-1）；其中30为变电站和图边框距离，50为变电站与设备连接线的长度，z为主线设备排序位置，z-1为设备排序位置，-1是第一个设备不用计算设备图元长度。
39.纵坐标位置:变电站纵坐标；其中，主线起始为x轴延伸，主线设备与变电站在同一轴线上，所以变电站纵坐标和主线纵坐标一致。
40.步骤a5：根据循环分支线t接点集合中的数据，找出基础数据集合中的所有分支线、杆塔、次分支线t接点等信息，通过杆塔信息进行排序，确认设备和次分支线t接点的前后级关系，以分支线t接点坐标为起始点进行计算，分别计算出设备和次分支线t接点的坐标位置，并清空之前的分支线t接点集合，把本次的次分支线t接点添加到分支线t接点集合，循环分支线计算过程，直到所有分支线计算完成，并记录最大横坐标和纵坐标，设为线路拓扑图的宽和高。计算公式如下：设备y坐标位置 = 分支线t接点纵坐标位置+50*z+（z-1）设备x坐标位置 = 分支线t接点横坐标位置。
41.步骤a6：通过计算出的设备坐标位置和设备类型，引入各类型的样式，实现图元的绘制，在图元中添加唯一设备id标识，并通过线路拓扑关系，实现图元的线段连接，并在图元和线段中使用css属性的方式标识图元和线段的前后关系, 增加线路拓扑图的二次开发扩展性。
42.步骤a7：循环基础数据集合，根据设备id找到设备图元，根据设备名称长度确认文字宽度，设备定位经纬度坐标计算文字插入坐标点，如为横线就上移10，如果为竖线左移10；步骤a8：完成线路拓扑图的绘制，并把线路拓扑图存储在对应的文件夹路径下。
43.线路定位图绘制步骤如下：步骤b1：读取数据库中杆塔信息、设备id、设备类型、设备定位经纬度坐标等信息，通过设备类型完成图元的匹配，根据设备定位经纬度坐标完成地图设备点位的标注和图元插入，并标注设备的唯一id属性。
44.步骤b2：在设备图元中加入点击事件，点击图元通过图元唯一id属性，读取数据库中的设备信息进行弹窗展示。（设备信息如：线路、杆塔、设备类型、设备定位经纬度坐标（经纬度坐标）、文字坐标、设备描述等）。
45.步骤b3：读取数据库中主线信息、分支线信息、杆塔信息、分支线t接点、设备信息、
设备定位经纬度坐标等信息，通过对主线、分支线杆塔和分支线t接点进行升序排序，排序出线路的拓扑关系，根据线路的拓扑关系和设备定位经纬度坐标进行绘制线连接。
46.步骤b4：通过获取到的设备定位经纬度坐标，根据设备定位经纬度坐标计算出说明文本的坐标位置，并进行说明文本插入，计算公式为：说明文本坐标 = 设备纬度+图元高度+0.001。
47.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。