基于电网gis电气化铁路牵引站气象监测及预警方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统的气象预警领域，具体涉及基于电网GIS电铁、高铁牵引站专业气象监测及预警方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着我国高铁、电铁列车快速蓬勃发展，电铁、高铁以电能为牵引动力来源，所需能源是由电力牵引供电系统提供。主要是指牵引变电站和接触网两大部分。牵引变电站简称牵引站，它主要任务是将电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。接触网是向电力机车直接输送电能的设备。
[0003]然而，近年来雨雪冰冻、台风、强对流等极端天气频繁发生，给高铁、电铁牵引站等电力设施造成了严重的危害和损失。气象灾害的地域性强，判断时间短，其强弱度、影响时间、影响范围对电网设备、运行等影响也各不同。目前存在的技术问题是:
[0004]1、气象信息作为电网系统中的独立信息，没有与电网GIS平台系统结合，往往只获得气象信息，却无法与电网系统关联，也就不能及时，准确获得气象灾害对电网设备运行带来的影响，使得气象对电网的起不到相应的预警作用。随着电网运行和应急处置对实时气象信息、各类灾害监测预警等气象技术支持需求越来越高，亟需提高电铁、高铁牵引站等电力设施的电网气象监测预报预警能力。
[0005]2、另一方面，电网对气象信息获取方式简单，准确性及适用性不高。缺少气象信息与电铁、高铁电网设备的关联。
【发明内容】
[0006]为解决现有技术存在的不足，本发明公开了基于电网GIS电气化铁路牵引站气象监测及预警方法及系统，基于电网GIS平台的电铁、高铁牵引站气象监测、预报预警精细化研究将电铁、高铁牵引站等重要电网设备与实时气象信息关联，当灾害发生时第一时间掌握电网设备当前的气象信息，提升电铁、高铁牵引站、供电站对极端天气和自然灾害应急能力。
[0007]为实现上述目的，本发明的具体方案如下:
[0008]基于电网GIS电气化铁路牵引站气象监测及预警方法，包括以下步骤:
[0009]步骤一:在电网GIS平台上建立用于气象数据传输的气象接口服务并将接入的数据进行预处理后存至系统数据库；
[0010]步骤二:在电网GIS平台中对步骤一预处理后的数据进行数据解析并将气象监测站、预警范围进行定位，并通过坐标转换将气象监测、预警定位信息显示到电网GIS地图中；
[0011]步骤三:根据高铁及电铁牵引站位置、供电站地理坐标及运行情况建立高铁、电铁图层及气象图层；
[0012]步骤四:将气象图层及高铁、电铁图层进行匹配关联即将气象监测及预警定位信息与电铁、高铁牵引站、供电站坐标信息匹配关联，实现气象信息的实时展示，以及电铁、高铁牵引站、供电站气象灾害的预警分析与展示。
[0013]高铁、电铁图层及气象图层的建立是指综合电铁地理坐标、运行数据、状态信息(降水、温度、湿度等气象要素信息、预报信息)等一系列基础数据形成的便于系统前台调用的数据表。过程同于一般的图层的建立。
[0014]所述气象接口服务包括气象数据接收端数据接口:用于实时接收气象数据并存储；气象数据访问接口:用于向电网GIS提供气象数据；对外接口:电网GIS对外提供统一的气象服务接口。
[0015]所述步骤一中数据进行预处理为:分别对不同格式的气象数据进行处理，转换成电网GIS能够存储并可以展示的实时监测及预警数据。此处的预处理即格式编码，对不同数据进行编号，便于进行数据存储。
[0016]所述气象数据的格式包括:栅格数据、XML格式数据、TXT格式数据和二进制格式；
[0017]栅格数据是气象资料存储交换的重要形式，XML是网页形式，TXT是文本，二进制格式是指二进制形式储存的图像数据。以上都是气象数据的气象数据存储，传输和应用的主要形式。
[0018]所述步骤二中的数据解析具体是:
[0019]气象自动监测站实时气象时，XML格式数据以及栅格数据的统一解析是将气象监测站的地理位置信息录入GIS数据库，获取到气象数据后，通过关键字段匹配获得气象数据的地理位置信息，绑定到地图上展示；栅格与xml格式解析方式相同；
[0020]气象预警信息即TXT格式数据文件的统一解析通过预先将地理关键字预先录入到GIS数据库，通过关键字匹配获取预警的地理信息，并进一步调用预警内容；预警采用精确匹配，在数据库中精确查找相关地理信息的数据，再通过筛选过滤，在地图上叠加预警信息；
[0021]二进制格式气象数据统一解析是通过解析文件头确定解析的操作细节，利用一级文件头中记录长度和记录数定位数据读取起始位置再进行后续处理分类；二级文件头中的扫描像素宽度和高度、异常值等信息作为解析数据依据；二级文件头中的起始时间、推送时间、入库时间、编号作为参考信息。
[0022]对解析出的数据，利用灰度增强方法对值域进行扩展，扩大值域的可区分度。这里的值域指可调用的气象数据的最大范围，灰度增强法可以增加图像的对比度，加强展示效果。
[0023]基于电网GIS电气化铁路牵引站气象监测及预警系统，包括:
[0024]数据传输模块，用于在电网GIS平台上建立用于气象数据传输的气象接口服务并将接入的数据进行预处理后存至系统数据库；
[0025]数据处理模块，用于在电网GIS平台中对数据传输模块预处理后的数据进行数据解析并将气象监测站、预警范围进行定位，并通过坐标转换将气象监测、预警定位信息显示到电网GIS地图中；
[0026]图层建立模块，用于根据高铁及电铁牵引站位置、供电站地理坐标及运行情况建立高铁、电铁图层及气象图层；
[0027]图层关联模块，用于将气象图层及高铁、电铁图层进行匹配关联即将气象监测及预警定位信息与电铁、高铁牵引站、供电站坐标信息匹配关联，实现气象信息的实时展示，以及电铁、高铁牵引站、供电站气象灾害的预警分析与展示。
[0028]所述数据传输模块中的气象接口服务包括气象数据接收端数据接口:用于实时接收气象数据并存储；气象数据访问接口:用于向电网GIS提供气象数据；对外接口:电网GIS对外提供统一的气象服务接口。
[0029]所述数据传输模块中数据进行预处理为:分别对不同格式的气象数据进行处理，转换成电网GIS能够存储并可以展示的实时监测及预警数据。
[0030]所述气象数据的格式包括:栅格数据、XML格式数据、TXT格式数据和二进制格式；
[0031]栅格数据是气象资料存储交换的重要形式，XML是网页形式，TXT是文本，二进制格式是指二进制形式储存的图像数据。以上都是气象数据的气象数据存储，传输和应用的主要形式。
[0032]所述数据处理模块中的数据解析具体是:
[0033]气象自动监测站实时气象信即XML格式数据文件与栅格数据的统一解析是将气象监测站的地理位置信息录入GIS数据库，获取到气象数据后，通过关键字段匹配获得气象数据的地理位置信息，绑定到地图上展示；
[0034]气象预警信息即TXT格式数据文件的统一解析通过预先将地理关键字预先录入到GIS数据库，通过关键字匹配获取预警的地理信息，并进一步调用预警内容；预警采用精确匹配，在数据库中精确查找相关地理信息的数据，再通过筛选过滤，在地图上叠加预警信息；
[0035]二进制格式气象数据统一解析是通过解析文件头确定解析的操作细节，利用一级文件头中记录长度和记录数定位数据读取起始位置再进行后续处理分类；二级文件头中的扫描像素宽度和高度、异常值等信息作为解析数据依据；二级文件头中的起始时间、推送时间、入库时间、编号作为参考信息。
[0036]对解析出的数据，利用灰度增强方法对值域进行扩展