当前国内电力GIS应用问题分析及建议

2014-10-10 12:05:24 大云网　点击量：评论 (0)

摘要：随着全国范围城乡电网建设与改造工程的展开，我国电力GIS技术应用市场已经全面启动。而且我国目前也已拥有世界一流的电力GIS系统软件和建设技术。应用国产电力GIS软件，开发适合中国国情的电力GIS应用系统

摘要：随着全国范围城乡电网建设与改造工程的展开，我国电力GIS技术应用市场已经全面启动。而且我国目前也已拥有世界一流的电力GIS系统软件和建设技术。应用国产电力GIS软件，开发适合中国国情的电力GIS应用系统，是我国电力系统在生产经营管理方面赶超国际水平的机遇所在。

　　虽然急速增长的GIS应用需求推动着市场迅速发展，但相应的GIS技术标准和应用规范制定工作却未能及时完成。客观上形成“GIS市场发展超前，GIS技术标准滞后”的尴尬局面，从而导致GIS市场中存在个别软件厂商对用户实施“技术误导”的现象，直接阻碍了电力GIS技术的实用化发展。

本文作者在分析上述若干问题之后，也提出了一系列切实可行的解决对策和建议。

1、城乡电网改造与国产电力GIS系统：　

1.1.电力GIS是建设现代电网的必备工具：

　　长期以来我国城乡配电网建设发展缓慢，近年来随着经济的发展，日益增长的用电需求与薄弱的配电网架的矛盾已十分突出。为了提高供电质量，最大限度地满足国民经济发展和社会用电需求，国家决定在加快基础设施建设计划中，投资2700亿元实施城乡电网建设与改造工程，从而使城乡配电网装备水平明显提高，城网运行重要性能指标向国际水平靠拢，为2010年达到或接近世界先进水平打好重要基础。

　　城乡电网建设与改造工程主要有两部分内容，一部分是电网设备的建设与改造，另一部分工作则是应用先进科学技术，提高电网生产经营的科学管理水平。根据国内外的应用经验来看，电力GIS系统是我国城乡电网建设与改造工程必须使用的信息技术。

　　GIS（Geographic Information System）──“地理信息系统”是将自然环境及人类活动信息以计算机进行“数字化”综合管理、分析、应用的复合型信息技术。美国政府1998年年初提出的“数字地球计划”中将大力发展的主体技术之一就是GIS。作为于本世纪80年代中期才形成的新兴计算机应用技术【文献1：Tom 1994】，GIS近年来在技术及应用方面得到了迅速发展，毫无疑问，下个世纪GIS将被深入应用于人类几乎所有的经济及生产活动之中。

　　而在电力工业中，以应用电力GIS工具建立“数字电网”及“协同工作环境”为特征的电力GIS系统，已成为欧美发达国家电力企业，为增强自身竞争能力（降低生产成本、提高服务水平）而进行生产经营“业务流程重组”（Business Process Re-engineering）、提高电网运行科学管理水平的必不可少的新一代生产工具。同样，电力GIS技术在促进我国电力生产经营管理工作赶超国际先进水平的进程中，也将起到强劲的助推器作用。

　　在国家“拉动内需”加快、加大城乡电网建设投资的牵引下，在城乡电网改造工作迫切需求的催动下，供电行业希望使用电力GIS这一新型配网生产工具来降低生产成本提高服务水平，各级企业纷纷开始着手电力GIS应用系统的建设准备工作。在1998年10月召开的全国电力安全生产工作会议上，国家电力公司高严总经理明确指出，全国各供电企业要把建设电力GIS 系统列入近两三年内应该完成的重点工作之中。　

　　随着全国范围城乡电网建设与改造工程的展开，我国的电力GIS技术应用市场已经全面启动。根据资料分析，有关专家初步估算全国电力GIS技术相关市场（含计算机硬件、软件、数据加工及服务）规模，到2001年底将累计将达到50亿元人民币左右。

1.2.中国已拥有世界一流水平的电力GIS软件技术：

　　从GIS技术发展的历程来看，目前国际上的“传统”GIS商品软件，几乎全部是由美国、加拿大等国地学领域计算机应用人员，通过对自己实用项目的软件开发成果进行归纳性产品包装而完成的【文献2：David, Nicholas 1997】。这些软件产品在八十年代中后期，对GIS应用发展从技术上起到了划时代的推动作用。然而，随着90年代信息技术的飞速发展，当前的GIS软件产品已经落后于实际应用需求，联合国亚太经济和社会调查委员会1998年发布的“GIS标准及标准化手册”中明确指出：“今天的GIS市场已经从技术推动（Technology Push）转变到应用牵引(Application Pull)的发展时期” 【文献3：United Nations 1998】.

　　由于具有“应用牵引”的工具性技术特征，与数据库管理系统等基础型信息技术不同，GIS软件自身的技术构成与应用地区的政治、经济、文化等人文背景因素有着直接的依存关系。换言之，当代GIS技术具有强烈的“本地化”色彩。

　　而对于电力GIS来说，经过若干年的发展它已从GIS技术的一个应用分支，逐渐演变形成了今天的一门相对独立于传统GIS的计算机应用技术───AM/FM。在国内，一方面由于历史的原因，另一方面AM/FM的发音较难上口，所以电力部门一般还将“电力AM/FM”称为“电力GIS”（为了叙述方便本文也以电力GIS代替电力AM/FM）。

　　从本质上看，电力GIS是一种直接融入现代电力生产经营活动之中的、全新的生产经营信息数字化管理工具；从应用角度看，它的具体实现方式无论是底层软件平台结构还是高级实用功能，都因不同国情下电网生产运行模式以及经营管理方式的不同而产生较大的差别。作为一种“本地化”软件技术，为了最大限度的满足实际生产的需求，最理想的电力GIS软件，应该是从底层平台到上层应用都采取面向应用需求的发展策略。

　　国内外许多电力企业在引进电力GIS技术时，由于忽视了电力GIS这种“本地化” 特征而付出了高昂的“学费”。例如，据港台地区某电力公司AM/FM项目经理介绍，该公司在从美国引进AM/FM系统的过程中，在硬件、软件及数据转换方面直接的资金投入达一亿二千万元港币（未计算项目拖期造成的时间成本），而实用效果却未达到系统设计目标。该公司一位资深软件工程师称，没有美国原软件厂家工程师的直接参与，AM/FM系统的实用化建设工作是十分困难的。

　　正因为电力GIS技术具有这种必须与具体国情相结合的“本地化” 特征，所以国外电力GIS软件难以满足我国电力部门的实际应用需求，使用国外软件建设的电力GIS系统，在实用化过程中将会增加许多额外的困难。

　　因此，在我国电力生产经营管理工作赶超国际水平的进程中，植根于我国电力生产实际的国产电力GIS软件，将起到国外软件难以替代的作用，它将是我国电网改造工程成功应用现代科技的最可靠保障条件。

　　应该说面对迅速展开的电力GIS技术应用市场，国产电力GIS系统在技术水平及实用化建设经验方面，已经做好了充分准备。据国内外有关专家（包括GIS及电力专家）评价，国产电力GIS系统的技术水准及实用化水平，均已赶上甚至超过目前国际上同类系统，中国已经拥有世界一流水平的电力GIS系统软件和建设技术。在公正、公平的竞争规则下，国产电力GIS软件完全有能力全面占领国内电力GIS技术应用市场。

　　事实上，目前国内真正进入到实用化运行的大型电力GIS系统（同一套系统中“电网建模工作站”数量在16个以上），基本上都是建设单位在汲取了自己或兄弟单位使用国外GIS软件的失败教训之后，与国内GIS软件厂商密切合作采用国产GIS技术建设完成的。尤其是北京城区供电局的“国家电力GIS应用示范工程”所取得的实用化业绩，得到了各级领导和广大基层供电局生产技术人员的认可和赞赏，他们认为国产电力GIS软件已完全能够满足电力行业的应用需求，它完全有能力超越国外GIS软件，为当前的城乡电网建设与改造工程贡献力量。　

　　因此，从纯技术的角度看，国产电力GIS软件才是我国电力行业促进科技术进步最需要的产品；而从经济发展的角度出发，我国电力部门更没有必要为那些并不一定适用的国外GIS软件花费宝贵的外汇资源。

　　在城乡电网建设与改造工程中国家已明确规定：“除有特殊要求且国内不能生产的以外，均必须采用国产设备”【文献4：国经贸 1998】。这无疑将大大促进我国电力设备制造产业的发展，为拉动国民经济发展做出巨大贡献。

　　如果在电力GIS技术应用方面，国家也能制定一些扶持国产软件的政策，则不仅能起到促进国内经济发展的作用，更为重要的是这将在我国加入WTO的前夕，为国产GIS软件创造一个十分宝贵的加速发展机会，从而使得民族GIS软件产业为明天的走向国际市场打下更加坚实的发展基础。这将是电力行业为我国的科技发展做出的又一重大贡献。

　　为此我们建议国家有关部门了解国产电力GIS技术有关发展情况（例如：可以在国外软件与国产软件之间进行应用系统对比测试的方法，确定国产电力GIS软件的实际技术水平。）象扶持国产电力设备制造业一样，制定出扶持国产GIS软件产业发展的电力GIS软件采购政策。

　

2、中国电力GIS市场呼唤技术标准、应用规范：

2.1.我国电力GIS 市场存在的问题：

①市场发育不平衡：

　　目前，我国电力GIS 技术市场正在全国各地迅速展开，市场规模之大、发展速度之块是前所未有的，然而不同供电企业的技术队伍对电力GIS 技术的认识程度却存在较大差距：

　　部分技术进步较快的单位已先行一步，经过几年的实践探索积累了丰富的应用经验或教训，若干电力GIS 系统的建设工作已经地成功进入实用化发展阶段，这些单位的科技人员对电力GIS 技术已有深刻认识，对市场中软件产品的优劣有着成熟的鉴别能力。许多同志还在电力GIS 技术应用方法及理论方面做出了创造性的工作，为我国电力GIS 技术领先国际水平做出了巨大贡献。

　　而对于其他大部分应用单位来说，需要解决的还是这样一些基本问题：　

　　一般GIS与电力GIS有什么区别？电力GIS软件产品应具备哪些基本功能？如何选择电力GIS应用软件？电力GIS系统与电力MIS系统是什么关系？在电力GIS系统建设中如何进行资源配置才能保证系统的实用化运行？

　　显然，这些问题本应是依靠有关技术标准和应用规范来解决的，但是我国到目前为止尚未发布电力GIS技术应用推广的相关技术标准和系统应用规范，而城乡电网改造工作的迫切需求又不允许等待下去，因此这些还处于电力GIS 技术尝试阶段企业的技术人员，则只能在还未建立起健全的技术监督机制的市场中寻求解决方案。由于在技术上对电力GIS缺乏透彻的理解，当面对技术市场鱼龙混杂、良莠不齐的无序竞争局面时，这些企业往往遇到决策困难的问题，另外同时并发的还有技术上走弯路所造成的额外时间成本开销，因而造成了大量不必要的直接和间接的经济损失。

　　供电企业作为电力GIS市场的主体──买方，它的价值取向的不成熟（不能清楚地描述自己的购买对象）造成了我国电力GIS市场机制发育的不平衡。

②阻碍电力GIS实用化的“技术误导”：　

　　市场机制发育的不平衡、相应技术标准和应用规范的缺乏，这一切都表明目前我国电力GIS 技术市场处于不健全、不规范时期。这种局面如果不能尽快得到改善，则不仅是对国产GIS软件的发展造成障碍，更为严重的将直接阻碍电力部门生产经营管理工作的现代化进程。而当前会对电力GIS 技术应用造成直接影响的，是市场中存在软件厂商对不成熟用户的“技术误导”现象：

　　据调查了解，目前国外GIS软件在我国的销售活动，基本上都是由代理商或销售分公司完成的，其销售过程围绕商品化GIS“软件平台”展开。由于这些销售商不具备对GIS软件平台的功能及结构的扩充、调整能力，部分国外软件厂商在促销过程中，不但不向国内用户介绍国际上GIS技术已进入“应用牵引”、“需求牵引”的发展阶段；反而站在各自利益的基础上，调动自己在国内的共同利益力量，推波助澜，对各级电力部门展开强大的商业促销攻势，使用户接受商品化GIS“软件平台”现有的技术构成，将用户的电力GIS应用导向背离国际技术发展潮流的 “技术推动”发展道路。这种彻头彻尾的“技术误导”行为，应该引起我们足够的警惕！因为制造“技术误导”的人并不是不了解国际GIS技术发展现状，只不过他们的真正目的是想利用我国电力GIS市场机制尚不健全、不规范的机会，攫取我国电力GIS市场启动后第一轮的软件销售利润。

　　虽然随着时间的推移和应用经验的不断积累，国内电力用户将认识到对于电力GIS这种新兴技术必须走“应用牵引”的道路，国外软件在对应用需求的适应性方面的先天弱点将逐渐暴露无遗，而国产软件的技术优势也将得以充分的显现。但为了避免国家有限的外汇资源无谓的浪费于引进国外落后的商品化GIS软件，希望国家有关管理部门对这一现象背后的问题给以足够的重视，尽快建立健全电力GIS 市场的技术监督机制。

2.2.发挥社会主义市场经济优势，制定国家技术标准、规范

　　在分析了我国电力GIS市场当前存在的主要问题之后，不难发现其基本矛盾是：急速增长的应用需求推动着市场迅速发展，而相应的技术标准和应用规范制定工作却未能及时完成。

　　这种现象在国际上被称为 “市场发展超前，技术标准滞后” ，近年来在发达国家信息技术发展中时有出现，在完全自由的市场经济中往往是在造成社会财富不小的浪费之后，才能逐步实现技术标准的规范化。【文献3：United Nations 1998】

　　应该说这一矛盾目前在我国电力GIS技术应用领域中还只是初露苗头，但其负面影响已经显露出来。虽然在资本主义自由市场经济中将不可避免的付出社会财富浪费的代价，但在我国社会主义市场经济条件下，由于国家政策的引导作用，技术标准规范化的过程将大大加快，社会财富的浪费应能降低到较小的程度。

　　为此，希望国家电力公司有关部门对此给予高度重视，抓紧时机尽快推出电力GIS技术有关标准和应用规范，抑制“市场发展超前，技术标准滞后”矛盾的进一步扩大，促进我国电力GIS市场健康发展，使电力GIS技术的应用推广能够顺利完成。

　　呈然，目前国际上还没有GIS技术工业标准【文献3：United Nations 1998】，而电力GIS于九十年代初兴起，其技术发展也刚刚开始进入实用化阶段，加之它具有极强的“本地化特征”，因此很难形成相应的国际工业标准。由此可见，我国的电力GIS技术相关标准、规范只能立足国情研究制定。

　　一般说来，电力GIS技术标准及应用规范应包含这样几个方面内容：

软件基本应用功能定义、软件系统结构及运行方式描述；
数据交换格式定义（包括GIS数据格式及电网拓扑数据格式）、数据交换操作描述、电网信息安全保密条例；
技术支持功能定义、技术支持体系结构及运行方式描述；
培训内容定义、培训教育体系结构及运行方式描述等。
　　这里尤其要指出的是应用电力GIS技术后，电网信息安全保密方面的新问题：

　　在传统的管理方式下，电网线路图是以图纸方式存放的，应用GIS系统后变为集约化的数字方式存放。而随着测量型GPS设备的引进，许多电力部门开始使用亚米级精度的GPS来测量电网设备的经纬度坐标数据，并将其输入电力GIS系统之中。

　　为了与经纬度坐标数据相匹配，系统必须对原局部坐标下的电子地图数据进行转换、矫正等若干操作。此时不但电网设备的经纬度坐标数据可以从电力GIS系统中得到，而且城市大比例尺电子地图中敏感地点、地物的精确经纬度坐标数据也极易由系统中直接或间接获取。而由GPS测得的经纬度坐标数据，正是国外情报系统希望获取的目标定位信息。

　　此时在传统电网资料管理方式下的“隐性”敏感信息，已变成被以“显性”方式存放，传统的电力信息保密机制有可能因此而完全失效。所以在制定电力GIS技术规范时应着重研究建立新的电网资料保密措施和机制。

　　另外必须重视的是应通过制定技术标准和应用规范的过程，在整个电力行业中培养、建设起一支电力GIS技术专家队伍，以增强基层应用单位对电力GIS应用技术的充分了解，破除对国外GIS软件的迷信思想，从观念上深刻认识到国产电力GIS软件与国内电力应用技术密切结合，将达到甚至超过国外同类系统所具有的应用水平。同时意识到在城乡电网建设与改造工程中应用国产电力GIS软件，开发适合中国国情的电力GIS应用系统，恰恰是我国电力系统在生产经营管理方面赶超国际水平的机遇所在。

　　必须承认，由于供电行业对电力GIS技术的需求在迅速扩大，国家电力部门单靠自身的力量，难以在短时间内完成上述任务。在具体工作实施时可以考虑这样的方案：

　　　由国家电力公司组织有基层应用人员参与的专门队伍，在国家科技部GIS专家的协助下，提高电力部门对GIS技术及电力GIS技术内涵的认识水平，对国内基层电力单位近年来积累的电力GIS技术应用经验及教训进行理论性的归纳总结工作，在总结成果的基础上针对我国电力行业应用特点，制定出电力GIS技术应用推广的技术标准和系统建设应用规范。

　

　

　

参考文献：

【1】Tom H., 1994： “The spatial data transfer standard:a catalyst for change”

【2】David M. Mark, Nicholas Chrisman, 等1997：“The GIS History Project”

【3】UNITED NATIONS Economic and Social Commission for Asia and the Pacific 1998,：“GIS Standards and Standardization: A Handbook”

【4】国家经贸委文件，国经贸电力[1998]844号：“关于发布《第一批全国城乡电网建设与改造所需主要设备产品及生产企业推荐目录》的通知”

　

1999年5月18日