【摘 要】以GIS技术为核心，在怒江州范围内建立统一的覆盖整个地区的GIS数据模型和图形中心，并形成以北斗微信通讯技术为核心的空间信息的网格化分析技术。
【关键词】北斗卫星；地理信息系统
1 概述
怒江地处低纬高原，地形复杂、地质结构特殊。同时受印度西南季风、东亚季风的共同影响，各种天气系统交替甚至同时出现，常引起大雨、暴雨等灾害性天气。随着我省社会经济的发展，云南电网输电规模建设规模迅速扩大，自然灾害对电网安全运行构成了严重的威胁。电网安全受到影响会导致输电线路受到威胁，从而造成停电等社会问题，产生重大社会影响或经济损失。因此需要对输电线路进行监测，当灾害来临时能及时采取措施，避免输电线路受到影响。
自然灾害对电网系统的致灾过程复杂，而且灾害发生快，一般只能进行预测、防止或灾后应急响应来维护输电线路的稳定。以怒江州为研究区域，通过提供卫星系统在线监测，最终实现在广袤的无人区及高山峻岭进行输电线路的监测和预警。以GIS技术为核心，在怒江州范围内建立统一的覆盖输电线路的GIS数据模型和图形中心，并提供核心的可视化服务、空间信息的网格化分析技术。为怒江供电局防灾抗灾提供第一手的决策依据，做到科学调度，快速响应，提高灾害的防治防害能力；同时有效地为怒江供电局提供相关的应急指挥与决策，提高怒江供电局输电线路的准确性、实时性，提高GIS数据的共享和利用。
2 覆冰在线监测与预警
覆冰在线监测与预警应用是建立在整合数据基础上的，以怒江州为区域，研究该区域覆冰灾害的空间分布特征、电网系统承灾体的脆弱性、灾变耦合破坏规律、风险评价模型及风险区划、预警模型，同时进行北斗卫星通信技术的研究，结合以上两项研究结果，实现北斗卫星在线监测高压输电线路的监测系统。
2.1 北斗卫星通信技术
（1）北斗卫星通信方式
目前输电线路在线监测都按照南网统一通讯规约协议进行，利用该规约进行通信时，大部分通信报文长度均在100字节以下。针对超过100字节的长报文，可进行拆包处理。
北斗通信前置机负责与北斗卫星通信和数据接收，同时与中心主站服务器进行通信。通讯方式如图2.1：
图2.1采用北斗通信的通信链路
在此通信方式下，线路现场在线监测装置与主站服务器之间原有的通信规约无需改变，新开发的在线监测装置和北斗通信前置机将根据原系统通信规约进行匹配。
（2）长报文传输实现
由于北斗通信支持报文长度有限（目前要保持流畅通信需保持单报文长度不超过100字节为宜），因此对通信上遇到较大的数据包时需进行拆包，即通常在单报文数据长度超过100字节时，在线监测装置将按照单帧报文100字节进行拆包，并重新组包。
例：当现场监测数据报文为为1000字节时，在线监测装置将数据帧拆分成10个100字节的子包，并利用北斗通信链路，逐一上送给北斗通信前置机，北斗通信前置机在收完10个子包后，进行重新组包，还原成原数据包格式并上送至主站。
（3）规约转换
云南电网《云南电网输电线路综合运行工况在线监测系统通信规约》（简称：南网在线监测规约）规约进行，该规约数据包需转换成北斗协议数据包，经北斗通信链路送至主站端，在主站端将北斗协议数据包还原至南网在线监测规约的数据包。
以上规约转换在北斗通信链路两端进行，不影响原通信方式，实现数据透传。如图2.2：
图2.2 南网在线监测数据包格式
转换成北斗协议后，南网在线监测规约数据包将作为北斗协议的数据包，封装在北斗协议的帧格式中，数据包格式如图2.3：
图2.3 北斗协议数据包
2.2 覆冰风险分析与评估模型
通过数学模型计算覆冰厚度：在一段时间或实时环境温度和湿度参数满足易覆冰气象条件下，该模型从分析绝缘子串的顺线方向和垂线方向夹角入手，通过几何分析的方法，得到绝缘子串的风偏角。在假设导线达到静态力平衡的条件下，建立实测综合荷载、绝缘子及金具重量、导线自重、覆冰荷载、风荷载和绝缘子串风偏角之间的力学关系，计算得到覆冰导线的重量。再根据导线自身参数（如线径、单位长度重量），结合线路杆塔的垂直档距，计算得出覆冰导线单位重量。在设定覆冰密度为0.9时，用圆形均匀覆冰的模型最后计算得到等值覆冰厚度。
覆冰厚度计算公式：
：等值导线覆冰厚度，单位mm
：导线初始直径，单位mm
：覆冰导线单位重量，单位Kg/m
：导线单位重量，单位Kg/m
：覆冰密度，采用900Kg/m3
3 结 语
本系统的特点是将传统的GPRS / CDMA / 3G通信方式替换为北斗卫星通信系统。结合了北斗通信系统的在线监测系统能够覆盖到广袤的无人区及高山峻岭。系统运行后可以提高输电运行维护的工作效率，能够准确、全面地提供受灾路线和范围，为工作人员的运行维护工作提供有力决策依据，增强了怒江电网输电线路的安全性。
在本文中介绍了怒江供电局北斗卫星在线监测系统的研究与运用。着重介绍了需要用到的通讯方法以及监测模型这两个重要的模块，不足之处还望指正。
参考文献：
[3]成方林，张翼飞，刘佳佳.基于“北斗”卫星导航系统的长报文通信协议[J].海洋技术，2008（01）.
