基于電網(wǎng)gis電氣化鐵路牽引站氣象監(jiān)測及預(yù)警方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的氣象預(yù)警領(lǐng)域，具體涉及基于電網(wǎng)GIS電鐵、高鐵牽引站專業(yè)氣象監(jiān)測及預(yù)警方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國高鐵、電鐵列車快速蓬勃發(fā)展，電鐵、高鐵以電能為牽引動力來源，所需能源是由電力牽引供電系統(tǒng)提供。主要是指牽引變電站和接觸網(wǎng)兩大部分。牽引變電站簡稱牽引站，它主要任務(wù)是將電力系統(tǒng)送來的三相高壓電變換成適合電力機車使用的單相交流電。接觸網(wǎng)是向電力機車直接輸送電能的設(shè)備。
[0003]然而，近年來雨雪冰凍、臺風(fēng)、強對流等極端天氣頻繁發(fā)生，給高鐵、電鐵牽引站等電力設(shè)施造成了嚴(yán)重的危害和損失。氣象災(zāi)害的地域性強，判斷時間短，其強弱度、影響時間、影響范圍對電網(wǎng)設(shè)備、運行等影響也各不同。目前存在的技術(shù)問題是:
[0004]1、氣象信息作為電網(wǎng)系統(tǒng)中的獨立信息，沒有與電網(wǎng)GIS平臺系統(tǒng)結(jié)合，往往只獲得氣象信息，卻無法與電網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，也就不能及時，準(zhǔn)確獲得氣象災(zāi)害對電網(wǎng)設(shè)備運行帶來的影響，使得氣象對電網(wǎng)的起不到相應(yīng)的預(yù)警作用。隨著電網(wǎng)運行和應(yīng)急處置對實時氣象信息、各類災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警等氣象技術(shù)支持需求越來越高，亟需提高電鐵、高鐵牽引站等電力設(shè)施的電網(wǎng)氣象監(jiān)測預(yù)報預(yù)警能力。
[0005]2、另一方面，電網(wǎng)對氣象信息獲取方式簡單，準(zhǔn)確性及適用性不高。缺少氣象信息與電鐵、高鐵電網(wǎng)設(shè)備的關(guān)聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了基于電網(wǎng)GIS電氣化鐵路牽引站氣象監(jiān)測及預(yù)警方法及系統(tǒng)，基于電網(wǎng)GIS平臺的電鐵、高鐵牽引站氣象監(jiān)測、預(yù)報預(yù)警精細化研究將電鐵、高鐵牽引站等重要電網(wǎng)設(shè)備與實時氣象信息關(guān)聯(lián)，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時第一時間掌握電網(wǎng)設(shè)備當(dāng)前的氣象信息，提升電鐵、高鐵牽引站、供電站對極端天氣和自然災(zāi)害應(yīng)急能力。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0008]基于電網(wǎng)GIS電氣化鐵路牽引站氣象監(jiān)測及預(yù)警方法，包括以下步驟:
[0009]步驟一:在電網(wǎng)GIS平臺上建立用于氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)臍庀蠼涌诜?wù)并將接入的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理后存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；
[0010]步驟二:在電網(wǎng)GIS平臺中對步驟一預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)解析并將氣象監(jiān)測站、預(yù)警范圍進行定位，并通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將氣象監(jiān)測、預(yù)警定位信息顯示到電網(wǎng)GIS地圖中；
[0011]步驟三:根據(jù)高鐵及電鐵牽引站位置、供電站地理坐標(biāo)及運行情況建立高鐵、電鐵圖層及氣象圖層；
[0012]步驟四:將氣象圖層及高鐵、電鐵圖層進行匹配關(guān)聯(lián)即將氣象監(jiān)測及預(yù)警定位信息與電鐵、高鐵牽引站、供電站坐標(biāo)信息匹配關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)氣象信息的實時展示，以及電鐵、高鐵牽引站、供電站氣象災(zāi)害的預(yù)警分析與展示。
[0013]高鐵、電鐵圖層及氣象圖層的建立是指綜合電鐵地理坐標(biāo)、運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息(降水、溫度、濕度等氣象要素信息、預(yù)報信息)等一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)形成的便于系統(tǒng)前臺調(diào)用的數(shù)據(jù)表。過程同于一般的圖層的建立。
[0014]所述氣象接口服務(wù)包括氣象數(shù)據(jù)接收端數(shù)據(jù)接口:用于實時接收氣象數(shù)據(jù)并存儲；氣象數(shù)據(jù)訪問接口:用于向電網(wǎng)GIS提供氣象數(shù)據(jù)；對外接口:電網(wǎng)GIS對外提供統(tǒng)一的氣象服務(wù)接口。
[0015]所述步驟一中數(shù)據(jù)進行預(yù)處理為:分別對不同格式的氣象數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)GIS能夠存儲并可以展示的實時監(jiān)測及預(yù)警數(shù)據(jù)。此處的預(yù)處理即格式編碼，對不同數(shù)據(jù)進行編號，便于進行數(shù)據(jù)存儲。
[0016]所述氣象數(shù)據(jù)的格式包括:柵格數(shù)據(jù)、XML格式數(shù)據(jù)、TXT格式數(shù)據(jù)和二進制格式；
[0017]柵格數(shù)據(jù)是氣象資料存儲交換的重要形式，XML是網(wǎng)頁形式，TXT是文本，二進制格式是指二進制形式儲存的圖像數(shù)據(jù)。以上都是氣象數(shù)據(jù)的氣象數(shù)據(jù)存儲，傳輸和應(yīng)用的主要形式。
[0018]所述步驟二中的數(shù)據(jù)解析具體是:
[0019]氣象自動監(jiān)測站實時氣象時，XML格式數(shù)據(jù)以及柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)一解析是將氣象監(jiān)測站的地理位置信息錄入GIS數(shù)據(jù)庫，獲取到氣象數(shù)據(jù)后，通過關(guān)鍵字段匹配獲得氣象數(shù)據(jù)的地理位置信息，綁定到地圖上展示；柵格與xml格式解析方式相同；
[0020]氣象預(yù)警信息即TXT格式數(shù)據(jù)文件的統(tǒng)一解析通過預(yù)先將地理關(guān)鍵字預(yù)先錄入到GIS數(shù)據(jù)庫，通過關(guān)鍵字匹配獲取預(yù)警的地理信息，并進一步調(diào)用預(yù)警內(nèi)容；預(yù)警采用精確匹配，在數(shù)據(jù)庫中精確查找相關(guān)地理信息的數(shù)據(jù)，再通過篩選過濾，在地圖上疊加預(yù)警信息；
[0021]二進制格式氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一解析是通過解析文件頭確定解析的操作細節(jié)，利用一級文件頭中記錄長度和記錄數(shù)定位數(shù)據(jù)讀取起始位置再進行后續(xù)處理分類；二級文件頭中的掃描像素寬度和高度、異常值等信息作為解析數(shù)據(jù)依據(jù)；二級文件頭中的起始時間、推送時間、入庫時間、編號作為參考信息。
[0022]對解析出的數(shù)據(jù)，利用灰度增強方法對值域進行擴展，擴大值域的可區(qū)分度。這里的值域指可調(diào)用的氣象數(shù)據(jù)的最大范圍，灰度增強法可以增加圖像的對比度，加強展示效果。
[0023]基于電網(wǎng)GIS電氣化鐵路牽引站氣象監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)，包括:
[0024]數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于在電網(wǎng)GIS平臺上建立用于氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)臍庀蠼涌诜?wù)并將接入的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理后存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；
[0025]數(shù)據(jù)處理模塊，用于在電網(wǎng)GIS平臺中對數(shù)據(jù)傳輸模塊預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)解析并將氣象監(jiān)測站、預(yù)警范圍進行定位，并通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將氣象監(jiān)測、預(yù)警定位信息顯示到電網(wǎng)GIS地圖中；
[0026]圖層建立模塊，用于根據(jù)高鐵及電鐵牽引站位置、供電站地理坐標(biāo)及運行情況建立高鐵、電鐵圖層及氣象圖層；
[0027]圖層關(guān)聯(lián)模塊，用于將氣象圖層及高鐵、電鐵圖層進行匹配關(guān)聯(lián)即將氣象監(jiān)測及預(yù)警定位信息與電鐵、高鐵牽引站、供電站坐標(biāo)信息匹配關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)氣象信息的實時展示，以及電鐵、高鐵牽引站、供電站氣象災(zāi)害的預(yù)警分析與展示。
[0028]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊中的氣象接口服務(wù)包括氣象數(shù)據(jù)接收端數(shù)據(jù)接口:用于實時接收氣象數(shù)據(jù)并存儲；氣象數(shù)據(jù)訪問接口:用于向電網(wǎng)GIS提供氣象數(shù)據(jù)；對外接口:電網(wǎng)GIS對外提供統(tǒng)一的氣象服務(wù)接口。
[0029]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊中數(shù)據(jù)進行預(yù)處理為:分別對不同格式的氣象數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)GIS能夠存儲并可以展示的實時監(jiān)測及預(yù)警數(shù)據(jù)。
[0030]所述氣象數(shù)據(jù)的格式包括:柵格數(shù)據(jù)、XML格式數(shù)據(jù)、TXT格式數(shù)據(jù)和二進制格式；
[0031]柵格數(shù)據(jù)是氣象資料存儲交換的重要形式，XML是網(wǎng)頁形式，TXT是文本，二進制格式是指二進制形式儲存的圖像數(shù)據(jù)。以上都是氣象數(shù)據(jù)的氣象數(shù)據(jù)存儲，傳輸和應(yīng)用的主要形式。
[0032]所述數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)解析具體是:
[0033]氣象自動監(jiān)測站實時氣象信即XML格式數(shù)據(jù)文件與柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)一解析是將氣象監(jiān)測站的地理位置信息錄入GIS數(shù)據(jù)庫，獲取到氣象數(shù)據(jù)后，通過關(guān)鍵字段匹配獲得氣象數(shù)據(jù)的地理位置信息，綁定到地圖上展示；
[0034]氣象預(yù)警信息即TXT格式數(shù)據(jù)文件的統(tǒng)一解析通過預(yù)先將地理關(guān)鍵字預(yù)先錄入到GIS數(shù)據(jù)庫，通過關(guān)鍵字匹配獲取預(yù)警的地理信息，并進一步調(diào)用預(yù)警內(nèi)容；預(yù)警采用精確匹配，在數(shù)據(jù)庫中精確查找相關(guān)地理信息的數(shù)據(jù)，再通過篩選過濾，在地圖上疊加預(yù)警信息；
[0035]二進制格式氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一解析是通過解析文件頭確定解析的操作細節(jié)，利用一級文件頭中記錄長度和記錄數(shù)定位數(shù)據(jù)讀取起始位置再進行后續(xù)處理分類；二級文件頭中的掃描像素寬度和高度、異常值等信息作為解析數(shù)據(jù)依據(jù)；二級文件頭中的起始時間、推送時間、入庫時間、編號作為參考信息。
[0036]對解析出的數(shù)據(jù)，利用灰度增強方法對值域進行擴展