基于gis的配电网络分析技术的研究与应用

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1、第五章介绍了配电GIS系统实现的功能，包括了系统基本功能模块、电网分析模块和WebGIS模块。第六章总结与展望，总结全文，得出结论，指出不足，并对今后的工作进行了展望。52GIS网络分析基础理论2.1GIS网络分析概论地理网络与我们每个人的生活都息息相关，它以各种形式存在于我们的周围：电力网，交通网、自来水网，通讯网等等，依靠这些地理网络，我们可以轻松方便的实现人员、物资、能源和各种信息的传递与交流[10]。而这些网络的性能发挥程度与其容量、布局、结构、状态等有着密切的关系，我们该怎样合理的对这些网络进行布局的规划、结构的优化、充分利用这些网络容量的同时又能让这些网络保持最优工作状态

2、一直是各个行业人员关注的问题。GIS网络分析就是为了更好的认识和改造我们周围的各种地理网络而对这些网络实体和现象进行抽象、处理、研究、分析的过程，其理论基础为运筹学和图论。地理网络分析研究的内容主要包含两方面：一是如何对这些网络实体及网络现象进行抽象和再现，使抽象出来的网络模型尽可能的简单明了又能较好的反映出抽象前现实网络的特征。二是研究地理网络各种网络元素间的关联关系和相互作用以及如何对他们进行控制和优化，主要指如何运用网络分析工具对抽象出来的网络模型进行各种网络分析。地理网络分析是在GIS发展应用的要求和结果，是GIS空间分析的重要组成部分。地理网络分析可以帮助人们更好的认识、利

3、用、改造、优化生活中的各种网络，使这些网络分布、结构和关系更科学合理，并能在网络遭遇自然或人为破坏时能尽快获取信息、寻求解决方案及时恢复网络正常运行。GIS网络分析主要用于资源分配的优化、最短路径的查找、最近设施的确定、设施的地址的选定和服务范围的分析等问题[10]。2.2地理网络模型图论中的网络模型是GIS中地理网络模型的数学理论基础，图论中网络模型的理论研究最早可追溯到1736年，欧拉对七桥问题[11,12]的研究。图论能从一定程度上实现地理网络的抽象，但由于存在研究范围狭窄、网络模型单一、表达形式简单、数据精度低等缺点，并不能直接应用于地理网络中，在建立地理网络模型时还需要考虑

4、地理网络的多样性和复杂性，在图论的基础上进行扩展。地理网络模型的建立需要对地理网络实体进行抽象。用地理网络元素来对网络实体进行表示、描述和再现。通过地理网络元素之间的相互组合来表示网络实体之间的关系和它们之间的空间相对位置特征。地理网络模型包含几何网络模型和逻辑网络模型两种。几何模型是指忽略现实网络中存在又对研究的网络没有什么实际意义的关系，用简单的节点、链等地理网络元素来描述现实世界中点状和线状的地理网络实体，用点6与链等网络元素间的关系描述地理网络实体间的关系，几何网络是以图的形式表示的。几何网络具有简单明了，关系明确，便于表示等优点。但是这种网络模型存在以下缺点：只能用于分析和

5、表示简单的地理网络，不能处理复杂的地理网络；由于不包含网络元素详细的属性信息，不能用于对整个地理网络进行定量分析；几何网络以图和网络的方式表示，计算机处理起来不方便。逻辑模型则是在几何模型上的进一步抽象，由一组二维表组成，其中包含记录地理网络要素属性信息的要素描述表（FeatureTable）和记录描述地理网络元素之间关系的关系连接表（ConnectivityTable）。逻辑模型具有以下优点：关系连接表能清晰表达地理实体间的相互关系；要素描述表能记录下所有网络元素的属性信息，能实现对网络实体的精确量化；逻辑网络以表的形式表示，计算机处理起来比较方便；借助计算机，逻辑网络能用于处理复

6、杂地理网络。抽象地理网络模型时，根据网络要素的功能、作用和特性可以将其分为：地理网络链、地理网络节点、站、中心、拐角或转向、障碍等，这些地理网络元素形成了地理网络结构，如图2.1所示[13-15]。地理网络链线状目标地理网络结点 地理网络点状目标：站、中心、拐角、障碍图2.1地理网络结构网络链用来表示现实地理网络中的线状地理实体或地理现象。资源、信息、能量等就是通过网络链传输。网络结点用来表示现实地理网络中的点状地理实体或地理现象，如街道交叉口、电网中的开关刀闸、河流交汇处等都可以抽象成网络结点，网络链之间就是通过网络结点来建立连接关系，可以表现为顶点、端点。网络站是指地理网络中资源

7、、信息等传输的起点和终点，如河流网络中河流的源头、电力网络中的发电厂等可以抽象为网络站。网络中心指具有一定容量，并能从网络链上获取或分发资源的结点，如电力网络7中的变电站，既是输电线路的终点，能从输电网中获取电资源，又是配电线路的起点，能给配电网分配电资源，是电力网络的一个中心。拐角表示网络链之间的关系，不是对地理实体的抽象，资源沿网络链流到拐角处可能会发生转向，可以是原路返回，也可以流向与拐角相连的其他链。网络障碍指资源不能通行的结点和链。如损坏后的桥梁