基于GIS的电力工程造价估算系统研究
方昱璋 杨晶
摘 要： 针对目前地理信息系统应用于电力工程预算存在不能设计或修改电网图等不同程度的缺陷，提出一种基于GIS的电力工程造价估算系统，以解决现有的电力工程造价估算准确度低、自动化程度弱的问题。该系统使用面向对象技术与集成组件式GIS，构建系统核心和用户界面采用MapObjects与.NET平台，并运用Oracle数据库管理远程数据，Access数据库管理本地属性数据，从而有机结合工程中各设备的图形和属性数据，实现工程造价估算的规范化与自动化。最后对系统进行了实现验证，确保了电力工程造价估算的准确、高效。
关键词： 地理信息系统； 电力工程； 工程预算； MapObjects； Oracle
中图分类号： TN911.2?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）22?0163?03
Abstract： As the current geographic information system （GIS） applied to the electric power engineering budget can′t design or modify the power grid graph and has other different levels of defects， a GIS?based electric power engineering cost estimation system is proposed to improve accuracy and automation degree of the available electric power engineering cost estimation. The object?oriented technology and integrated component GIS are used in the system. The MapObjects and .NET platform are adopted to construct the system core and user interface. The Oracle database is employed to manage the remote data， and the Access database is adopted to manage the local attribute data， so that the graphics and attribute data of each device in the project are combined to realize the standardization and automation of the project cost estimation. The system was verified with an experiment to ensure the accurate and efficient estimation of the electric power engineering cost.
Keywords： geographic information system； electric power engineering； construction budget； MapObjects； Oracle
地理信息系统（GIS）虽广泛应用于电网配电[1?2]、电网规划[3]和输电系统管理[4?5]之中，但目前GIS应用于电力工程预算存在不能设计或修改电网图等不同程度的缺陷。基于图形的其他预算系统不能加载地图，商业GIS平台绘图复杂，需要专业知识，而组件式GIS[6]能够以灵活的方式连接数据库系统，使得开发人员管理地图等数据方便高效。因此，本文提出了一种基于GIS的电力工程造价估算系统，以解决现有的电力工程造价估算准确度低、自动化程度弱的问题。该系统使用面向对象技术与集成组件式GIS，构建系统核心和用户界面采用MapObjects与.NET平台，并运用Oracle数据库管理远程数据，Access数据库管理本地属性数据，从而有机结合工程中各设备的图形和属性数据，实现工程造价估算的规范化与自动化。
1 系统分析
传统电力工程造价估算系统存在空间与属性数据一致性差、复杂的空间图形结构等问题。本文基于GIS，采用面向对象组件式GIS、.NET平台与数据库技术以达到电力工程设计与造价数据共享与同步的目的。从而使得系统绘图简单，造价估算实现高效自动。图1为电力工程造价估算的流程图。
2 系统设计
2.1 系统逻辑结构
系统逻辑结构如图2所示，对不同数据库的访问通过ADO.NET和MapObjects组件。空间数据主要为点图层、线图层与面图层，其分别存储点状、线状和面状设备，其以Shape格式文件存储在客户端，大字段形式存储在服务器端Oracle数据库。设备、材料与定额库组成了属性数据，其存储在服务器与客户端的数据库中。
电网工程图形绘制设计设备繁多，造价估算复杂。为了使系统具有良好的反应速度与扩展性，本文所设计的系统采用3层C/S模式结构以保证系统的服务器性能与用户界面的简洁，其包括界面层、逻辑层和数据层。界面层是将接收到的用户输入信息处理后进行显示，其单独分离出来可以使设计人员无需考虑内部逻辑而集中界面设计；业务逻辑层是得到组件式GIS技术与服务器交互的属性、空间数据，并完成工程制图、材料的选取与预算估计；数据层是为逻辑层提供数据。
2.2 系统功能设计
系统功能图如图3所示。本文所设计的系统具有数据编辑、查询、分析与输出功能等一般功能与GIS基本功能，即工程管理、圖形绘制、造价估算等功能。最大限度地实现电力工程设计与造价数据共享与同步的目的。
3 关键技术
3.1 基于MapObjects的电网图符号的绘制
调用MapObjects对电力工程系统中设备图例符号进行抽象，如图4所示，对MapObjects中不能满足要求的需要进行自定义设计。通过MapObjects中提供的点、线、面状符号自定义接口绘制自定义符号，SetupDC与ResetDC函数分别为建立与清除设备上下文，符号设计的关键为绘制自定义符号的Draw函数[7?9]。本文采用GDI（Graphics Device Interface）的下一代具有强大功能、精度高与显示效果好的GDI+[10]绘制符号。创建符号库包括：
（1） 定义符号接口类及属性；
（2） 使用GDI+绘制图形；
（3） 编译符号库为动态链接库。
符号显示采用MapObjects渲染功能，而符号库实现与显示流程图如图5所示。
3.2 负载平衡
通常情况下是在同一局域网绘制电网图，在绘制时会不停地访问服务器数据库来检索各设备的属性与材料，从而增加了服务器的负担。为了解决此问题，本系统在启动时自动将服务器上绘制所需的设备库、材料库等数据下载到本地数据库中实现本地调用，工程数据在绘制结束后被上传至服务器数据库，从而降低了对服务器的硬件要求。
3.3 预算计算
（1） 匹配材料与设备。依据电力工程标准与经验设计匹配原则。
（2） 编码。分类分级编码设备与设备属性以实现自动选取材料，编码长度为6位。当设备无需其他辅助材料，则前3位为0；否则前3位表示设备类型，后3位表示符号显示类型。
（3） 用户设备选型。系统会自动获得用户选择的设备编码，并将属性编码进行组合得到设备最终编码，从而自动匹配材料庫中相应材料，并给出材料清单。在设备数量与价格标准选定之后，系统会自动匹配电力工程定额库，估算造价。
4 系统实现
本文采用面向对象系统设计方法进行系统设计，并在开发过程中对系统分析与软件开发采用计算机辅助软件工程技术（CASE），从而提高了系统开发率，并使得系统软件与数据库具有可移植性与规范化。
通过采用上文所述技术与步骤，基于组件GIS技术与GDI+绘图技术在C#.NET开发平台上对本系统进行实现，实现界面如图6所示。该系统的实现确保了电力工程造价估算的准确、高效。
5 结 语
本文提出了一种基于GIS的电力工程造价估算系统，以解决现有的电力工程造价估算准确度低、自动化程度弱的问题。该系统使用面向对象技术与集成组件式GIS，构建系统核心和用户界面采用MapObjects与.NET平台，并运用Oracle数据库管理远程数据，Access数据库管理本地属性数据。从而有机结合工程中各设备的图形和属性数据，实现工程造价估算的规范化与自动化。本文最后对系统进行了实现验证，确保了电力工程造价估算的准确、高效。
参考文献
[1] 袁大江，孙薇嘉.地理信息系统在电力监控与管理中的应用[J].电气时代，2012（3）：28?29.
[2] 徐林.供电企业配网现场管理系统服务器设计与开发[D].成都：电子科技大学，2011.
[3] 丰强，王洪授，高作毅，等.基于卫星遥感数据的输电线路地理信息系统应用研究[J].华北电力技术，2010（6）：1?5.
[4] 洪峰，刘羽.GIS系统在配电网设计中的应用[J].农村电气化，2014（5）：14?15.
[5] TWINOMUHANGI R， BULIUNG R N， NAKITTO M T， et al. Application of geographic information systems methodology to injury surveillance in Uganda [J]. International research journal of medicine & medical sciences， 2014， 2（2）： 20?39.
[6] 胥丹.电力工程预算管理系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2015.
[7] 王蕾.基于B/S架构的电力工程造价管理系统设计与实现[D].电子科技大学，2014.
[8] 高东亮，林济铿，罗萍萍.基于MapObjects的配电网信息管理系统开发[J].电力自动化设备，2006，26（5）：65?69.
[9] 薛伟.MapObjects：地理信息系统程序设计[M].北京：国防工业出版社，2004.
[10] 秦佐，刘鹏程.基于GDI+的地形图符号库中点符号的设计和实现[J].城市勘测，2016（3）：63?66.
摘 要： 针对目前地理信息系统应用于电力工程预算存在不能设计或修改电网图等不同程度的缺陷，提出一种基于GIS的电力工程造价估算系统，以解决现有的电力工程造价估算准确度低、自动化程度弱的问题。该系统使用面向对象技术与集成组件式GIS，构建系统核心和用户界面采用MapObjects与.NET平台，并运用Oracle数据库管理远程数据，Access数据库管理本地属性数据，从而有机结合工程中各设备的图形和属性数据，实现工程造价估算的规范化与自动化。最后对系统进行了实现验证，确保了电力工程造价估算的准确、高效。
关键词： 地理信息系统； 电力工程； 工程预算； MapObjects； Oracle
中图分类号： TN911.2?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）22?0163?03
Abstract： As the current geographic information system （GIS） applied to the electric power engineering budget can′t design or modify the power grid graph and has other different levels of defects， a GIS?based electric power engineering cost estimation system is proposed to improve accuracy and automation degree of the available electric power engineering cost estimation. The object?oriented technology and integrated component GIS are used in the system. The MapObjects and .NET platform are adopted to construct the system core and user interface. The Oracle database is employed to manage the remote data， and the Access database is adopted to manage the local attribute data， so that the graphics and attribute data of each device in the project are combined to realize the standardization and automation of the project cost estimation. The system was verified with an experiment to ensure the accurate and efficient estimation of the electric power engineering cost.
Keywords： geographic information system； electric power engineering； construction budget； MapObjects； Oracle
地理信息系统（GIS）虽广泛应用于电网配电[1?2]、电网规划[3]和输电系统管理[4?5]之中，但目前GIS应用于电力工程预算存在不能设计或修改电网图等不同程度的缺陷。基于图形的其他预算系统不能加载地图，商业GIS平台绘图复杂，需要专业知识，而组件式GIS[6]能够以灵活的方式连接数据库系统，使得开发人员管理地图等数据方便高效。因此，本文提出了一种基于GIS的电力工程造价估算系统，以解决现有的电力工程造价估算准确度低、自动化程度弱的问题。该系统使用面向对象技术与集成组件式GIS，构建系统核心和用户界面采用MapObjects与.NET平台，并运用Oracle数据库管理远程数据，Access数据库管理本地属性数据，从而有机结合工程中各设备的图形和属性数据，实现工程造价估算的规范化与自动化。
1 系统分析
传统电力工程造价估算系统存在空间与属性数据一致性差、复杂的空间图形结构等问题。本文基于GIS，采用面向对象组件式GIS、.NET平台与数据库技术以达到电力工程设计与造价数据共享与同步的目的。从而使得系统绘图简单，造价估算实现高效自动。图1为电力工程造价估算的流程图。
2 系统设计
2.1 系统逻辑结构
系统逻辑结构如图2所示，对不同数据库的访问通过ADO.NET和MapObjects组件。空间数据主要为点图层、线图层与面图层，其分别存储点状、线状和面状设备，其以Shape格式文件存储在客户端，大字段形式存储在服务器端Oracle数据库。设备、材料与定额库组成了属性数据，其存储在服务器与客户端的数据库中。
电网工程图形绘制设计设备繁多，造价估算复杂。为了使系统具有良好的反应速度与扩展性，本文所设计的系统采用3层C/S模式结构以保证系统的服务器性能与用户界面的简洁，其包括界面层、逻辑层和数据层。界面层是将接收到的用户输入信息处理后进行显示，其单独分离出来可以使设计人员无需考虑内部逻辑而集中界面设计；业务逻辑层是得到组件式GIS技术与服务器交互的属性、空间数据，并完成工程制图、材料的选取与预算估计；数据层是为逻辑层提供数据。
2.2 系统功能设计
系统功能图如图3所示。本文所设计的系统具有数据编辑、查询、分析与输出功能等一般功能与GIS基本功能，即工程管理、圖形绘制、造价估算等功能。最大限度地实现电力工程设计与造价数据共享与同步的目的。
3 关键技术
3.1 基于MapObjects的电网图符号的绘制
调用MapObjects对电力工程系统中设备图例符号进行抽象，如图4所示，对MapObjects中不能满足要求的需要进行自定义设计。通过MapObjects中提供的点、线、面状符号自定义接口绘制自定义符号，SetupDC与ResetDC函数分别为建立与清除设备上下文，符号设计的关键为绘制自定义符号的Draw函数[7?9]。本文采用GDI（Graphics Device Interface）的下一代具有强大功能、精度高与显示效果好的GDI+[10]绘制符号。创建符号库包括：
（1） 定义符号接口类及属性；
（2） 使用GDI+绘制图形；
（3） 编译符号库为动态链接库。
符号显示采用MapObjects渲染功能，而符号库实现与显示流程图如图5所示。
3.2 负载平衡
通常情况下是在同一局域网绘制电网图，在绘制时会不停地访问服务器数据库来检索各设备的属性与材料，从而增加了服务器的负担。为了解决此问题，本系统在启动时自动将服务器上绘制所需的设备库、材料库等数据下载到本地数据库中实现本地调用，工程数据在绘制结束后被上传至服务器数据库，从而降低了对服务器的硬件要求。
3.3 预算计算
（1） 匹配材料与设备。依据电力工程标准与经验设计匹配原则。
（2） 编码。分类分级编码设备与设备属性以实现自动选取材料，编码长度为6位。当设备无需其他辅助材料，则前3位为0；否则前3位表示设备类型，后3位表示符号显示类型。
（3） 用户设备选型。系统会自动获得用户选择的设备编码，并将属性编码进行组合得到设备最终编码，从而自动匹配材料庫中相应材料，并给出材料清单。在设备数量与价格标准选定之后，系统会自动匹配电力工程定额库，估算造价。
4 系统实现
本文采用面向对象系统设计方法进行系统设计，并在开发过程中对系统分析与软件开发采用计算机辅助软件工程技术（CASE），从而提高了系统开发率，并使得系统软件与数据库具有可移植性与规范化。
通过采用上文所述技术与步骤，基于组件GIS技术与GDI+绘图技术在C#.NET开发平台上对本系统进行实现，实现界面如图6所示。该系统的实现确保了电力工程造价估算的准确、高效。
5 结 语
本文提出了一种基于GIS的电力工程造价估算系统，以解决现有的电力工程造价估算准确度低、自动化程度弱的问题。该系统使用面向对象技术与集成组件式GIS，构建系统核心和用户界面采用MapObjects与.NET平台，并运用Oracle数据库管理远程数据，Access数据库管理本地属性数据。从而有机结合工程中各设备的图形和属性数据，实现工程造价估算的规范化与自动化。本文最后对系统进行了实现验证，确保了电力工程造价估算的准确、高效。
参考文献
[1] 袁大江，孙薇嘉.地理信息系统在电力监控与管理中的应用[J].电气时代，2012（3）：28?29.
[2] 徐林.供电企业配网现场管理系统服务器设计与开发[D].成都：电子科技大学，2011.
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[4] 洪峰，刘羽.GIS系统在配电网设计中的应用[J].农村电气化，2014（5）：14?15.
[5] TWINOMUHANGI R， BULIUNG R N， NAKITTO M T， et al. Application of geographic information systems methodology to injury surveillance in Uganda [J]. International research journal of medicine & medical sciences， 2014， 2（2）： 20?39.
[6] 胥丹.电力工程预算管理系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2015.
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[10] 秦佐，刘鹏程.基于GDI+的地形图符号库中点符号的设计和实现[J].城市勘测，2016（3）：63?66.
