Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào quản lý hệ thống lưới điện quận Tân Phú

Header Page of 166 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực NGUYỄN GIA THOẠI Footer Page of 166 Header Page of 166 ii LỜI CÁM ƠN Một chặng đường với công sức Thầy Cô Thầy Cô dốc sức truyền đạt cho chúng em kiến thức quý báu , từ lý luận đến kiến thức nâng cao Và sau chặng đường dài , Thầy Cô dẫn dắt chúng em hoàn thành nốt bước cuối khóa học Em xin chân thành cảm ơn thầy cô không quản khó nhọc để truyền đạt cho em kiến thức quý báu giúp ích cho em nhiều chặng đường sau Em xin chân thành cám ơn thầy NGÔ CAO CƯỜNG tận tình bảo giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn đến anh em phòng kỹ thuật , đội quản lý lưới điện tân phú , đội vận hành nhiệt tình giúp đỡ em việc hoàn thành luận văn Em xin chúc thầy tràn đầy sức khỏe Học viên thực NGUYỄN GIA THOẠI Footer Page of 166 Header Page of 166 iii TÓM TẮT Luận văn nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin đại lý( GIS) để quản lý hệ thống lưới điện trung địa bàn quận Tân Phú Công ty điện lực Tân Phú quản lý, bao gồm cụ thể vấn đề sau: Thu thập, phân tích, tổng hợp trạng khu vực lưới điện khu vực Tân Phú Nghiên cứu phần mềm ArcGis 10.1 hệ sở quản trị liệu Oracle 11.0 Xây dựng hệ thống sơ đồ nguyên lý demo cho tuyến dây Extension Shematic ArcGis 10.1 Triển khai hệ thống hệ quản trị sở liệu Oracle theo mô hình ClientSever Xây dựng ứng dụng hỗ trợ việc quản lý tầm ảnh hưởng quản lý thiết bị đóng cắt lưới điện Nghiên cứu độ tin cậy lưới điện đồ Đánh giá nghiên cứu phân bố tối ưu công suất hệ thống lưới điện Kết nghiên cứu cho thấy dùng chương trình GIS để ứng dụng vào công tác quản lý kỹ thuật, quản lý vận hành đơn vị, nhằm giảm bớt gánh nặng nhân công nhân lực cho công tác Hỗ trợ lãnh đạo đưa định hợp lý xác, cán kỹ thuật công nhân tiết kiệm nhiều thời gian công sức công tác cải tạo sửa chữa đại tu vận hành lưới điện Footer Page of 166 Header Page of 166 iv ABSTRACT Thesis research and application of information agent systems (GIS) to manage medium-voltage grid system in the district by Tan Phu, Tan Phu Electricity Company management, including the following specific issues: Collect, analyze and synthesize the current state of the grid area, Tan Phu area Research ArcGIS 10.1 and the data base administrator Oracle 11.0 Develop system principle diagram for online demo shematic Extension cord with ArcGIS 10.1 Implementation of the system management system according to the Oracle Database Client-Server model Develop application support management and management influence the switchgear on the grid Research reliability of the grid on the map Review and study the optimal distribution of power on the grid system The study results showed that GIS can be used to program applications in the management of technical, management and operation of the unit in order to reduce the burden of human labor and work on Support leaders make rational decisions and accurate, technicians and workers save a lot of time and effort in the work of renovation and repair and overhaul operation of the grid Footer Page of 166 Header Page of 166 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - GIS : Geographic Information System - Người sử dụng: User - Dữ liệu : Data - GPS: Global Positioning System - SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition),… - Geodatabase : Dữ liệu không gian - Saifi: Số lần gián đoạn cung cấp trung bình lưới điện - SAIDI : thời gian gián đoạn cung cấp trung bình lưới điện - CAIFI: Số lần điện trung bình khách hàng - CAIDI: Thời gian điện trung bình khách hàng Footer Page of 166 Header Page of 166 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Mô hình Raster, Vector so với giới thực……………………… … 16 Hình 2.2 : Dữ liệu thuộc tính đối tượng địa lý………………………… 17 Hình 2.3 : Vị trí đối tượng mặt đất ………………………………….18 Hình 2.4 : Tóm tắt quy trình xử lý thông tin……………………………………….19 Hình 2.5 : Một số định nghĩa GIS……………………………………………….20 Hình 2.6 : Các thành phần GIS…………………………………………22 Hình 2.7 : Mô hình GIS…………………………………………………………….23 Hình 2.8 : Các thành phần sở liệu địa lý……………………25 Hình 2.9 : Sơ đồ phân bố nhân lực Gis………………………………………25 Hình 2.10 : Mô hình điều khiển GIS……………………………………………….26 Hình 2.11 : Thu thập liệu cho GIS………………………………………………28 Hình 3.1 : Mô hình vệ tinh quay quanh trái đất………………………… 33 Hình 3.2 :Ứng dung GIS ngành ………………… 37 Hình 4.1: Mô hình hệ quản trị sở liệu Oracle……………………………64 Hình 5.1: Bản đồ Quận Tân Phú…………………………………………… 71 Hình 6.1 : Xây dựng demo tuyến dây Phú Lộc Phú Lộc 2………………….83 Hình 6.2 : Xây dụng sơ đồ Schematic cho tuyến dây trên………………… 85 Footer Page of 166 Header Page of 166 vii Hình 8.1 : Bản đồ phần mềm Carrymap………………………………… ……93 Hình 8.2: Demo đồ trung Carrymap…………………………………98 Footer Page of 166 Header Page of 166 viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng : Một số hệ quản trị liệu giới………………………………….52 Bảng : Các tuyến dây trung địa bàn quận Tân Phú…………………… 72 Bảng : Các lớp liệu đồ………………………………………………75 Bảng : Tính toán số tin cậy lưới điện……………………………………… 81 Bảng : So sánh tính phần mềm sử dụng với ArcGIS…………….112 Footer Page of 166 Header PageLuận9 văn ofthạc 166 sĩ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan 1.2 Tính cần thiết đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Ý nghĩa khoa học đề tài 1.7 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 2.1 Tổng quan hệ thống thông tin địa lý 2.1.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý 2.1.1.1 Dữ liệu không gian Footer Page of 166 Header PageLuận10vănofthạc166 sĩ 2.1.1.2 Dữ liệu thuộc tính 2.1.1.3 Thời gian 2.1.2 Nguồn cung cấp thông tin địa lý 2.1.3 Quy trình xử lý thông tin địa lý 2.2 Hệ thống thông tin địa lý 10 2.2.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý 10 2.2.2 Các thành phần hệ thống GIS 13 2.2.2.1 Phần cứng (hardware) 15 2.2.2.2 Phần mềm (softwear) 16 2.2.2.3 Dữ liệu( data) 17 2.2.2.4 Người sử dụng (user) 17 2.2.2.5 Chính sách quản lý 19 2.2.3 Các chức hệ thống thông tin địa lý 20 2.2.3.1 Thu thập liệu( Gis Data Acquisition) 20 2.2.3.2 Lưu trữ liệu (Data storing) 21 2.2.3.3 Truy vấn phân tích liệu 22 2.2.3.4 Hiển thị liệu 22 2.2.4 Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý 23 2.2.4.1 Những ngành có liên quan đến GIS 23 2.2.4.2 Các ứng dụng thực tế 23 Footer Page 10 of 166 Header Page 118 of 166 103 8.2 Các ưu điểm phần mềm Giao diện người dùng thân thiện liền mạch Thêm / nhập / Xuất/ phổ biến liệu Quay đồ theo nhiều hướng khác Hỗ trợ định vị Gps Hỗ trợ khả tìm kiếm nâng cao Hỗ trợ xác định tọa độ tìm kiếm theo tọa độ Đo khoảng cách Hình 8.1 : Bản đồ phần mềm Carrymap 8.3 Tiến hành cài đặt Chọn file mxd( file đồ arcgis) cần đưa vào thiết bị: ví dụ ta lấy file client_giathoai.mxd Footer Page 118 of 166 Header Page 119 of 166 104 Tạo file chuyển đổi từ VN2000 sang hệ tọa độ WGS84 Theo định 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/02/2007 Bộ trưởng Bộ Tài Nguyên Môi Trường [17] , giá trị tham số chuyển đổi từ hệ tọa độ VN2000 sang WGS84 sau : Tham số chuyển dịch gốc tọa độ : - ∆x0 = -191,90441429 m - ∆y0 = -39,30318279 m - ∆z0 = -111,45032835 m Góc xoay trục tọa độ - ω0 = -0,00928836” - ψ0 = 0,01975479” - ε0 = -0,00427372” Hệ số tỷ lệ chiều dài Vào k = 1,000000252906278 client_giathoai.mxd/arctoolbox/Data Manegament Tool/ Projections and Transformation/Creat Custom Geographic Transformation Footer Page 119 of 166 Header Page 120 of 166 105 Geographic Transformation Name: đặt tên cho hệ quy chiếu chuyển đổi: vn2000-wgs84 Input Geographic Coordinate System: Dữ liệu đầu vào hệ tọa độ: VN2000 Output Geographic Coordinate System: Dữ liệu đầu hệ tọa độ: WGS84 Method: chọn Coordinate frame nhập thông số vào Mở: client_giathoai.mxd/Layer/Properties/CoordinateSystem/Transformation: Convert from: chọn hệ tọa độ vn2000 Into: chọn WGS84 Using: Chọn file tạo bước Tiến hành Download phần mềm http://www.dataeast.com/en/carrymap.asp#feat( tùy vào hệ điều hành sử dụng, download phần mềm carry kho ứng dụng tương ứng: Appstore, Googleplay) cài đặt : Footer Page 120 of 166 Header Page 121 of 166 106 Sau cài đặt hoàn tất, vào client_giathoai.mxd/Customize/Carrymap Lấy toàn đồ cần đưa vào Kích hoạt Carrymap/Extramap to exe packet Footer Page 121 of 166 Header Page 122 of 166 107 Cài đặt thông số cần thiết cho đồ cần đưa vào Footer Page 122 of 166 Header Page 123 of 166 108 Chọn file xuất dùng hệ điều hành Footer Page 123 of 166 Header Page 124 of 166 Nhấn next để hoàn tất Footer Page 124 of 166 109 Header Page 125 of 166 110 Hình 8.2: Demo đồ trung Carrymap Footer Page 125 of 166 Header Page 126 of 166 111 Chương : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 9.1 Kết luận Qua phân tích, thu thập liệu, số hóa liệu vào hệ thống ArcGis nhận thấy tầm quan trọng hệ thống Gis :có thể giúp công ty điện lực Tân Phú thoát khỏi quản lý cồng kềnh giấy mực cộng với trí nhớ tẻ nhạt trình vận hành quản lý lưới điện Hơn nữa, hệ thống Gis giúp lãnh đạo hỗ trợ giám sát nhân viên, kịp thời đưa định xác Đồng thời thấy rõ khác biệt Gis phần mềm sử dụng Công ty: Phần mềm Arcgis Mapinfo Autocad Quản lý điện Chức Nhập liệu Hỗ trợ tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Chỉ hỗ trợ liệu thuộc tính hạn chế Hỗ trợ liên kết CSDL Rất tốt Hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ trợ Xuất CSDL sang Rất tốt định dạng khác Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ hạn chế Footer Page 126 of 166 Header Page 127 of 166 112 Biên tập đồ, chỉnh Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Hỗ trợ nhưng sửa CSDL hạn chế hạn chế Khả hiển thị CSDL Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ Không hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ chi tiết Chia sẻ, phân phối thông Rất tốt tin mạng internet trợ (WebGis) Truy vấn liệu không Rất tốt Hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ gian liệu thuộc tính cấp CSDL trợ nhỏ Trình bày đồ, in Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ Mô hình 3D hóa liệu Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ Hiển thị, truy vấn Rất tốt Hỗ trợ Hỗ trợ Không hỗ trợ Không hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ phân tích liệu không gian kết hợp liệu thuộc tính; Trao đổi CSDL với Rất tốt hệ thống Gis khác Footer Page 127 of 166 trợ Header Page 128 of 166 113 Xây dựng hệ thống sơ đồ, Rất tốt Không hỗ trợ quản lý việc đóng cắt, Không hỗ Không hỗ trợ trợ vận hành thiết bị Quản lý topology Rất tốt Hỗ trợ quản lý Không hỗ Không hỗ trợ không trợ chặt chẽ Phân tích mạng, dòng Hỗ trợ chảy network, hỗ trợ tính Không hỗ trợ Không hỗ Không hỗ trợ trợ toán SAIDI, SAIFI Bảng 9.1 So sánh tính phần mềm sử dụng với ArcGIS Tóm lại, qua bảng so sánh trên, nhận thấy rõ tầm quan trọng ứng dụng GIS vào việc quản lý hệ thống lưới điện mà phần mềm không đáp ứng hay đáp ứng hạn chế Với mục tiêu xây dựng hệ thống quản lý lưới điện trung hiệu cho Công ty Điện lực Tân Phú, đề tài đạt số kết cụ thể sau : Xây dựng hệ thống đồ lưới điện với đầy đủ thông tin: tọa độ, trạm, trụ, thiết bị đóng cắt, máy biến áp, … Xây dựng hệ thống sơ đồ đơn tuyến tự động từ hệ thống đồ, phân tích liệu lưới điện, nhằm giao tiếp với đồ lưới điện cách nhanh chóng xác trình quản lý– vận hành Xây dựng sở liệu theo mô hình GeoDatabase để quản lý liệu mạng lưới điện hệ quản trị sở liệu( DBMS) Oracle 11gR2 Footer Page 128 of 166 Header Page 129 of 166 114 Đồng hóa liệu phòng, ban, đội tạo thành khối liệu thống để quản lý chung toàn công ty Tổng công ty Phục vụ tốt cho công tác thu thập liệu cách liên kết luu trữ liệu thiết bị cầm tay, xuất liệu ngược vào CSDL công ty Hệ thống đồ/sơ đồ giao tiếp với hệ quản trị sở liệu hành cách quản trị: • Trạng thái vận hành lưới điện: thông qua giải pháp Quan hệ địa hình( Topology), mạng lưới địa trắc( Geometric Network), … • Thuộc tính: thông qua chức kết nối, quan hệ (RelationShip),… Hệ thống vận hành theo mô hình Client – Server: • Server: Database đặt server cài đặt Orace Server, ArcGis Desktop ArcSDE for Oracle, tạo user phân quyền cho user để truy cập vào hệ thống • Client: cài đặt Arcgis Desktop Oracle Client, truy cập vào hệ thống thông qua user cấp Tính toán độ tin cậy lưới điện, mục tiêu mà Tổng công ty quan tâm 9.2 Kiến nghị Hệ thống GIS hệ thống lớn vô phức tạp, bao gồm nhiều ngành khoa học Hệ thống đòi hỏi phải có chiến lược phát triển, vận Footer Page 129 of 166 Header Page 130 of 166 115 hành bảo trì đắn, không nuôi dưỡng theo thời gian trở thành hệ thống chết Do đòi hỏi lãnh đạo đơn vị phải có quan tâm đầu tư nhân lực tài lực, tổ chức đào tạo chuyên viên kỹ thuật viên GIS để quản lý, vận hành khai thác hệ thống có hiệu Bổ sung nguồn vốn để trang bị máy tính có cấu hình cao, máy định vị GPS để xác định xác tọa độ vị trí trụ, nhằm đáp ứng nhu cầu hiệu chỉnh biên tập liệu có độ tinh cậy xác cao, phục vụ tốt cho nhu cầu quản lý lưới điện quan 9.3 Hướng phát triển Nghiên cứu, phát triển hệ thống WebGIS để chia liệu online thuận tiện đơn giản cho phòng, ban, đội nhằm đáp ứng nhu cầu cập nhật thông tin cách xác nhanh chóng Kết nối với hệ thống CMIS( Customer Management Information System) sử dụng thống Tập đoàn Điện lực Việt Nam để tính toán độ tin cậy lưới điện, tính toán tổn thất … Mặc dù GIS thể giới thực lưới điện, nghĩa CSDL phải đạt đến cấp độ không gian chiều (3d GIS) thiết lập CSDL không gian công ty, phuong pháp số hóa ArcGIS chưa tiện ích số hóa 3D cho người sử dụng Vì vậy, nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng số hóa 3D GIS sở phần mềm Bentley Map, kết giúp xây dựng tảng cho việc phát triển GIS 3D Footer Page 130 of 166 Header Page 131 of 166 116 Tài liệu tham khảo - [1] http://blog.gistrung.com/cong-nghe/cac-dinh-nghia-ve-gis/ - [2] Bài giảng GIS đại cương – PGS.TS Trần Vĩnh Phước – Trung tâm công nghệ thông tin địa lý DITAGIS, trường Đại học Bách Khoa - [3] www.vi.wikipedia.org/wiki/Hệ_thống_định_vị_toàn_cầu - [4] www.vtnthntvienxu.com/content - [5] www.ipsard.gov.vn/images/2007/07/GIS.doc - [6] www.gisvn.com.vn - [7] Bài giảng môn học GPS nâng cao - Nguyễn Ngọc Lâu, trường Đại Bách Khoa TP HoChí Minh - [8] www.geoc.com - [9] Viện nghiên cứu địa chính- trung tâm công nghệ cao-Tài liệu hướng dẫn sử dụng ArcGis,Đặng Thị Mỹ Lan - [10] www.esri.com - [11] www.oraclevn.com - [12] www.oracle.com - [13] Quy hoạch phát triển Điện Lực Quận Tân Phú, TpHCM- Sở Công nghiệp - Footer Page 131 of 166 [14] www.vidagis.com.vn Header Page 132 of 166 - 117 [15] Báo cáo quản lý kỹ thuật tháng 10/2013 –Công ty điện lực Tân phú - [16] www.dataeast.com - [17] www.chinhphu.vn/portal/hethongvanban Footer Page 132 of 166 ... iii TÓM TẮT Luận văn nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin đại lý( GIS) để quản lý hệ thống lưới điện trung địa bàn quận Tân Phú Công ty điện lực Tân Phú quản lý, bao gồm cụ thể vấn đề sau: Thu... 2.1.2 Nguồn cung cấp thông tin địa lý 2.1.3 Quy trình xử lý thông tin địa lý 2.2 Hệ thống thông tin địa lý 10 2.2.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý 10 2.2.2... LIỆU HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN TÂN PHÚ 67 5.1 Giới thiệu quận Tân Phú 67 5.2 Giới thiệu hệ thống lưới điện Công ty điện lực Tân phú quản lý 71 5.2.1 Khối lượng lưới điện