三维数字化技术在输电线路工程中的应用.docx

          三维数字化技术在输电线路工程中的应用                    4国网运城检修供电变电运维室山西省044000；5国网闻喜县供电公司山西省043800）摘要：现阶段，部分设计单位已经开始在输电线路的杆塔设计等领域尝试使用三维数字化辅助设计但是，在输电线路设计领域内，目前国内外尚未采用真正意义上的三维数字化辅助设计手段因此，在输电线路设计领域内引进数字化三维设计理念，搭建一个三维数字化线路统一设计平台，使设计更加直观、设计手段更加便捷，提高设计精度和效率，是非常必要的关键词：三维数字化技术；输电线路工程；应用1数字化重建技术路线1.1工程级三维建模依据设备、结构、管道、电气等专业的图纸资料，采用专业的三维工程设计软件，构建工程级三维模型建模流程如下：（1）收集图纸资料收集、整理项目相关设计、施工及改造图纸资料2）建立数据库建立三维模型设备外形库、钢结构库、管道等级库、管道元件等级库3）建立三维模型采用三维工程设计软件，建立具有设备外形、结构、管道、电气等的三维模型1.2三维激光扫描三维激光扫描流程如下：（1）现场勘查项目开始前，需要对采集数据地点进行踏勘，对其周围的地理环境，天气因素、人为影响做一个系统的了解，做好计划，防止采集数据发生的意外，同时规划扫描路线、精度及时间。

2）布站扫描三维激光扫描布站以“全覆盖，重点抓”的原则进行合理布站，根据工厂的实际情况进行布站全覆盖”指的是所需建模区域全部扫描，此部分可辅助正向建模自主校核重点抓”是指对于管线密集区，管线走向变更，管线仪表区进行重点高精度扫描，以确保360°无死角3）数据处理三维激光扫描完成后，检查数据一致性，分区拼合点云数据，与采用工程设计软件构建的三维模型进行比对校核2输电线路数字化设计关键技术2.1数字化协同设计该平台为设计人员提供了一个共享平台，能够让所有设计人员在同一平台操作，实时衔接不同专业、不同设计者的设计成果，使不同设计专业、设计者的设计联络和交流保持通畅，最终保持数据一致性和信息共享、工作的协调配合，实现精细化设计，避免设计差错和设计疏漏等问题2.2三维一体化选线及排位利用高清晰卫星影像，结合数字地面模型，通过三维实景仿真技术对线路走廊进行全数字化表达和三维模拟勘测各专业将冰区划分、风区划分、地质条件、地震烈度等基础数据融入专业协同工作平台结合走廊信息数据库，实现线路路径的多方案选线和技术经济比较，进行线路路径优化选择根据优化选线结果，实现二、三维排位联动设计功能，利用三维数字地面模型，对塔位地形、地貌进行初步判断，为塔位的现场定位提供技术参考，能有效的提高设计效率。

2.3绝缘子串三维设计通过我院与国内某大型电力软件公司合作，三维设计平台集成了该公司绝缘子串金具三维设计软件，通过该软件可建立完整、标准化的金具串三维模型设计完成后的绝缘子金具串可自动进行材料量统计，三维出图等设计工作，并可以与杆塔三维模型进行组合，进行杆塔间隙三维校验等工作，提高了作业精度和效率2.4虚拟现实和自动化仿真通过虚拟现实技术，借助高精度影像和高程数据，在数字地球上模拟出工程走廊真实三维场景，让设计人员更加直观、形象掌握现场地形，通过构建数字影响金字塔分层实现大场景大数据影响浏览，提高设计人员工作效率结合三维地形地貌数据，实现工程沿线三维标绘与三维选线，确保桩位始终位于局部地形的最优点，快速排除无法立塔情况，随时查看路径平断面走势，提高设计精度结合高精度杆塔、金具绝缘子串等三维模型，实现三维杆塔排位，实时开展对地校核，交叉跨越校核、kv值校核、杆塔荷载校核等实时模拟塔位，杆塔调整过程中的导线弧垂，预警导线对地距离，实现精细化设计基于排位校核的成果，快速进行杆塔配串，防振锤、接地装置、杆塔基础配置等设计工作，自动统计材料数据，生成杆塔明细表、基础明细表、地质情况一览表，直接反映工程设计数据，缩短设计周期。

3实践应用分析输电线路三维数字化运检管理系统集成现代移动终端技术、移动互联网技术、GIS技术、三维技术，集成了影像数据、DEM、三维模型数据，业务数据等海量数据，可在客户端对三维数据快速浏览、三维渲染、拓展需求、功能设计等操作3.1架构设计系统采用B/S架构，移动端使用安卓平台APP方案，原因是在设计实现上要考虑以下几个实际特点：第一，在互联网环境下，端APP需要与后台服务进行数据通信，虽然有一定的用户数量，但相比而言，用户数量不多；第二，系统采用的影像图和线路三维模型，因此数据信息量大；第三，保证系统在互联网环境下的安全性因此，需要在满足信息处理快、安全性高以及易维护系统的原则上，对系统进行设计3.2系统开发系统的后端的主要语言使用．NET，是当下较为流行的开发语言之一，支持多种语言的互操作，即在一种语言下开发的组件，可在另一组件下通过面向对象的继承而得以重用．NET通过将各语言先编译成中间语言(IL)，然后再执行时用即时(JustInTime)编译器将之编译成本地平台代码来实现异构平台下对象的互操作，．NET通过公共语言运行库CLR来实现资源对象，类型的安全前端使用VUE进行开发，其通过将HTML，CSS，JS的前端页面元素统一通过VUE来展现和编辑，可以使工程师更专注于业务逻辑进行开发，而且具有一次开发，跨平台运行的特点，在不同尺寸的PC和平板电脑上都有不错的显示效果。

系统移动端使用安卓平台进行开发，支持设备多，易于定制化，可根据自己的特殊需求定制设备，支持4G网络，随时随地进行通讯，自带GPS、RFID等功能模块，扩展功能和潜力强大整个系统采用模块化同步开发的模式，将系统拆分成若干个任务模块同时进行开发，节省了大量的开发时间，整个系统因为模块化设计具有运行稳定，增加功能方便等特点4结束语输电线路数字化设计系统是以数据库为核心，以高精度影像、DEM、基础地理等数据为基础，以输电线路参数化模型为依托的协同设计平台实现三维数字化设计，在设计阶段将线路地形、地物、杆塔、导线等线路信息进行数字化处理，建立直观的数字化模型，为数字化移交监理基础通过数字化移交，便于施工单位进度管理，运行单位维护，并实现工程项目的全寿命管理参考文献[1]熊晓光.输电线路三维数字化设计平台建设与应用研究[J]电力勘测设计,2013,06:66-70.[2]张瑞永,林致添.输电线路三维可视化辅助设计系统的研究[J].电力勘测设计,2012,02:71-76.  -全文完-。