曾旺

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)我國(guó)輸電線路運(yùn)檢工作提出更高的要求?，F(xiàn)階段，我國(guó)電網(wǎng)輸電線路自動(dòng)化和信息化水平不斷的提高，這就使得相應(yīng)的運(yùn)檢技術(shù)不斷的創(chuàng)新與完善。本文對(duì)三維虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行進(jìn)行詳細(xì)的介紹，對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輸電線路運(yùn)檢中的實(shí)際運(yùn)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；輸電線路運(yùn)檢；運(yùn)用

引言：隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)各個(gè)行業(yè)對(duì)電力需求在不斷加大。這給電力行業(yè)的發(fā)展提供巨大的機(jī)遇和條件。近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)輸電電壓等級(jí)和規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，尤其是跨區(qū)500kV和特高壓線路也在發(fā)展與完善，這就對(duì)線路的規(guī)范性提出更高的要求。但是現(xiàn)階段，我國(guó)大部分電力企業(yè)仍然使用的是傳統(tǒng)的二維視覺(jué)效果運(yùn)行維護(hù)模式，但是該模式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)對(duì)輸電線路自動(dòng)化和信息化的技術(shù)水平的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為當(dāng)前新型的技術(shù)得到廣泛的關(guān)注與應(yīng)用，再加上激光雷達(dá)技術(shù)、傾斜攝影技術(shù)的發(fā)展與完善，輸電線路走廊建模與計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，為三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輸電線路中的實(shí)際運(yùn)用提供必要的條件。

一、三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)介紹

1.數(shù)據(jù)采集技術(shù)

只有保證走廊通道內(nèi)地物三維數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，才能建立充分反映輸電線路走量情況的三維場(chǎng)景模型。現(xiàn)階段，地面激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)、機(jī)載傾斜攝影測(cè)量技術(shù)等是我國(guó)電力企業(yè)進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集時(shí)所使用的主要的技術(shù)手段。但是這些手段和方式處于發(fā)展階段尚不完善，都存在一定的缺陷。例如電力企業(yè)通過(guò)使用機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)可以獲得大面積地形的高密度點(diǎn)云及地形建模型精度，利用掌握的點(diǎn)云信息，從中掌握地面附著物實(shí)際位置，然后根據(jù)這些信息建立三維模型。使用地面激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)能掌握局部地形地物的超高密度點(diǎn)云，可以與機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)相結(jié)合，保證信息的完整性。而機(jī)載傾斜攝影測(cè)量技術(shù)主要是通過(guò)攝影進(jìn)行測(cè)量，最大的優(yōu)勢(shì)就是可以同時(shí)完成大場(chǎng)景地形和地物的三維重建，因此該項(xiàng)技術(shù)主要用于城市或是大面積地區(qū)的數(shù)據(jù)獲取與建模。地面近景攝影測(cè)量技術(shù)可以保證局部立體影像構(gòu)建的精確性，主要用于局部建模。常規(guī)的人工測(cè)量技術(shù)可以保證測(cè)量對(duì)象的明確性及精度的準(zhǔn)確性，缺點(diǎn)是無(wú)法覆蓋整個(gè)輸電線路走廊中的一切地物。現(xiàn)階段，我國(guó)輸電線路走廊較為狹長(zhǎng)，地物種類(lèi)較多且復(fù)雜，在這一條件下，激光雷達(dá)與人工測(cè)量相結(jié)合的方式更加適合。

2.三維建模

三維建模主要是指電力單位通過(guò)利用三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況構(gòu)建實(shí)體三維模型，結(jié)合輸電線路走廊的具體情況，通過(guò)云濾波、數(shù)據(jù)預(yù)處理、幾何模型構(gòu)建和三維可視化過(guò)程進(jìn)行處理。需要注意的是根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段輸電線路的特點(diǎn)和實(shí)際情況，適宜采用3D max 和 Sktech UP相結(jié)合的方式進(jìn)行模型的構(gòu)建。

3.平臺(tái)開(kāi)發(fā)

現(xiàn)階段，我國(guó)大規(guī)模場(chǎng)景使用的三維可視化應(yīng)用管理平臺(tái)主要有兩類(lèi)：三維地理信息平臺(tái)與游戲引擎。三維地理信息平臺(tái)更加傾向于可視化的定性，有明顯的空間屬性。具有較為成熟的空間數(shù)據(jù)管理經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)可以對(duì)空間三維進(jìn)行有效的查詢(xún)和分析。游戲引擎更加注重的是場(chǎng)景渲染的效果和用戶的體驗(yàn)，這就使得不具備明顯的空間屬性，同時(shí)地形可視化效果較差，圖像較為抽閑，缺乏精確性。該平臺(tái)最大的優(yōu)勢(shì)就是保證模型的精細(xì)度。因此，電力企業(yè)一定要將兩種技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)輸電線路運(yùn)檢的實(shí)際情況和需求，建立完善的巡檢業(yè)務(wù)輔助系統(tǒng)。

二、現(xiàn)階段，我國(guó)三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輸電線路運(yùn)檢中的實(shí)際運(yùn)用

只有保證三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)高度運(yùn)用，才能更加有效地的建立三維通道模型，同時(shí)保證模型建立的精確性，建立有效的三維數(shù)據(jù)平臺(tái)，保障數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，為下一步工作的開(kāi)展提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.電力企業(yè)可以有效利用三維走廊數(shù)據(jù)采集技術(shù)對(duì)林業(yè)、房屋等地物信息進(jìn)行有效的收集和分析，同時(shí)根據(jù)三維走廊中分辨林區(qū)、建筑分布以及書(shū)中、房屋類(lèi)型、高度等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為三維建模工作的開(kāi)展提供必要的數(shù)據(jù)條件，以確保三維建模的精確性。

2.2.交叉跨越

在三維虛擬技術(shù)中對(duì)輸電線路路徑走向影響最大的因素就是交叉跨越。鑒于此，電力企業(yè)一定要加大搜集交叉跨越信息的力度，同時(shí)保證收集信息的準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上對(duì)收集的信息進(jìn)行掌握和準(zhǔn)確的分析，然后制定出完善的設(shè)計(jì)方案。不同于傳統(tǒng)方式根據(jù)施工圖全面外業(yè)實(shí)測(cè)的方式，三維走廊重建技術(shù)主要是依據(jù)三維走廊中詳細(xì)分辨、確定交叉跨越位置，然后進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，這樣可以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.巡檢預(yù)警

巡檢預(yù)警主要是指利用相關(guān)運(yùn)行維護(hù)管理工作，反映出不同環(huán)境下，例如不同環(huán)境下空間距離的變化，同時(shí)對(duì)可能發(fā)生變化的障礙物自然生長(zhǎng)高度、自然生長(zhǎng)速度等相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的掌握，并且根據(jù)實(shí)際輸電線路運(yùn)行的環(huán)境進(jìn)行預(yù)警。

3.1電力企業(yè)要接入外設(shè)的觀測(cè)及監(jiān)測(cè)裝置，同時(shí)保證該項(xiàng)裝置具備從系統(tǒng)自動(dòng)采集線路負(fù)荷和應(yīng)用氣象檢查數(shù)據(jù)的溫度檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)計(jì)算導(dǎo)線弧垂的功能，以保證氣溫、風(fēng)力、負(fù)載等運(yùn)行條件和環(huán)境條件發(fā)生變化后對(duì)輸電線路造成的影響，同時(shí)掌握線路變化對(duì)空間距離的影響。同時(shí)電力企業(yè)要根據(jù)系統(tǒng)記錄的地形信息及外形不變的交跨物參數(shù)自動(dòng)測(cè)量交跨距離。一旦出現(xiàn)實(shí)際距離未能達(dá)到安全要求或是達(dá)到臨界值時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，然后重新進(jìn)行測(cè)量及記錄計(jì)算結(jié)果。

2.外設(shè)的觀測(cè)及監(jiān)測(cè)裝置必須具備可以通過(guò)通道內(nèi)跨越樹(shù)木類(lèi)型，同時(shí)對(duì)不同類(lèi)型樹(shù)木子啊不同條件下生長(zhǎng)速度信息的收集，根據(jù)收集的信息對(duì)樹(shù)木交跨的安全距離進(jìn)行預(yù)測(cè)。一旦出現(xiàn)安全距離可能存在不符合要求的趨勢(shì)時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)發(fā)出警告。

3.外設(shè)的觀測(cè)及監(jiān)測(cè)裝置必須具備與重要交叉跨越、大型施工場(chǎng)地等處安裝的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，要將采集到的電力線路通道附近、通道內(nèi)部移動(dòng)的大型車(chē)輛及施工機(jī)械的外形尺寸，然后通過(guò)對(duì)圖形外形的自動(dòng)分析功能，以此計(jì)算出車(chē)輛及施工機(jī)械的外形尺寸，同時(shí)可以自動(dòng)分析出現(xiàn)行的電力線路存在安全隱患，一旦出現(xiàn)安全威脅時(shí)，會(huì)及時(shí)自動(dòng)發(fā)出警告。

4.電力企業(yè)通過(guò)人工錄入線路負(fù)荷、運(yùn)行環(huán)境溫度及風(fēng)力等條件自動(dòng)計(jì)算相對(duì)應(yīng)條件下，保證電力線路與交叉跨域物之間保持安全的距離。尤其是在進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行方式調(diào)整之前，在出現(xiàn)大風(fēng)、高溫等預(yù)警時(shí)，電力企業(yè)一定要首先確定線路運(yùn)行的條件是否符合相關(guān)要求。電力企業(yè)可以根據(jù)這些功能加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督與控制，增加安全警示標(biāo)語(yǔ)，或是在線路下安裝限高架，定期進(jìn)行清理等措施。

總結(jié)：綜上所述，隨著電力行業(yè)的發(fā)展與完善，同時(shí)加上電網(wǎng)線路自動(dòng)化和信息化水平的提高，這些都要求電力企業(yè)在進(jìn)行輸電線路運(yùn)檢時(shí)采用先進(jìn)的技術(shù)。三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的使用可以建立有效的運(yùn)檢平臺(tái)，電力企業(yè)可以針對(duì)不同地區(qū)不同氣候條件下，地物變化情況進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)，掌握地物變化的實(shí)際情況，這樣可以為線路的檢修與故障排除提供信息依據(jù)。鑒于此，我國(guó)各大電力企業(yè)都在大力的推行和使用三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以提高輸電線路運(yùn)檢工作的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張方崢. 輸電線路三維場(chǎng)景建模及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究[D]. 三峽大學(xué)， 2014.