賈衍立

摘要：為全面升輸電線路智能化運檢水平，對已有電網(wǎng)自然資源災(zāi)害預(yù)警、電網(wǎng)運行狀態(tài)感知進行性能及功能的優(yōu)化提升。進行電力設(shè)施水淹三維預(yù)警方案研究，以實景化的三維設(shè)備、臺賬為基礎(chǔ)，全面收集輸電本體信息，匯總氣象、水文、地質(zhì)、電力設(shè)備設(shè)施結(jié)構(gòu)等相關(guān)運行環(huán)境信息，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施采集信息的一站式匯總展示、數(shù)據(jù)集中交互處理、大數(shù)據(jù)累積分析、現(xiàn)場遠程輔助和智能決策指揮等功能，大幅提升災(zāi)害預(yù)測精度、預(yù)警有效性及信息送達精準度，提升輸電線路智能化運檢水平。

關(guān)鍵字：電力設(shè)施水淹、三維預(yù)警、激光Lidar、傾斜攝影測量

一、概述

針對已有的電網(wǎng)設(shè)施水淹災(zāi)害預(yù)警，引入全省高精度三維地圖，提升電網(wǎng)水淹災(zāi)害風險評估中地形參數(shù)取值準確性，提出水淹、內(nèi)澇精細化告警算法;基于北斗定位、視覺圖像識別及5G通信技術(shù)，實現(xiàn)告警信息與電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施坐標相擬合的“三維地圖”式應(yīng)用體驗，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)分析的水淹災(zāi)害智能預(yù)警體系。

構(gòu)建三維激光點云及傾斜攝影可視化相結(jié)合的三維場景，接入可視化平臺數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀態(tài)感知、評估分析及風險預(yù)（告）警功能，打通與電力調(diào)度平臺數(shù)據(jù)接口。

二、建設(shè)方案

1、數(shù)據(jù)建設(shè)

（1）無人機搭載激光lidar建模技術(shù)

利用大疆多旋翼無人機搭載激光lidar相機進行點云數(shù)據(jù)采集。

在國家電力行業(yè)標準及行業(yè)規(guī)范的嚴格約束下，利用激光點云數(shù)據(jù)處理軟件，利用海量點云LOD技術(shù)、點云自動降噪技術(shù)，通過典型特征的點云自動分類算法、點云三維空間自動量算分析技術(shù)、模擬分析算法以及電網(wǎng)專業(yè)算法等激光點云及電網(wǎng)業(yè)務(wù)算法基礎(chǔ)組件，實現(xiàn)的面向電網(wǎng)應(yīng)用的點云數(shù)據(jù)的工程化組織管理與分析處理工作。

以巡檢任務(wù)為工程單位的數(shù)據(jù)組織與分析管理邏輯，以同電壓等級同線路下巡檢區(qū)間為點云數(shù)據(jù)處理單元，開展電網(wǎng)行業(yè)激光點云數(shù)據(jù)的自動化與智能化分析處理作業(yè)。

l地形數(shù)據(jù)三維建模

利用激光LiDAR相機可以穿透植被冠層，從而獲取地面DEM點云數(shù)據(jù)，通過激光雷達數(shù)據(jù)的建模，可提供數(shù)字高程模型等一系列包括高度、坡度、坡面、坡向在內(nèi)的地形產(chǎn)品。同時可以完成地面建筑物構(gòu)筑物的三維模型數(shù)據(jù)建設(shè)。

l設(shè)備本體三維建模

通過無人機搭載的激光雷達對線路通道電力設(shè)施等進行掃描，獲取高精度的激光點云數(shù)據(jù)，經(jīng)過后期處理形成電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施的本體三維數(shù)據(jù)，對設(shè)備實現(xiàn)厘米級的高精度建模。

（2）無人機搭載傾斜相機建模技術(shù)

傾斜攝影技術(shù)是通過多旋翼無人機搭載傾斜相機，利用地面像控點標記進行定位，從一個垂直方向、多個傾斜方向同時才加影像，全自動化完成模型構(gòu)建和紋理映射，由于同一立面經(jīng)歷了多次采集，不但可以真實、立體、多維地反映地物信息，還可以直接進行坐標、高程、距離等數(shù)據(jù)的量測。

通過無人機傾斜攝影技術(shù)，對電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施本體進行三維數(shù)據(jù)采集，經(jīng)后期處理后形成相對精度的三維數(shù)據(jù)，對設(shè)備實現(xiàn)分米或米級的相對精度建模。

2、系統(tǒng)建設(shè)

對于局部地區(qū)的暴雨水淹等災(zāi)情防范，應(yīng)遵循“以防為主，防治結(jié)合”的工作原則，采用綜合防治措施。首先要在思想上重視，消除任何麻痹意識，加強防汛工作的領(lǐng)導(dǎo)，提高認識，加大防汛投入。其次，要從電力設(shè)施的設(shè)計、施工、廠所選址考慮防洪問題，做好排水設(shè)計，保證施工質(zhì)量。做好電力防汛檢查工作。對于現(xiàn)有電力設(shè)施，應(yīng)制定合理的暴雨水淹應(yīng)急措施和預(yù)案。結(jié)合氣象預(yù)報，設(shè)置暴雨雨量警戒值，利用現(xiàn)代化科技手段進行相關(guān)參數(shù)的獲取，建立預(yù)警平臺完成數(shù)據(jù)分析，切實保障電力設(shè)施設(shè)備安全運行。

根據(jù)電網(wǎng)實際業(yè)務(wù)的需求，電力設(shè)施水淹預(yù)警平臺支持如下業(yè)務(wù)應(yīng)用：

（1）設(shè)備設(shè)施本體全景展示

通過融合三維激光點云和傾斜模型數(shù)據(jù)可顯示地形、電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施等整體信息和地理位置信息，如桿塔本體、導(dǎo)地線、絕緣子等主設(shè)備臺賬、歷史變遷等重要信息。通過三維模型可查看安裝在本體上的各類設(shè)備信息，可對設(shè)備的相關(guān)信息進行查閱。

（2）氣象數(shù)據(jù)分析

接入實時氣象數(shù)據(jù)，以累計雨量、實時雨量、地形地貌等基本信息要素作為區(qū)域災(zāi)情、風險判斷標準，對水淹隱患點進行指數(shù)評估，并根據(jù)指數(shù)數(shù)值在GIS地圖上以不同顏色進行展示。還可以結(jié)合實測的水位、雨量等信息，運用模型來預(yù)測未來一段時間內(nèi)所關(guān)心的電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施所在區(qū)域水淹及流量變化情況，并通過圖文并茂及三維GIS的方式進行展現(xiàn)。

（3）水淹分析

在用戶指定的范圍內(nèi)，模擬水淹沒到一定高程點后的效果。對三維地形上某一區(qū)域進行淹沒模擬，得到相關(guān)淹沒面積、區(qū)域面積等數(shù)據(jù)。

實現(xiàn)對電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施所在任意地形的洪水淹沒情況進行分析，以便進行防洪方面的研究，發(fā)生洪災(zāi)時，通過水淹分析可以模擬、預(yù)測和顯示洪水淹沒范圍。

（4）災(zāi)害應(yīng)急搶修

電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施發(fā)生故障或者隱患時，工作人員基于三維可視化場景可以在第一時間內(nèi)掌握故障點的地理信息以及設(shè)施信息，在三維場景中顯示檢修作業(yè)所需的工器具配置、作業(yè)人員、作業(yè)車輛等信息，根據(jù)調(diào)度指派工作負責人，通過定位技術(shù)快速尋找到設(shè)備故障點，并為搶修人員提供路徑導(dǎo)航，提供搶修最佳路線，而不至于走錯路徑，從而提高工作的效率。

檢修作業(yè)配置展示：根據(jù)故障發(fā)生的種類，通過預(yù)警系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的檢修決策方案，可獲取方案中涉及到的檢修作業(yè)配置，同時在三維場景中顯示當前可調(diào)配的檢修作業(yè)資源并進行比對，分析出工器具配置、生產(chǎn)車輛、檢修作業(yè)人員來源以及調(diào)度可行性，分析結(jié)果在三維場景中高亮顯示。

最優(yōu)搶修路徑分析：發(fā)生線路故障時，通過路徑分析可以實時制定最佳搶修路徑，指導(dǎo)應(yīng)急搶修工作。

三、總結(jié)

電力設(shè)施水淹三維預(yù)警方案研究以實景化的三維設(shè)備、臺賬為基礎(chǔ)，全面收集電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施本體信息，匯總氣象、水文、地質(zhì)、電力設(shè)施結(jié)構(gòu)監(jiān)測等相關(guān)運行環(huán)境信息，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)施及各類系統(tǒng)設(shè)備采集信息的一站式匯總展示、數(shù)據(jù)集中交互處理、大數(shù)據(jù)累積分析、現(xiàn)場遠程輔助和智能決策指揮等功能，大幅提升災(zāi)害預(yù)測精度、預(yù)警有效性及信息送達精準度，提升電網(wǎng)智能化運檢水平。

參考文獻：

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