廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心 陳 錕 王興華 許成昊

在現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展下，三維網(wǎng)設(shè)計(jì)為核心的數(shù)字化建設(shè)設(shè)計(jì)對(duì)于工程的生命周期已形成貫穿主軸線的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了信息和業(yè)務(wù)的有效融合。在現(xiàn)階段的電力工程技術(shù)當(dāng)中對(duì)于三維數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用也得到廣泛應(yīng)用和推廣，對(duì)電力行業(yè)整體起到了推動(dòng)作用。在電力系統(tǒng)數(shù)字化的發(fā)展下，輸變電工程中的新技術(shù)也得到了相當(dāng)大的發(fā)展，為電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益的增加提供了必要的保障和前提條件[1]。

1 三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)

三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，即為在科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的一種新型的高科技技術(shù)，借助于不同時(shí)間勘測(cè)到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的挖掘，進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合性的解析和判斷。在此種技術(shù)下可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效傳遞。在輸變電工程的三維設(shè)計(jì)中，主要是對(duì)工程信息及地理信息數(shù)據(jù)等進(jìn)行有效搜集分析，進(jìn)行綜合三維建模技術(shù)和數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)全過程的三維可視化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息的一體化。

三維設(shè)計(jì)具有設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則、設(shè)計(jì)的模型、大數(shù)據(jù)的支撐及不同階段的協(xié)調(diào)幾方面的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則方面，可分為企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)的模型、設(shè)計(jì)技術(shù)方面主要依托于現(xiàn)階段數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息的優(yōu)化和設(shè)計(jì)。在大數(shù)據(jù)方面，三維數(shù)據(jù)成果的主要來源為數(shù)據(jù)的有效分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析及管理。在不同階段的協(xié)調(diào)中，需實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限模式。在三維數(shù)字化的設(shè)計(jì)方面，需實(shí)現(xiàn)二維設(shè)計(jì)的技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件的相結(jié)合，對(duì)于輸變電工程中出現(xiàn)的問題也需及時(shí)解決。在進(jìn)行二維技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，利用立體幾何的原理對(duì)平面上的投影圖進(jìn)行呈現(xiàn)，在三維建模的基礎(chǔ)上利用貼合實(shí)際的形象來進(jìn)行展示，對(duì)于可視化的程度可極大的提升[2]。

2 輸變電工程中的數(shù)字化三維技術(shù)應(yīng)用

輸變電工程中進(jìn)行數(shù)字化的三維設(shè)計(jì)，需利用標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)方案和基礎(chǔ)模型的大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)來作為支撐進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)的建設(shè)，在三維手段和智能數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，可對(duì)輸變電工程的總圖、建筑、水電及暖通等多個(gè)專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)中需對(duì)工程管理協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)和各設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中在協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，需在三維設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行消化吸收，進(jìn)行專業(yè)模塊的開展和設(shè)計(jì)。在對(duì)各專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)其具體情況來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，如建筑、暖通、結(jié)構(gòu)、總圖及電氣設(shè)計(jì)等，利用各種開發(fā)軟件的接口來實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的智能二次設(shè)計(jì)。

在基礎(chǔ)信息的集成化一體多元化方面，需對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛分析，包括專題數(shù)據(jù)、電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)及水文信息數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)等。

在數(shù)據(jù)化模型的多維信息模型方面，屬于三維的數(shù)字化設(shè)計(jì)和變電站的壽命管理的重點(diǎn)內(nèi)容，是在三維模型、加載設(shè)備以及材料等多種信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展設(shè)計(jì)的，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的不斷完善，實(shí)現(xiàn)多維信息模型的充實(shí)，對(duì)變電站中的數(shù)據(jù)信息可更加詳細(xì)的進(jìn)行展現(xiàn)[3]。在數(shù)據(jù)模型一體化方面，主要是對(duì)模型屬性中的一系列參數(shù)和接口等多種數(shù)據(jù)在三維軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效管理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)化的固化處理方式，對(duì)于輸變電站建設(shè)的過程可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄和管理等相關(guān)工作，促使輸變電站工程可以完整的閉環(huán)（圖1）。

圖1 輸變電站構(gòu)筑物構(gòu)架圖

3 三維數(shù)字化技術(shù)的設(shè)計(jì)在輸變電選線當(dāng)中的應(yīng)用方法

需構(gòu)建出大數(shù)據(jù)的中心，以此來進(jìn)行數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)工程管理。對(duì)于輸變電工程信息中的數(shù)據(jù)和信息可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的構(gòu)建，在對(duì)海量信息資源的整合下，可不斷加強(qiáng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效管理，發(fā)揮大數(shù)據(jù)本身的價(jià)值，以此來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)輸變電工程的全過程管理。在工程大數(shù)據(jù)中包含了工程規(guī)劃、項(xiàng)目前期可行性研究、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段及工程建設(shè)過程中的所有信息、數(shù)據(jù)，因此可以為選線方案來提供出衛(wèi)星影像和航拍圖像，實(shí)現(xiàn)地理環(huán)境信息的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

需實(shí)現(xiàn)工程前期的可視化建設(shè)，逐步提高線路合理性。在輸變電工程選線中，需利用衛(wèi)星影像來實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑的方案選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)行政區(qū)劃、城鎮(zhèn)范圍、地形區(qū)域等多種基礎(chǔ)信息進(jìn)行規(guī)劃，促使設(shè)計(jì)人員在線路的大方向中實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的規(guī)劃，對(duì)于線路本身的精度也可以提升。在輸變電工程的選線當(dāng)中，在衛(wèi)星影像的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)大方案的選擇。根據(jù)其探測(cè)到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行模擬數(shù)字沙盤的建設(shè)，從而提升線路的走向精度。在對(duì)科研開展的過程當(dāng)中，需對(duì)各個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字沙盤模擬工程的全貌，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的地形、地貌和障礙物進(jìn)行可視化的展現(xiàn)。因此對(duì)于選線方面可以避免不良地質(zhì)、重冰區(qū)及采動(dòng)影響區(qū)等，最終避開威脅安全運(yùn)行的區(qū)域，在合計(jì)源頭當(dāng)中可對(duì)工程自身的建設(shè)和運(yùn)行進(jìn)行保證。在選線方面，還可進(jìn)行航拍選線，結(jié)合航拍數(shù)據(jù)和三維的工程模型進(jìn)行電子數(shù)據(jù)的建立，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)線路的勘測(cè)設(shè)計(jì)可視化建設(shè)[4]。

可實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的可視化，對(duì)于設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果起到提升作用。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)用下，對(duì)排布實(shí)現(xiàn)智能化的展現(xiàn)。在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角塔和直角塔位置的智能排列，對(duì)于桿塔跨步能力和地面模型等方面也會(huì)更加合理。對(duì)于數(shù)百萬的方案可以進(jìn)行方案的自動(dòng)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)參數(shù)的最優(yōu)方案。在智能檢驗(yàn)方面可以不斷的提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。對(duì)于動(dòng)態(tài)模型來說，可明確導(dǎo)線距離地面的距離、障礙物及風(fēng)偏等多種因素是否滿足設(shè)計(jì)的要求和需求。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，可以更加直觀有效快速的進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的調(diào)整和優(yōu)化，提升其設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性。

還要實(shí)現(xiàn)工程施工的可視化，對(duì)于精益化管理水平進(jìn)行提升。對(duì)其進(jìn)行招標(biāo)工作當(dāng)中，利用可視化技術(shù)進(jìn)行三維數(shù)字沙盤的簡(jiǎn)歷里展現(xiàn)輸變電工程的全貌，可為施工單位提供線路、施工組織以及技術(shù)方案的制定基礎(chǔ)。對(duì)于標(biāo)段內(nèi)的一系列因素精心展示，其中包含地形、地貌、地勢(shì)、地物、線路概況、沿途環(huán)境、交通條件、氣象、地質(zhì)等多種因素，對(duì)于施工招投標(biāo)的效率也可不斷提升。對(duì)于工程建設(shè)的周期也可不斷的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)工藝的建設(shè)，對(duì)整體流程在動(dòng)畫的方式下進(jìn)行體現(xiàn)，進(jìn)行組織施工的優(yōu)化，在輸電線路的施工當(dāng)中可分為臨時(shí)道路修建、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、物資堆放等七個(gè)工序的施工過程[5]。對(duì)于平臺(tái)來說，可以不斷的提升國(guó)內(nèi)各部門和參建單位本身的業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)能力，實(shí)現(xiàn)施工方面的有效協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保證施工建設(shè)進(jìn)度。

輸變電工程三維可視化應(yīng)用方面，還需對(duì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，減少了其成本投入，在選線、設(shè)計(jì)以及施工等多個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中的可視化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)電力和環(huán)境保護(hù)的同步實(shí)行，對(duì)于自然生態(tài)的環(huán)境保護(hù)可以起到一定的促進(jìn)作用。利用三維可視化技術(shù)可以對(duì)林區(qū)分布進(jìn)行判斷，最大限度的減少了對(duì)林區(qū)造成的破壞和污染現(xiàn)象。