三维建模在输电线路日常巡维中的应用探究

黄智明

摘要：随着社会的发展，用电需求量不断上升，使得输电线路的建设规模也在不断扩大，要想有效满足用户的用电需求，就必须提高输电线路建设质量，做好日常巡维工作，以此来提高输电线路建设水平。文章分析了三维建模在输电线路日常巡维中的应用。

关键词：三维建模；输电线路；日常巡维；电力系统；用电需求 文献标识码：A

中图分类号：TM75 文章编号：1009-2374（2016）34-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.029

输电线路在电力系统中发挥着十分重要的作用，为广大用户提供电力能源，输电线路的运行维护工作至关重要，做好巡维工作才能确保其运行质量，巡维过程中的最关键是要把握好巡线路径，同时对巡维结果进行有效处理。

1 输电线路巡维的路线以及结果分析

对于输电线路巡维工作来说，路径的确定十分关键，也是巡维开展的前提和基础。因为输电线路架设所处的地理环境相对复杂，例如高海拔山区、地形崎岖的地域等，恶劣的地形条件、气候因素为巡维工作的开展带来了困难。在复杂的地形条件下，巡维人员无法及时发现地面障碍物、标志物等，无法准确、有效地确定巡维路径，同时因为没有有效的路径记录方法，可能导致巡视路径被遗忘。做好巡维结果的科学处理，这也是一项必需工作，发挥着对巡维工作集中分析、总结作用。可以将巡维结果实施有效地分类、处理，以此来为巡维工作者提供实时的信息，从而明确线路具体的运行状态，传统的数据记录、统计方法通常选择Word、Excel软件，依靠其做好巡维结果的统计与处理。然而这两大软件在数据记录与处理方面存在一定的局限性，处理过程也不够灵活，对应的信息数据也相对粗糙、不够精准。在这种状态下，有必要引入三维建模软件，将巡维线路、路径等输入此模型，创建一个更加清晰、细致的巡维地图，从而协助相关的巡维工作者来探寻巡维路径，将相关的数据信息输入模型中，从而实现巡维结果的有效处理，确保巡维人员更加精准地掌握信息。

2 正确选择建模软件

为了提高建模质量，应该优选合适的建模软件，此次优选GoogleEarth软件、Sketch Up软件。前者属于虚拟的地球仪软件，来自于Google系统研发，此软件的工作过程为：将卫星图片、地理定位系统、航空图片等安装于相同的三维模型中，从而发挥杆塔定位、编定巡线等作用，也能为输电线路的假设与布置创造一个载体。同普通的软件对比起来，GoogleEarth具有以下优势：

第一，能够提供地球范围内每一个地域、每一个地理环境的地貌概况、地形图片等信息。然而，其他的地图软件则仅仅针对于某一地理位置，来提供对应的卫星图片信息，无法从宏观上观测该地形的海拔高度、相对高度等信息。此软件能够供应一个三维模型图，其中既包括卫星图又指明了相关的地理数据、空间信息等。GoogleEarth软件奠定了一个基础，为建筑模型软件的进一步搭建创造条件。

第二，为经纬度定位创造条件。有了此软件，就能够更加准确地锁定一个地理位置所处的经纬度。此处创建一个输电线路的三维模型，其中涉及到杆塔位置的选定，从而创建一个较为准确的线路模型。

第三，灵活性强、可塑性强。GoogleEarth唯一的缺点是：对建筑物无法创建三维模型，对于此问题则需要围绕SketchUp加以解决，依靠其创建一个三维模型，再将其传输至GoogleEarth，在其中来逐步调整相关的地形图信息、地貌状况信息等，通过这种方式来创建目标模块。

与GoogleEarth相对应的另一款软件：SketchUp属于全新的一类软件，能够用来创建3D模型，并对应进行展示。此软件操作简单、易用，为工作人员的三维思考、三维想象创造便利条件，属于一款设计类软件，能够用来创作设计方案，其中展示出了设计者的想法、构思等，同时也能用来同用户进行交流，为用户提高了更加清晰、直接、方便的构思，属于三维建筑设计的有效工具，为用户提供了一个便利的线条绘制条件。

更重要的是，SketchUp能与GoogleEarth同步互动、有效交流，前者可以及时、准确地收到来自于后者的相关数据信息，例如地形图信息、地貌信息等，同时也能依托于GoogleEarth创建其他模型。

3 创建模型

下面将围绕500kV输电线路，创建一个线路模型，具体的模型创建要执行三大环节：

3.1 杆塔定位

根据平时的线路巡查情况，对应科学地测出500kV输电线路的杆塔具体位置，明确其坐标。利用GoogleEarth软件的特殊地理位置标识作用，将杆塔的具体地理定位信息，标识在地图模型中，这其中最关键的工作就是杆塔中心桩的科学定位，为线路建模创造条件。

3.2 杆塔三维模型的创建

启动SketchUp软件，发挥其三维建模作用，仔细参看杆塔设计图，创建一个三维模型图。

3.3 将已创建的杆塔三维模型进行传输操作

将已创建的杆塔三维模型进行传输操作，使其处于GoogleEarth上，达到建模目的。

因为这两款软件之间能够进行有效互动、相互配合，所做的具体工作为：参照软件中杆塔定位，将杆塔模型传输至合适位置，从而创建起两款软件同步运行的输电线路模型，具体如图1所示：

分析以上三维模型，可以清晰、明确地观察到输电线路所处地域范围内的地理条件，例如地形特征、地貌信息，线路之间的位置关系等。

4 三维建模在输电线路日常巡维中的应用

三维模型的创建为输电线路布设结构、敷设状况、运行情况等的观察提供了有效途径。然而，三维建模的功能绝非局限于此，更重要的是它有效地解决了巡维工作中的问题，例如巡线路径的走向、巡线结果处理等。

4.1 模型内创建巡线路径

利用GoogleEarth不仅能够清晰地呈现出输电线路所处地域环境四周的地形、地貌，也能将输电线路四周的路标、路况信息等呈现出来。基于GoogleEarth的这一优势功能，输电线路运维工作者则享受到了巨大的便利，能够确保其及时发现一条巡线路径，适合输电线路的敷设。然而，此模型也有一定的弱点，体现在该模型呈现出的图片通常拍摄较早，无法随着实际路况的变化而更新，存在一定的滞后性，现实环境中所开辟的路径无法适时地在模型图中显示。同时现实路况中一些细小、细微的环节，该模型也无法清晰地显示。

所以，要想充分发挥此模型的功能与作用，就应该依托于此模型，自行绘制一个巡线路径图，为了获得一个精准、清晰的巡线路图，首要任务是测量巡线路径中不同点所处的经纬度，对应得到不同输电线路杆塔所在位置以及线路敷设路径。

实际工作过程中，将实体道路中不同关键点所处的地理经度、纬度等做下记录，依靠此记录对应在GoogleEarth中绘制出路径图，通过这种方式就能将巡线路径通过简明方式绘制出来，从而为巡线工作的开展提供指导，减轻巡线工作人员的工作量和负担。

此外，巡维工作者也能参照巡线具体的路径图来对应制定巡维计划，可以将距离较近的杆塔设置在一起，组织巡维工作，以此来优化人力资源的分配，节省人力成本，高效完成工作。

4.2 巡维结果的有效处理

传统的输电线路巡维工作中，通常选择纸张记录或者依靠Word、Excel等Office系统来进行巡维数据的记录、统计、分析与处理，这些数据处理软件为巡维结果的计算带来了便利，然而却存在局限性。将三维建模应用在输电线路日常巡维中，实现了输电模型同巡维结果处理的融合，可以为各个铁塔创建一个运维数据库，为巡维结果的计算、分析与查询提供更加便捷的条件。

选择html语言，为各个基塔创建数据库，要想具体观察不同杆塔的情况、地理位置、相关信息等，只需点击此杆塔所在的地标。凭借线路模型就能够对巡维结果做出更为科学、细致、深入的分析与处理。

5 结语

三维建模作为一种新型的建模软件，能够有效支持输电线路的日常巡维工作，然而实际应用中依然存在局限性，一些功能依然有待于延伸和发展。应该加大研究力度，逐渐完善该建模软件的功能。

参考文献

[1] 阳锋，徐祖舰.三维激光雷达技术在输电线路运行与维护的应用[J].南方电网技术，2009，3（2）.

（责任编辑：蒋建华）