基于大数据为基础的输变电工程三维可视化全过程管理

广东电网有限责任公司电网规划研究中心 陈 锟 王兴华 许成昊

在现代化技术的不断发展下，三维网设计为核心的数字化建设设计对于工程的生命周期已形成贯穿主轴线的状态，实现了信息和业务的有效融合。在现阶段的电力工程技术当中对于三维数字化技术的应用也得到广泛应用和推广，对电力行业整体起到了推动作用。在电力系统数字化的发展下，输变电工程中的新技术也得到了相当大的发展，为电力行业的经济效益社会效益的增加提供了必要的保障和前提条件[1]。

1 三维数字化设计技术

三维数字化设计，即为在科学技术基础上所产生的一种新型的高科技技术，借助于不同时间勘测到的信息数据进行有效的挖掘，进行数据综合性的解析和判断。在此种技术下可实现对数据的有效传递。在输变电工程的三维设计中，主要是对工程信息及地理信息数据等进行有效搜集分析，进行综合三维建模技术和数字化协同设计技术的应用下实现全过程的三维可视化设计，实现信息的一体化。

三维设计具有设计的标准规则、设计的模型、大数据的支撑及不同阶段的协调几方面的特点。在设计标准规则方面，可分为企业级标准和项目级标准。在设计的模型、设计技术方面主要依托于现阶段数据的基础上实现信息的优化和设计。在大数据方面，三维数据成果的主要来源为数据的有效分析，实现对数据的处理和分析及管理。在不同阶段的协调中，需实现一对多的数据访问权限模式。在三维数字化的设计方面，需实现二维设计的技术和计算机软件的相结合，对于输变电工程中出现的问题也需及时解决。在进行二维技术设计过程中，利用立体几何的原理对平面上的投影图进行呈现，在三维建模的基础上利用贴合实际的形象来进行展示，对于可视化的程度可极大的提升[2]。

2 输变电工程中的数字化三维技术应用

输变电工程中进行数字化的三维设计，需利用标准化的建设方案和基础模型的大型网络数据库来作为支撑进行三维数字化设计平台的建设，在三维手段和智能数据相关联的基础上实现协同设计，可对输变电工程的总图、建筑、水电及暖通等多个专业进行设计。在系统中需对工程管理协同设计系统和各设计专业进行设计，其中在协同设计系统中，需在三维设计软件中进行消化吸收，进行专业模块的开展和设计。在对各专业进行设计时，需根据其具体情况来实现设计，如建筑、暖通、结构、总图及电气设计等，利用各种开发软件的接口来实现对软件的智能二次设计。

在基础信息的集成化一体多元化方面，需对各种数据进行广泛分析，包括专题数据、电网空间数据、地理空间数据及水文信息数据、电网数据等。

在数据化模型的多维信息模型方面，属于三维的数字化设计和变电站的寿命管理的重点内容，是在三维模型、加载设备以及材料等多种信息的基础上进行扩展设计的，可实现设计工作的不断完善，实现多维信息模型的充实，对变电站中的数据信息可更加详细的进行展现[3]。在数据模型一体化方面，主要是对模型属性中的一系列参数和接口等多种数据在三维软件平台的基础上进行有效管理，可实现对数据化的固化处理方式，对于输变电站建设的过程可以实现数据的记录和管理等相关工作，促使输变电站工程可以完整的闭环（图1）。

图1 输变电站构筑物构架图

3 三维数字化技术的设计在输变电选线当中的应用方法

需构建出大数据的中心，以此来进行数据的驱动工程管理。对于输变电工程信息中的数据和信息可实现数据的构建，在对海量信息资源的整合下，可不断加强数据资产的有效管理，发挥大数据本身的价值，以此来实现数据驱动输变电工程的全过程管理。在工程大数据中包含了工程规划、项目前期可行性研究、图纸设计阶段及工程建设过程中的所有信息、数据，因此可以为选线方案来提供出卫星影像和航拍图像，实现地理环境信息的详细设计。

需实现工程前期的可视化建设，逐步提高线路合理性。在输变电工程选线中，需利用卫星影像来实现对路径的方案选择，实现对行政区划、城镇范围、地形区域等多种基础信息进行规划，促使设计人员在线路的大方向中实现科学合理的规划，对于线路本身的精度也可以提升。在输变电工程的选线当中，在卫星影像的基础上实现对大方案的选择。根据其探测到的数据来进行模拟数字沙盘的建设，从而提升线路的走向精度。在对科研开展的过程当中，需对各个区域实现数字沙盘模拟工程的全貌，实现区域内的地形、地貌和障碍物进行可视化的展现。因此对于选线方面可以避免不良地质、重冰区及采动影响区等，最终避开威胁安全运行的区域，在合计源头当中可对工程自身的建设和运行进行保证。在选线方面，还可进行航拍选线，结合航拍数据和三维的工程模型进行电子数据的建立，实现区域内线路的勘测设计可视化建设[4]。

可实现工程设计的可视化，对于设计的质量和效果起到提升作用。在基础数据的调用下，对排布实现智能化的展现。在数据基础上实现转角塔和直角塔位置的智能排列，对于杆塔跨步能力和地面模型等方面也会更加合理。对于数百万的方案可以进行方案的自动计算，实现指标参数的最优方案。在智能检验方面可以不断的提升设计质量。对于动态模型来说，可明确导线距离地面的距离、障碍物及风偏等多种因素是否满足设计的要求和需求。对于设计人员来说，可以更加直观有效快速的进行设计方案的调整和优化，提升其设计方案的准确性。

还要实现工程施工的可视化，对于精益化管理水平进行提升。对其进行招标工作当中，利用可视化技术进行三维数字沙盘的简历里展现输变电工程的全貌，可为施工单位提供线路、施工组织以及技术方案的制定基础。对于标段内的一系列因素精心展示，其中包含地形、地貌、地势、地物、线路概况、沿途环境、交通条件、气象、地质等多种因素，对于施工招投标的效率也可不断提升。对于工程建设的周期也可不断的实现标准工艺的建设，对整体流程在动画的方式下进行体现，进行组织施工的优化，在输电线路的施工当中可分为临时道路修建、设备进场、物资堆放等七个工序的施工过程[5]。对于平台来说，可以不断的提升国内各部门和参建单位本身的业务协调能力，实现施工方面的有效协调统一，保证施工建设进度。

输变电工程三维可视化应用方面，还需对经济效益进行实现，减少了其成本投入，在选线、设计以及施工等多个环节当中的可视化设计可以实现电力和环境保护的同步实行，对于自然生态的环境保护可以起到一定的促进作用。利用三维可视化技术可以对林区分布进行判断，最大限度的减少了对林区造成的破坏和污染现象。