电网建设智慧前期方案设计与研究

陈星

摘要：文章介绍了电网建设前期工作所面临的挑战及现状，并提出了一种基于智慧前期方案的设想。该方案融合了遥感勘测、智能识别、大数据和人工智能等技术，旨在设计一种基于前期现场信息采集和智能分析技术的解决协调行政许可等各类工作的辅助决策平台。通过多规合一法规平台、案例分析以及知识的提取等技术手段，为电网建设项目提供决策支持和辅助管理。该方案的目标在于提高电网建设前期工作的效率和质量，降低前期费用，为电网建设的智慧化发展提供有力支持。

关键词：电网建设前期；智慧方案；信息统筹；辅助决策

中图分类号：TP311       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）09-0113-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 背景介绍

电网建設的前期工作需要在工程批复文件划定的费用范围内，协调地上地下物权属方，理顺各利益相关方的诉求，在合理的周期内获得各项行政许可，帮助电网建设项目按时开工建设。

变电站和输电线路地籍权属复杂，途径行政区乡俗各异，许可部门和涉及法规众多，协调工作链条长。实施过程中，证照办理难，法规依据参差不齐，行政许可时间周期长；前期发生的补偿费用控制难。

根据电网建设精细化发展的需要，建设管理单位尝试结合智慧建设的理念，在建设开始前将初设阶段的图纸信息通过地理信息遥感采集现场复现，智能识别和分析现场地形地貌和社会信息，结合历史经验，预判前期协调工作和预估前期拟发生费用。并将长期以来在协调工作中积累的管理经验经由大数据存储，通过人工智能开展辅助决策。打造前期状态感知、多规合一、经验共享的开放式智慧前期辅助决策平台。

1 对电网建设智慧前期方案的设想

在工程建设前期，甚至在项目前期阶段，工程项目建设管理单位提前介入，通过导入规划设计阶段变电站站址和输电线路塔基位置坐标，建立起数字化的工程模型。第二步通过遥感勘测，实地采集前期场地图像，描述现场地表情况。第三步智能识别地上附着物种类、数量，开展路径标示，进行村镇道路现场导航。第四步智能匹配地籍信息、行政区划、行业法规和相同区域案例数据。第五步按行政区和施工涉及物的权属单位不同，提示施工证照办理手续流程，同时根据量价模型智能估算施工前期费用。同时在智能决策过程中，可以通过在电力黄线范围内人工调整塔位等，进行施工方案优化和决策建议。

附属应用包括：根据权属差异提示优化证照办理路径，需求文档提示和上传分享，以及对施工遇阻点开展跨领域专家会议，对施工前期中众多协调会议内容的及时分享等。

1.1 电网建设智慧前期方案总览

研究目标：1） 采用遥感和无人机技术，实现前期现场信息的采集校核和智能识别[1]；2） 打造法规和案例库，实现云端化；3） 实现现场地理数据、法规数据、经验数据的有效组织和统筹管理；4） 实现智慧前期管理的人工智能和大数据结合的辅助决策分析；5） 实现前期业务流的计算机辅助决策引导和管理；6） 为后期的智慧建设等应用提供数据内容，推动智慧建设等领域发展。

适用阶段：智慧前期项目应用于电网建设之前。亦适用于电网建设全生命周期。在建设前期，使建设单位有据可核，有法可循。对于建设期和投入使用的项目，利用智慧前期成果和平台可对项目进行反馈跟踪和评估。平台数据接口开放，数据共享，可以容纳更多的用户方。

1.2 电网建设智慧前期方案的内容

1.2.1 规划或初设选址的现场遥感勘测

对项目规划设计方案进行地理信息的现场遥感勘测，实地采集前期场地图像，智能分析规划地址的地籍信息/用地性质（用于证照办理预判），场地要素（地表、地下物）的种类、数量，匹配对应权属区县和部门。

1.2.2 多规合一法规平台

收集规划、交通、环保、水务、绿化等部门法规，积累上海各区县的行政规定，依据政策法规进行条款抽取，建立模型检查项目是否符合相关政策法规，给出报警和建议。建立一个依法合规、多规合一的法规库。

实现审批方与建设项目间的信息流动，叠加各行业规划信息（如河道规划、绿化规划等），协调各方规划存在的矛盾，为各部门和各权属行政区审批过程中的沟通和协调提供信息；使电网建设符合规划，使报审、决策、协调更高效。

1.2.3 案例分析和知识的提取

沉淀不同行政区县、不同时期、不同部门的电网前期案例和协调经验。对案例数据进行结构化存储，通过深度学习等技术完成对案例的模块化提取，为新建项目提供经验数据和依据。

1.2.4 基于GIS的多源数据辅助决策系统

立体遥测、精确识别、法规案例分类判别，为建设规划、拆迁、建设实施、后期管理等提供依据，便于决策。同时基于GIS进行数据可视化，提供信息查询、信息统计和数据分析功能。还可从不同的角度和不同尺度来审查规划方案，进行多方案对比，使审批更直观、更全面。

1.2.5 异构多源数据的融合

基于三维空间数据把大数据处理架构与电力系统数据分层结合，搭建一个分层的多源融合的电力大数据处理方案。具体为把用于大数据分析的数据层、特征层及决策层与电力实际应用的数据感知层、数据集成管理层以及应用层一一对应，实现一个基于大数据处理架构的融合框架，提高处理速度，优化性能[2]。

1.2.6 精准投资的前期费用预估

在现场地理要素、多规合一平台基础上，调用案例（专家）库、图像分析的成果，探索适合电力建设前期的精准预算数学模型，实现前期合同与地理标志物的一一对应，缩小与结算的差距。

1.2.7 工作流梳理再造

对需许可进场或证照办理的不同行政区县、独立权属部门内部不同链条的关键岗位和差异流程进行梳理，对其进行个性化提示，形成个性化的工作方法和流程路径。

1.2.8 专家会议支持系统

会议支持系统可依据上会项目情况，统一调阅项目技术文档、方案、图形资源、图上标绘，实现项目的集中讨论和快速决策，节约报批时间，提高决策效率。

2 电网建设智慧前期方案关键技术

智慧前期方案涉及人工智能、3S技术、大数据、边缘计算和云计算等关键技术。其中，人工智能为智慧前期辅助决策的关键，包括：地理信息建模，行政区及行业法规匹配，案例库经验抽取，施工证照流程提示、智能计价前期费用等。

2.1 定位及导航技术

数字图生成、图纸与地理信息融合、场勘测都需要精准定位。以智能手机、物联网、增强现实等为主要应用方向定位服务，提供不同的服务体验，适应不同的应用场景，也存在不同的难题需要解决。深入研究各种定位技术，结合现场勘测、站内（线内）导航为系统数字化、智能化应用提供有力保障。

2.2 空间数据分析技术

空间分析是对于地理空间现象的定量研究，通过对空间数据的操纵和计算使其以不同形式展现，并可提取潜在信息[3]。项目前期勘测数据、影像转化数据、设计数据都涉及大量空间地理信息，进行空间分析、提高信息的精准度，完成建筑红线等控制是分析的主要手段。

2.3 基于GIS的智能航片识别技术

研究各类图像处理、机器学习算法，训练适合电力造价、赔偿估算的数据集，提取影像中各类地物的特征，计算其统计信息，完成航片要素的自动识别，实现对航片图像识别结果矢量化，生成电子地图，并实现电子地图的编辑软件。

2.4 工程数据智能转换方法研究

研究以人工智能相关的图像识别、深度学习技术，并结合遥感技术，对工程前期数据进行自动分类、判别、数字化，现场要素识别和智能权属匹配，形成工程建设辅助决策方案。

2.5 基于深度学习的辅助决策研究

从案例库和专家处获取知识，形成智慧前期知识库，根据知识库进行推理，最终形成专家系统，结合专家系统和人工智能技术，对过往案例库进行知识抽取，涉及案例分析、知识提取、知识库建立等问题。开展前期费用预估和工作流引导优化应用。

3 电网建设智慧前期方案预期成果

1） 打造前期现场状态感知、依法合规、经验沉淀的开放式智慧前期辅助决策平台，节约电网建设前期工作的时间成本和经济成本；2） 在工程前期管理中用先进勘测技术进行突破，选取试点项目先行实践，积极探索，形成实践总结，对传统前期工作进行数字化和智能支撑；3） 开放式平台允许前期管理各方加入，数据共享并合作，为规划、设计、项目管理、施工、评估提供决策依据。

4 实施方案

系统分为服务软件（App端）和客户端软件（PC端）。服务软件分为服务软件和智能识别软件两部分。识别软件主要完成航片、卫片的智能识别，完成地图数字化。服务软件完成数据处理、勘测、流程、法规和专家会议系统服务。客户端软件分为网页端软件和移动应用软件（App） ，供用户使用完成系统操作、管理和应用等功能[4]。

数据采集，建立专家库、案例库、法规库；流程管理设计服务端设计；App设计；遥感图像分析软件设计；合规及多规合一软件设计。

5 结论

传统的前期工作依靠人工跑现场，而变电站和输电线路杆塔落点位置难找，周边情况复杂，前期协调链条因现场情况而异，往往靠经验积累。相关人员一旦调换，继任者须花费较长时间才能完全掌握前期工作流程。且前期工作涉及各类图纸、法规、赔偿等各类数据资料分散在不同系统、表现层次和管理部门等都不同，各类数据中的关联关系很难明晰，缺乏有效的信息平台对这些资源进行整合和系统性管理，形成了前期工作数据的一个个“信息孤岛”，造成信息及时反馈难、共享差，信息资源极大浪费[5]。

应用智慧前期方案，实现输配电走廊数字立体影像和要素自动识别，完成影像、图纸、模型的智慧对比，建立工程前期智慧采集与定位平台，完成工程前期建筑红线线路通道、绿地、苗林、房屋等轮廓、坐标、退居等信息一体化智慧分析。结合造价分析知识，建立起具有智能化、简洁化、高度整合的大数据智慧处理的工程前期造价智能分析平台；实现行政数据、技术数据的有效组织和统筹管理，实现智慧前期管理的人工智能（AI） 和大数据（Big Data） 结合的辅助决策分析，实现智慧前期数据和系统的云端化，为后期的智慧建设等应用提供数据内容，推动智慧建设领域发展。

参考文献：

[1] 丁晓生.无人机遥感技术的水利水电工程施工现场监控[J].单片机与嵌入式系统应用，2021，21（12）：61-64，69.

[2] 米加威.基于大数据的多源信息融合技术在电力系统中的研究及应用[D].天津：天津理工大学，2019.

[3] 田劲松，薛华柱.GIS空间分析理论与实践[M].北京：中国原子能出版社，2018.

[4] 陆凯凤，丁皓磊，韩笑梅，等.电力建设数字化智能评价系统[J].电脑知识与技术，2021，17（36）：20-24，27.

[5] 周爱民.有色金属进展-第二卷-有色金属矿业：1996-2005[M].长沙：中南大学出版社，2007.

【通聯编辑：梁书】