输电线路三维数字化设计平台建设

输电线路三维数字化设计平台建设

廖龙飞

（重庆电力设计院有限责任公司重庆401121）

摘要：近年来，电力企业都在逐步推动输变电三维数字化建设工作，完成了输变电工程三维设计系列技术标准，规范了三维数字化软件平台的基本功能。但随着外部环境的变化及行业的快速发展需要都要求需要对现有的设计模式和手段最初一定的改变，构建适应新设计模式的输电线路三维数字化设计平台迫在眉睫。本文就研究并提出输电线路三维数字化设计平台的构建，分析了平台目标、平台架构设计以及技术框架、主要功能等内容，最后分析了其所具有的效益，希望能给有关人士提供一些参考内容，以促进输电线路三维数字化设计平台的建设和发展。

关键词：输电线路；三维数字化；设计平台；建设

1平台架构的研究

1.1平台目标

平台设计以集成、兼容、开放为原则，以协同设计业务为需求导向，利用已经广泛应用的设计手段，采用企业总体架构，集成专业设计软件，开放二次开发接口，兼容多源数据格式。平台设计引入并逐步转向采用面向服务的架构。在软件分析的过程当中，采用面向对象分析方法，使用EA或RationalRose等计算机辅助软件工程工具；在进行系统设计和建模的过程中，采用面向对象的软件设计方法，遵守统一建模语言的标准规范。

1.2平台架构设计

平台的基本技术保障是计算机网络技术和GIS技术，利用海量数据技术和软件框架搭建方法，实现数据库的建设以及系统的建设工作。平台围绕电网设计具体业务，遵循可扩展性的设计原则。平台分六个层次：基础设施层、数据管理层、基础软件层、通用组件层、业务服务层以及用户表现层。其中，数据管理层、通用组件层、业务层以及用户表现层分离，以便于对系统进行扩张。系统架构以及各层的具体内容如图1所示。

图2平台技术框架图

3主要功能的分析

3.1基础配置的功能

平台的基础功能是二三维GIS功能，能在各分辨率影像和数字高程模型（DEM）上建立的精细化三维场景中，对输电线路等对象进行真实的三维模拟，以实现三维设计业务功能。

3.2数据管理的功能

数据管理主要包括勘测、线路、结构等不同专业在工程实施中的设计成果资料的管理，作为基础数据的矢量数据、地形图、栅格数据和影像数据的管理，还包括了对输电线路三维业务设计过程中的基础模型、杆塔模型、金具绝缘子串等通用模型库的管理。

3.3三维空间的分析

在高精度DEM的基础上，分析计算地理对象的位置以及形态特征的空间数据，提取和传输空间信息。通过空间检索模型、网络分析模型、空间扩散模型、图形运算模型、统计识别模型等空间计算模型，量算地物、地貌、三维模型的距离、面积以及高度，实现基于地形的通视分析、流向分析、剖面分析、淹没分析、土方分析、填挖方分析、坡度/坡向分析、缓冲区分析等功能，为设计人员提供三维空间分析工具。

3.4协同设计业务功能

三维数字化设计的工作模式和二维传统提资的工作模式完全不同。数字化设计是全过程全专业的协作设计，其中心主线是以数据贯通为基础，以协同设计为手段，实现勘测专业、电气和结构设计专业的协同设计。

4效益的分析

4.1经济效益分析

在应用平台的过程当中，通过提升相关业务工作效率与决策科学性，不仅能够降低输电线路设计以及运行我成本，还能有效增加输电线路运营收益。主要表现在两个方面：第一，降低人工成本，通过平台所集成的丰富数据资源以及所具备的高效辅助决策能力，能够显著减少线路、结构以及勘测等专业的现场工作量，并节约同等工作量下的人员配置，减少差旅和薪酬支出；第二，提高输电线路设计效率所带来的收益增加，通过平台辅助规划设计等板块功能应用，能有效缩短输电工程从规划布点到建成投运的实施周期。

4.2社会效益分析

第一，社会资源节约方面，通过平台的应用，提高输电线路建设环节中决策科学性，减少资源占用。在站址和线路路径方案优选方面，可有效减少线路设施对农田、林地等社会资源的不合理占用，促进输电线路与经济社会的协调发展；第二，社会发展保障方面，利用平台密切跟踪输电线路运行环境及运行工况，快速科学地应对输电线路突发事件；第三，产业集聚区方面，基于地理空间布局，可直观查看全省当前输电线路分部情况，科学指导全省电网建设，为政府部门研判集聚区经济增长形势、制定相关政策提供科学依据。

5结语

数字化技术逐步融入电网设计行业中，交互协同设计、三维设计推动电网勘测设计信息化技术不断发展。三维数字化技术应用于输电线路设计工作是当前研究热点，使设计人员能够在三维现场环境中进行相关设计数据的多维度分析、多视角空间校验，进而提高工作效率和设计质量。

参考文献：

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[4]电力信息系统中三维GIS关键技术的应用研究[J].魏祖宽，蒋楠，金在弘.计算机与现代化.2010（05）

[5]三维数字化设计在输电线路工程中的应用研究[J].汪如松，李健，刘文勋，赵远涛，张益修，张瑚，林芳，朱振山.陕西电力.2015（08）

作者简介：廖龙飞（1988.04.08—），男；重庆市；汉族；硕士研究生；工程师；专责；研究方向：输电线路设计、电力系统分析。