摘要：以建設堅強電網為中心，全面提高更大范圍優化配置資源的能力，是滿足未來我國電力需求持續增長、實現電網科學發展的關鍵。本文論述了三維數字化電網技術輔助特高壓工程施工應用的原理和主要內容，并結合應用實例說明了具體的實施措施和應用情況。
　　關鍵詞：電力工程；數字化；數字化檔案；應用
　　
　　數字化電網是一個較大層面上的宏觀概念，它既涵蓋了電網智能調度系統、實時同步數據采集系統、自動混成控制系統(智能調度的決策和執行系統)等電網智能運行控制系統，又包含了對各種實際電網資源、電網空間地理信息、規劃、設計、施工、運行過程中的各種資源的“數字化”以及對其進行的管理和應用等方面。如果說整個“數字化電網”是一座金碧輝煌的大廈，則后者可以說正是構建這座大廈的基石。拓展海拉瓦技術在特高壓工程施工管理中的應用，以三維數字化的手段，輔助特高壓的工程施工建設，正是從基礎數據源上為巍峨的特高壓工程“數字化電網”大廈奠定堅實基礎。
　　1數字化電網施工管理輔助平臺實現方式
　　結合特高壓工程實際，將海拉瓦技術拓展到特高壓工程施工，構建特高壓三維數字化施工管理輔助應用平臺的實現方式是：
　　1.1對電網建設前期海拉瓦路徑優化的各種既得數據(包括二維、三維數字模型，各種定位數據、多種影像資源、各種電子地圖、相關設計信息等)進一步處理后，將以前只能在海拉瓦全數字攝影測量工作站上工作的各種數據移植到普通計算機上使用，以三維數字沙盤的方式直接移交到特高壓施工階段；
　　1.2基于數字化的三維場景和其他空間數據，結合施工各階段的工程實際需求開發各種實用功能應用于施工招投標、線路調查、基礎施工、組塔施工、架線等施工各階段，為施工方案制定、施工組織管理、進度控制、質量審核等提供參考依據和輔助服務；
　　1.3結合特高壓電網空間信息建立“數字化檔案”，將前期設計資料、各種工程圖紙檔案、施工過程中的歷史檔案等以“電子化”的方式組織起來進行管理和使用；
　　1.4提供必要的用戶交互接口，使得施工單位在特高壓建設的過程中能夠和應用系統中的有關數據進行交互。如：可以下載各種場景和影像便于編制方案和報告，可以上傳各種過程影像以完善“數字化檔案”等；
　　1.5靈活實現與施工階段的其他相關管理軟件平臺的有效接口，它將其他管理軟件采集、使用的數據與翔實的空間數據和真實直觀的三維場景相結合，為施工管理提供新型的手段；
　　1.6將以上各方面集成起來形成一個統一的數字化平臺應用于特高壓工程中，該平臺以空間數據為依托，伴隨特高壓施工全過程逐步構建和完善。
　　2施工環境三維模擬在特高壓工程組織和管理中的應用
　　從應用內容而言，三維數字化施工輔助平臺在特高壓工程建設上的應用重點體現兩大主題：一是施工環境三維真實模擬在工程組織和管理中的應用，另一個是“數字化檔案”在特高壓工程中的形成、完善與使用。
　　線路施工環境三維真實模擬是三維數字化施工輔助平臺深入應用在特高壓工程中最基礎的內容，它依托豐富的空間地理信息，在工程組織和管理中有很多方面的應用，具體而言，主要涵蓋以下內容：
　　2.1真實再現施工現場的地形、地貌和地物
　　使用三維可視化技術，真實詳盡地再現施工現場的情景，利用特高壓工程全線的真彩色航空影像，生動、逼真地模擬出現場施工環境。利用模擬的施工現場在招標調查時可以幫助投標單位詳細了解施工現場，可以在室內完成線路復測，組塔施工時可以為組塔方案的選擇提供參考和依據，在架線施工中可以從宏觀上合理的進行區段劃分，根據地形地貌預先制定合理的施工計劃。
　　2.2提供各級行政區信息和施工區域的概略電子地圖
　　輸電線路對地理空間的行政區劃依賴性比較大，如：基礎施工時幾乎每個塔基施工都涉及到占地、賠償，而這些與各級行政區劃密切相關。應用系統提供施工地區各級行政區信息和特定施工區域的電子地圖和按省、市、縣、鄉鎮、村各級行政區統計或查詢塔基占地賠償、臨時施工占地、青苗協議等信息，為這些事務性工作提供較好的服務。
　　2.3精細化表現塔基附近的場景
　　為有效輔助施工方案制定，在具體每基桿塔附近一定范圍內(如：100m)進行精細化表現，將采用更高分辨率的影像和數字地面模型表現地形、地貌，使桿塔周圍的地形地貌更加清晰真實，為基礎、組塔施工方案的制定和選擇提供更好的參考。
　　2.4對施工地區交通道路的表現及相應輔助功能
　　交通運輸道路對于基礎施工和組塔施工影響較大，材料運輸方案的制定，料場、施工隊駐地、項目部位置的選擇等都與之有關。系統以不同方式表現各種交通道路，各交通道路的相關信息可以查詢，并提供基于道路網的一些輔助分析功能，如：輔助選擇材料運輸、搶修的最佳路線及確定最佳的運輸方式等。
　　2.5立體展現各種交叉跨越的實際情況
　　基于空間數據，三維模擬電力線、交通道路、房屋等各種主要交叉跨越物的實景。各交叉跨越物的屬性數據均可查詢，并具備對各種交叉跨越物進行統計的功能。系統還可以通過輸入不同的施工條件，動態模擬張力放線中導、地線經過被跨越物的情況，為制定跨越施工方案、安全施工提供服務。
　　2.6對設計數據的簡單校驗和分析、評價
　　可以在施工前對設計成果進行復核，例如：對線路高程、檔距、塔基坐標位置、跨越物、基礎護坡等進行復核校驗。
　　2.7施工進度動態更新，輔助控制工程進度
　　系統將根據施工的進度動態的顯示施工現場的三維場景，場景可以更新，給工程管理實際現場的最直接的印象，方便工程管理者對工程進度的控制和對施工的調度指揮。提供接口從其他相關的施工管理軟件系統中獲取數據源，處理后以各種方式反映施工的進度情況，如：
　　生成工程建設總的形象進度、工程大事記、工程建設里程碑、進度報表、進度分析、預估下一階段的工程進度等。
　　3特高壓“數字化檔案”的形成與完善
　　數字化工程檔案是三維數字化施工輔助平臺在特高壓工程建設上的應用的重要組成部分，它將伴隨著特高壓工程逐步完善，并在其中得到應用。
　　“數字化檔案”包括設計和施工中的各種圖紙、資料、圖表、空間數據、實景照片等的數字化形式。設計過程中的檔案資料經過一定處理后將以“數字化”的方式直接進入系統，移交到施工階段，直接應用在施工的組織和管理中。系統對工程資料、檔案的管理基于空間數據，可以直觀地實現對檔案的組織和管理。
　　在施工過程中，提供接口讓用戶完善“數字化檔案”，如：為“數字化檔案”補充桿塔施工前后的各種照片和錄像、錄入施工過程數據、錄入設計變更等。并設計接口和其他施工管理軟件交互，相互使用和交換一些基本數據，可根據其他施工管理軟件中上報的各種報表和進度記錄動態表現施工進度并和空問數據相關聯。
　　如此逐步形成統一的“數字化檔案”，工程竣工時直接將“數字化檔案”移交至運行單位。這種方式將有效節省人力和物力，體現設計、建設為運行服務的宗旨。
　　4實際應用
　　目前，包含上文所述部分內容已經在“lO00kV某交流輸電線路”工程施工中得到應用。應用系統按照特高壓工程建設的工程進度分為四個階段具體實施。
　　第一階段主要服務于施工招標線路調查。該階段主要是開發完成了三維顯示平臺，對此工程全線進行真彩色數據的二、三維表現。該軟件支持全線海量數據調度，實現任意漫游和瀏覽二、三維場景以了解各標段現場的真實環境；并可快速定位至任一興趣位置；可以提取場景內任意點高程；可以觀看標段內任意桿塔之間的平斷面圖(塔位圖)；提供了沿線的各級交通道路、交叉跨越信息、各級行政區劃信息、各種現場調繪注記，各標段的氣象、地質情況和其他標段概況信息；提供了每基桿塔的坐標并可關聯對應設計信息；場景可以輸出(便于制作標書)，可以輸入現場調查信息(做為信息補充)。第一階段成果分成六大專題涵蓋以上內容，以光盤的方式將數據與軟件分發給線路施工投標單位使用，從使用后的反饋看，效果良好。
　　第二階段主要服務于施工現場布置和基礎施工。在第一階段建立的三維可視平臺基礎上，進一步精化數據并開發實用功能。每基塔附近(約100m范圍)在工作站上生產更高分辨率的影像和三維模型，使塔基周圍的量測的精度更高，場景更加清晰真實；基于高精度的影像和三維模型提供基礎施工時涉及到的各種量測和計算功能；提供樁位的坐標值(包括平面坐標和經緯度坐標)幫助進行線路復測；在場景中表現每基塔對應的基礎形式并配以詳細文字說明；提供施工現場布置專題模塊，施工單位可直接在場景中繪制各種圖形(并配以說明)；結合三維場景并按照一定的原則進行攪拌場、施工隊、項目部等的選址；提供對基礎形式、桿塔明細等進行快速統計的工具；模擬降基位移等工作。第二階段開始提供“數字化”檔案的錄入接口，施工現場的基礎開挖前后的照片等可做為歷史檔案進入系統。目前第二階段成果基本完成。
　　第三階段為組塔施工提供服務。本階段輔助組塔施工方案的制定與選擇，將根據實地情況綜合分析，更有針對性的輔助組塔方案的制定；基于精細的地形信息動態模擬演示鐵塔組立方案的過程；根據空間信息提供質量安全方面的綜合管理功能；為索道架設等提供輔助工作，可在場景中提取任意線的斷面并提供一定精度的參數；在組塔施工階段持續完善特高壓線路“數字化”檔案；根據施工單位需求，提供更多其他服務于組塔施工的內容。目前第三階段正在具體實施中。
　　5結束語
　　三維數字化施工輔助平臺的功能具有良好的通用性和可移植性，實際應用中，有著良好的經濟、社會和環保效益，可以有效地推廣到其他電壓等級的線路工程施工過程中。
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