2023输变电工程三维可视化全过程管理.docx

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1、输变电工程三维可视化全过程管理、0一、实施背景(-)适应战略(-)满足快速发展对电网建设的要求随着近年电力建设任务爆发式增长，电网规模不断扩大的同时，在工程设计与施工管理上也暴露出一些问题，尤其是大型输变电工程存在远距离、大规模、跨区域的特征，导致了集中管控难度大、前期多方协调困难、现场监管控手段单、过程管理覆盖广等问题十分突出，亟待创新管理模式解决阻碍超高压电网建设发展的现实问题,助力经济发展。（一）应对西部地区工程建设环境的苛刻挑战所处的西部地区幅员辽阔、地形复杂、环境多变，增加了工程建设的难度，面临的特殊工程建设条件和环境主要表现为一是线路大范围进入冻土及寒冻影响区、冰川及次生灾害影响区

2、，基础施工难度大，对工程勘察、线路选择提出了极高的要求；二是地形地貌引起的大高差、大档距、烫气象区多，洪水、滑坡、泥石流等地质灾害频发，以及因途经大范围的无人区引起的交通条件差，施碍施工和人地区生态脆弱,（一）亟需解决输变电工程信息与数据的管理难题我国超高压电网工程建设呈现出工程信息量和数据量庞杂,据为支撑的数字化管理手段贯穿了工程管理的员管理；三是高海拔区积雪常年不化，全年有效施工期短，影响施工进度；四环境保护工作地位突出，对线路路径选择和施工过程环境保护提出了苛刻的要全过程，最大限度的利用信息与数据资源，提高工程管理效率。一是工程数据交流低效。存在“数据孤岛”现象，管理环节间缺乏数据互联互

3、通的途径，无法进行充分的数据交换，导致输变电工程协同较差。二是工程数据利用率低。输变电工程数据种类众多、数据量大，致使数据查找和提取困难，难以直接利用。三是工程数据可视化程度低。现有工程管理多采用平面化、抽象化的表现形式，数据自身价值与使用价值均不能最大化利用，而且工程管理也亟需对实体建设环境及地理空间布局的直观展示，需要创新数据表达方式，实现数据的直观展现。二、管理内涵八经研院紧紧围绕“经济与生态协调、创新与实践互补”的原则，以工程大数据中心为基工程建设提供直观、精准、高效的管理手段，实现输变电工程“前期、设计、施工、移交”的全过程可视化管理，提高选线效率，鼎让遍计，强化施工管理，转变移交方

4、式.实现输变电全过程精益化管理主要做法二、主要做法（一）构建大数据中心，以数据驱动工程管理1打造工程大数据中心，统筹数据管理经研院构建工程大数据中心，集中管理输变电工程信息与数据（详见表3-1）,通过整合海量信息资源，加强数据资产管控，充分挖掘数据价值，发挥大数据价值，实现以数据驱动输变电工程全过程管理。工程大数据中心涵盖工程规划、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，为选线方案提供精准的卫星影像和航拍图像，为线路设计提供详细地理环境与路径信息，为施工建设提供完备的记录与监测数据，奠定了输变电工程管理的坚实基础。工程阶段主要数据及信息可研阶段卫星影像、专题图数据（自

5、然保护区、矿产分野的协议区、军事禁地等）、行政区划信息等。初设阶段航空摄影、无人机航片影像、空守4*、随字地面模型、正射影像路径图、简易断面数据、全近程数据等。设计阶段空间信息（内必赢闻面积、土方等）、各类模型选择数区施工阶段、9乃屋拆迁、方案设计、树木砍伐等数据。施工度、安全、质量、物资、队伍等相关数据等。表3-1工程阶段主要信息与数据程数据、地理信息、数字化模型、文档资料等。2.绘制高精度三维模型，夯实可视化基础输变电工程三维模型是工程实现可视化操作与管理的基础，具体包括：地形三维模型、覆盖在地形上的矢量对象（如、公路、地区边界、河流等）、立体建模的地物对象（如居住地、矿场、输电线路上主要

6、跨越和标注等）和输电线路上的电力器件对象（如输电线、避雷针、杆塔、绝缘子等）。经研院以三维的仿真空间为基础，以卫星影像、空间数据等表3-1中的信息为基础，以杆塔设备等电力设施为元素，将线路、设备、地理信息制作成专业模型，利用三维绘图工具将各类模型按照实际地理位置、尺寸、走向进行摆放，组合成三维的现场图和线路图，在信（一）工程前期可视化，逐步提高线路合理性1应用卫星影像，进行大方案比选在输变电工程选线中少统鲤影%成路径大方案比选，解决了传统作业模式不能从宏观上考虑线路全线，）致的线路周边地形卫星影像直接观8约化设计的不足；解决了传统纸质地形图因现势性较差。导题；解决了地形图符号性较强，导致的人为

7、因素干扰。通过、较大的城镇、大范围山区、地形过渡区等对线路走向有重大影响的人员做到心中有数，利于对线路大方向做出科学规划。2模拟数字沙盘，提高线路走向精度在开展可研过程中，对大方案的各区段采用数字沙盘模拟工程全貌，全面清晰的反应区段内地形地貌和主要障碍物，利于开展水保环评工作。在数字沙盘中直观的观察路径起始和沿途概况，着重显示并标注出工程注意和避让的关键节点，包括应避开原始森林，自然保护区和风景名胜区；军事设施，大型工矿企业及重要设施等，确保符合区域规划。避开不良地质地带和采动影响区、避开重冰区，导线易舞动区及影响安全运行的其他区域，从设计源头确保工程未来建设、运行的安全。如，伊库线工程在前期

8、阶段通过数字沙盘的坐标定位避开了“西天蟹盘保护区”、“喀拉峻风景名胜区新增区域”及“西天山级自然保护区”和“喀拉峻风景磁区”去同组成的天山世界自然遗产区（喀拉峻-库尔德宁遗产区），在确保工程线照筑分考虑地区工程建设与自然生态和谐发展的要求。3进行航拍选线，确定最合理路径在细化线路走向的基础上，结合航拍数据和工程三徵型，在三维立体环境中进行路径选择、电子模板排位等工作，实现该区域内线路的勘测逊i第M力3人员可以在办公室“空中选线”和“显微选线”，准确核实走廊通道情况、笃也息，为复杂地段的输电线路区域规划、站址和路径优化、工程建设征地、总体刻红线云泰提供了可靠的数据支持。同时，通过实时扫描平断面和

9、电子模板排位，避免档距高差过大，实现合理跨越，提高路径选取的准确性。例如：以伊库线第38T航段为例（下图3-4）,如果不考虑高程信息和地形地貌的前提下，初选路径由于是一档跨越河谷，设计档距约900米，超过杆塔使用条件。而通过显微选线调整前后转角位置，避免大档距，将跨越档距缩小为600米，保证了方案的成立。（一）工程设计可视化，提升设计质效1调用基础数据，实现智能化塔位排布三维可视化设计平台利用基础数据、测算模型将当前方案范围的影像和高程数据线普成排位软件数据，自动进行塔位测算。一是开展智能排位，提高设计效率。根据动专吸扁像数进行转角塔、直角塔的大概位置的智能排位，使杆塔跨步能力与地面模型更加万

10、乃至数百万种方案中，自动计算出杆塔利用率及经济、验，提高设计质量。动态模型能够自动检核导线对地安全距离安全指标最优化方案二功地忠能检、障碍物、血偏银废是否满足设计规程要求，从而辅助设计人员快速、准确性。直观、有效地进行相关的唆I方案比选：调整，提高设计方案的通、62统一设计平台，建立杆塔标准化基础按照“同一点设计，同一张图纸”的原则，利用设计平台，将各设计单位分散的图纸设计任务集中管理，集中使用地理信息平台进行绘图作业，解决了因设计单位众多、设计口径存在不一致现象而导致的施工图设计不衔接、不同设计基础引起的二维图纸解读不准确等问题。计标准流程：塔杆类型选择一塔杆材料选择一塔基形式选择一塔基根?

11、罗事一组合三维展示。电气辅助设计标准流程：导地线匹配一金具选择一金具组装一绝缘子新城一间隔棒匹配一接地装置匹配一塔杆明细展示。在施工图设计完成后，组烂伞烂峥建模，录入工程管理平台，采用可视化平台来直观评审图纸的准确性。一电中佥郝!图米设计是否准确；二是检验图纸间是否匹配；三是检验周边施工条件是否符合设戏厮，三维可视化平台提供的正射影像路径图可以提供准确的工程量统计，如线路长度、杆塔数、交叉跨越、跨房量和跨树长度等。在以上数据信息的基础上，统一调用工程大数据中心的三维电器模型，建立杆塔与三维模型库的链接，为下一步杆塔设计与组装做准备。（一）工程施工可视化，提升精益化管理水平工程施工阶段创新性的将

12、三维可视化应用到安全管理、质量管理、进度管理、物资管理、队伍管理、现场管控中，实现基于施工要素与施工流程全程可查询、可展示的监控能力，达到施工管理“点、线、面”的全覆盖目的，实现施工全过程精益化管理。1开展可视化招投标，提高招标效率经研院应用招投标工作平台，以可视化技术为基础建立的“三维数字沙盘”展现输变电工程全貌，辅助施工单位线路调查、施工组织、技术方案制定等工作，三维平台呼那展现标段内的地形、地貌、地势、地物，还可以显示对标段线路概况、沿途环气象、地质等施工条件和工作量等，满足了投标单位对线路调查的需求。矽而艮了遍金劣无法到达或由于通视条件较差无法观看的现场信息获取难题，极大提取课标工松的

13、深度，提高了施工招投标的效率。表3-3常规施工招标方式与可视化新方式对比常规方式视新方式因为无实际线路，路径与现场无法完全对应W用旌“目了然，通道内的情感，弧细了解必须到现场，需要带人带车P可在室内完成每个标段需要花费2-3W）1-2小时可完成信息不直观、分师信息直观、系统、全面、深入仅进行-可反复多次在线观察没有时空感，各种地物的相对关系无法了解各种环境和条件了然于胸，相当于将现场搬回来，时空感强交通条件不好的地方无法调查任何地区均可进行全方位调查进场前进行施工组织没有很好的参考依据可直观选择施工方式、运输方案、进行平面布置、选择各种场地等各种调查用资料零散、查询不便各种信息分类明晰，查询方

14、便，失线路从宏观到微观均可查询2.精准实施通道清理，减少工程成本桩、利用“地理信息系统一是推行电子交桩，提高精度，缩短时间。开(G1S)”和GPS测量仪器得到线路工程所有杆塔机位人准坐标等定位数据，简化原现二是准确定位通道信息，减少盖房屋的机会,超高压输变电工程受地理环境影响极大，工程普遍涉场勘测流程，提高了定桩精度，缩短了交桩用O以高精度的影像数据为基础，整合通道清理障碍物信息，实现对输电线路工程通道料查阅与通道清理对比铝房屋拆迁补偿状态的模拟、展示，实现通道清理资J通道拆迁信息管理提供新的手段，减少线路施工前抢种作物、抢3加强人员监测能力，强化队伍管理及高山区、无人区、大风区等无法通信地段

15、，造成人员运输、管理、联络、救援等不能及时处理到位。经研院根据西部地区勘测、施工的环境特点，采取传统监测与移动监测相结合的手段,将移动互联网技术应用到人员管理中，尤其是网络无法覆盖的偏远地区，强化队伍管理。采用“联网注册+移动终端”的管理部署，在网络可覆盖地区采取传统定点监测，在网络欠缺地区采取“单兵装备”终端监测，通过线路人员信息移动采集系统同步管理工程参建单位、班组、人员信息，确保人员在控。实现人员风险地图标绘制及查询，管理人员可以在电子地图上查看管辖范围之内的人员到场情况，获取人员详细信息，让管理人员对管辖范围内人员到场分布情况进行掌控，以便于更好开展现场管控。4强化现场作业管控，降低潜在风险对于高海拔、更杂地形的区域，山高路远，交通不便，施工沙唉淤箝控难度大、效率低的问题，经研院通过无人机航拍和三维技术的有效融合，量身打金亨适,于西部复杂地区的监控管理方案。通过3G网络、有线网络、卫星通讯巧4&系M赢组合方式，将布置在各施工现场、施工项目部、材料站点的监控点，全部再展嘉旨挥部，对航拍影像和现场监控视频的