基建全过程数字化技术在格库电铁供电工程建设中的应用

基建全过程数字化技术在格库电铁供电工程建设中的应用
李庆军; 路万朋; 崔章顺; 高明; 陈波
【期刊名称】《《青海电力》》
【年(卷),期】2019(038)003
【总页数】4页(P53-55,72)
【关键词】基建全过程; 三维设计; 数字化移交; 110 kV
【作者】李庆军; 路万朋; 崔章顺; 高明; 陈波
【作者单位】国网青海省电力公司青海西宁810003; 北京洛斯达数字遥感技术有限公司北京100120
【正文语种】中文
0 引言
格尔木-库尔勒电气化铁路工程是国家“十横十纵”综合交通运输通道的组成部分，是我国又一条入疆大动脉，对完善青海、新疆铁路网布局具有重要意义。

格尔木-
库尔勒电气化铁路110 kV外部供电工程是格库电铁工程重要的配套工程，青海段线路全长780 km，其中架空线路778 km。

该工程建成投运后，将满足格库电铁
8个牵引站的供电需求。

格库电铁供电工程作为重点输电线路工程，为更好地从安全、质量、进度、经济等方面对工程建设进行管控，有必要借助三维设计等基建全过程数字化技术辅助工程建设，通过对相关技术的研究和应用，达到构建格库电铁供电工程全过程建设三维
数字化管理的目的。

1 设计阶段应用
本阶段通过在三维数字化设计软件中应用前期选线、三维施工图设计、杆塔及基础建模、金具串建模及组装设计、三维展示、工程数据管理等功能，实现二三维一体化设计的作业模式，提升线路设计的质量和效率。

1.1 可研阶段
1)利用卫星影像、地形等公开数据，搭建二三维选线系统，辅助进行内业线路通道规划选择工作，实时分析转角优化调整过程中的曲折系数、转角分布、安全避让、交叉跨越、断面变化等信息。

2)生成断面数据信息，并根据房屋、林木、交叉跨越等工程走廊标绘数据生成平面数据信息，实时概略排位，形成完整内业平断面成果。

3)将影像/地形图、基础标绘、线路路径、专题图、村庄名、公里格网、等高线进
行选择性全要素输出。

4)基于高清卫星影像，根据工程量的统计和三维场景线路漫游，结合线路特点和路径选择原则，综合各因素进行合理避让，辅助可研设计单位进行路径大方案比选，为后续精优化提供基础。

1.2 初步设计阶段
1)航飞及数据处理
使用航摄飞机和航摄仪，辅以惯性测量设备对工程线路通道进行航空摄影工作。

经过3个有效架次的飞行作业，对49条航带进行了数据采集，共采集有效航片1 848片,并通过海拉瓦技术处理生成正射影像图、数字地面模型和三维立体模型等。

2)初步设计选线和评审
利用线路通道航飞的数据成果，结合外控调绘、工程资料和基础信息，配合设计单位通过三维可视化数据平台进行初设选线，提高线路设计的可靠性。

通过初步设计
评审软件辅助专家综合直观评判线路初步设计方案。

1.3 施工图设计阶段
1)路径优化
根据路径选择原则和工程特点，综合考虑地形、地物、地貌、气象、交通、规划等多种因素，利用三维可视化数据平台，对线路路径进行差异化和精细化设计，修正和改善设计方案。

2)杆塔排位
在排位过程中利用数字地面模型对塔位、地形、地貌、导线弧垂等进行初步判断，结合三维设计软件完成电气、结构的计算与校验；通过二三维排位实时交互联动，排位成果和视图界面联动同步，在排位过程中同步开展电气全功能校核，将排位成果以图表等方式输出供后续阶段使用。

3)电气设计
在三维精细化场景和二维平断面上开展电气设计校核等设计工作。

三维空间校验依据工程走廊三维场景、精细化模型和相关规格参数，结合设计成果、依据规程规范要求，开展对地距离、对交叉跨越距离、导地线风偏、塔头间隙等三维空间校核工作。

4)结构设计
根据参数化建模工具和各类基础的规格参数进行基础的三维模型建立，结合测量、地质各专业提交的终勘成果在三维场景中开展杆塔长短腿(加腿、减腿)和基础配置工作，并将配置结果真实反映到三维可视化数据平台中，辅助开展各类指标分析统计工作。

根据基础配置的成果进行高低腿杆塔模型的自动组装，并生成包含高低腿和三维基础的可视化设计效果。

2 施工阶段应用
深入发掘三维设计相关成果的应用价值，结合输电线路工程建设施工阶段的需求与难点，构建三维数字化施工辅助系统。

系统依托三维空间地理信息，在供电工程施工的组织和管理中有着多方面的应用。

2.1 三维地形与输电线路三维展示
以三维数字地球为载体，以航摄手段获取的工程沿线影像、地形数据为基础数据，真实再现供电工程沿线的地理环境；在此基础上，构建线路、变电工程主要设备设施模型，还原真实的工程场景。

2.2 重要交叉跨越物三维展示
对供电工程线路通道内的重要铁路、公路、重要电力线等进行三维建模，形成重要交叉跨越三维模型库，将模型集成至三维数字化施工辅助系统进行三维展示。

各种交叉跨越物的属性信息均可查询，为定制跨越施工方案提供辅助，保障安全施工。

2.3 施工进度展示查询
三维数字化施工辅助系统通过数据接口从其他施工管理系统中获取施工进度数据，经过统计处理后，结合三维场景以各种形式展示线路施工的进度信息。

工程管理者通过系统可以获得全面直观的施工进度，并可根据需要查询各类详细进度数据，方便管理者对工程建设进度的把控和指挥调度。

2.4 基于三维场景的量算与校验
三维数字化施工辅助系统提供多种基于三维场景的量算工具，施工管理人员不用到现场即可通过工具结合三维场景进行有效量算分析，为指挥提供客观依据，使决策更加科学严谨。

也可在施工前对线路高程、档距、塔基坐标、跨越物等进行符合校验。

3 数字化移交及运检应用
在电网工程建设、管理、运营过程中以传统方式进行数据、信息和资料的移交，工作量大、持续时间长、查询使用不便，不能很好满足智能电网建设的基本要求，易
造成移交资料内容的不全面，是工程建设信息化、管理高效化等智能化水平提高的障碍。

格库电铁供电工程应用电子化移交，以标准化、数据全过程化为主导，以节约各种资源、降低工程建设成本为最终目的，呼应了智能电网的建设目标。

数字化移交的流程是将线路的本体数据经过规范化处理、组织，进行数据入库，最终呈现在三维可视化数据平台上，为工程后期应用奠定基础。

三维数字化移交实现工程设计档案与模型的挂接，实现线路工程“一塔一图”。

数字化移交内容主要涉及的成果包括：
1)工程信息数据：工程基本信息、技经信息。

2)地理信息数据：影像、矢量、高程以及交跨物图形和属性。

3)数字化模型：杆塔、杆塔附件、导地线、绝缘子、金具、基础等图形和属性。

4)文档资料：可研、初设、施工图三个阶段图纸和报告等文档资料。

通过三维数字化移交技术的应用，实现了格库电铁供电工程线路设计成果在室内的三维可视化展现，工程设计、施工、运维等环节实现了有效链接。

通过对应的生产流程，借助设计成果的三维模型化，实现二维设计图纸向三维模型的转化。

建立直观的数字化检索库，使得工程在竣工时，完整的实体工程和数字化的工程同时移交。

采用电子化移交方式可实现格库电铁供电工程建设的全过程数字化，确保信息移交的深度与广度，实现统一信息平台和数据规约。

三维数字化移交通过相应标准、规范的制定与执行，既提升了工程信息化水平，又提高了电网建设信息化工作的标准化水平。

通过三维数字化移交技术的应用，可以建立统一、权威的运检管控大数据库，将以往分散的数据资源进行整合；可进行快速、灵活的数据资料查询和统计，使运检人员迅速、准确获取所需信息，提升数据共享水平及获取效率，也为进一步挖掘数据价值提供强有力的数据支撑和保障。

基于三维可视化数据平台丰富的基础数据，充
分发挥地理信息的优势，进行数据挖掘和分析，提供强大运检管控支撑功能，为运检人员提供辅助决策支撑。

三维数字化移交的应用，将全面提升格库电铁供电工程运检工作的业务深度和管理水平。

4 结语
基建全过程数字化技术在特高压工程建设中已经得到了广泛的应用，取得了良好的经济、社会和环保效益。

此次在格库电铁供电工程建设全过程中的深入应用，是特高压建设的先进技术经验在110kV线路工程建设上的积极尝试和推广，有效提升了工程设计水平、施工质量和管理效率，切实降低工程造价，体现了相关技术良好的通用性和可移植性，为后续大范围推广应用打下了坚实基础。

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