输电线路三维数字化设计平台研究

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1、输电线路三维数字化设计平台研究  摘要:文章叙述了输电线路三维数字化设计技术的建设背景和意义,介绍了计算机网络环境下的多源海量数据存储和管理、基于工况的三维间隙校验、虚拟现实与数字化方针应用为难点的三维数字化设计技术;研究开发了网络环境下的输电线路三维数字化设计平台,实现了在电磁环境展示、三维杆塔模型自动创建和交互式高低腿配置功能方面的创新。  关键词:输电线路;三维设计;数字化设计平台;GIS;计算机网络环境文献标识码:A  中图分类号:TM75文章编号:1009-2374(2016)17-00

2、28-02DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.012  目前输电线路三维数字化设计正处于起步阶段,随着电网电压等级的提高和商业化运营的大规模实施,设计研究工作又面临着新挑战。电力设计行业已经存在多个输电线路设计管理软件,从三维数字化的整体目标来看,信息化工作依然存在着如下问题:(1)从平台架构和规范来看,跨专业的协同设计业务没有形成统一的标准流程,导致信息孤岛的出现;(2)从现有软件功能和数据来看,重视设计功能的实现,忽视综合数据的挖掘和分析;(3)从操作便

3、捷性和自动化来看,缺乏有效的互动机制。  1平台架构研究  1.1平台目标  1.1.18建立输电线路设计数据库。输电线路数据库包括基础地理数据、前期专题数据、电源电网数据、勘测成果数据、三维模型数据、线路成果数据和工程项目数据。根据业务流程对数据进行整合,方便设计人员完成输电线路设计,实现不同数据之间的协同操作,并形成设计成品的数字化。  1.1.2进行输电线路三维数字化设计系统建设。通过项目的建设,完整的梳理输电线路三维数字化设计信息管理流程,完成包括项目管理、基础地理数据管理、勘测成果管理、

4、电网数据管理、线路设计成果管理、模型库管理、空间分析、优化选线、杆塔排位、铁塔与基础配置管理、辅助设计、工程成果查询统计、线路路径分析以及系统管理等多个功能模块。  1.1.3进行专业设计平台集成。对现有专业设计平台进行集成,使输电线路设计相关的专业数据资料信息化、数字化,在统一的平台上集成管理、显示、分析应用。  1.2平台架构设计  GIS技术和计算机网络技术是平台的基本技术保障,利用海量数据技术和软件框架搭建方法,实现数据库建设和系统建设。平台围绕电网设计具体业务,遵循可扩展性原则设计。平台

5、分六个层次,分别是基础设施层、数据管理层、基础软件层、通用组件层、业务服务层、用户表现层。其中数据管理层、通用组件层、业务层和用户表现层分离,便于扩展系统。  2主要功能  根据输电线路设计流程,提供线路设计全生命周期规划、设计、分析统计、方案优化等业务相关功能。利用卫星图片、航测照片、卫星定位和全方位地形测量等手段开展线路路径优化、杆塔排位优化以及基础、杆塔、导地线、金具绝缘子的可视化设计及优化,使线路设计更加形象直观。8  2.1基础配置功能  基本功能包括二维基本功能、三维基本功能和系统配置

6、管理模块。二维基本功能包括二维图层管理、地图定位、地图量测、地图编辑、坐标转换、制图输出等功能模块;三维基本功能包括视图浏览、三维量算分析、自然特效、要素标绘、空间分析、截屏和录像等功能;系统配置管理模块为用户管理、权限管理、角色管理、日志管理、系统管理等方面的内容。  2.2数据管理  数据管理主要包括勘测、线路、结构等不同专业在工程实施的过程中的设计成果资料的管理,作为基础数据的矢量数据、栅格数据、地形图和影像数据的管理,还包括对输电线路三维业务设计过程中的杆塔模型、基础模型、金具绝缘子串等通

7、用模型库的管理。  2.3三维业务设计  三维业务设计部分包括工程项目管理、路径分析、电气设计和结构设计四大业务模块。实现了线路勘测、路径优化、杆塔定位、断面校验、交叉跨越校核等功能,完成二维立体选线与平断面导出功能,完成线路工程设计各阶段相关功能,完成各阶段内的地理信息资料信息化、路径选择优化、选线成果分析统计、杆塔规划及分类统计、杆塔绝缘子串及其他金具统计、杆塔接地装置分析统计、经济指标估算等功能。8  路径(选线)设计实现基于二、三维联动的输电线路选线,主要进行线路路径选择和外业调绘资料录入

8、,输出结果是路径图、平断面图、路径统计分析报告等。本功能主要包括路径方案管理、地理信息抽取、气象资料抽取、重要控制点设置、自动方案初选、调查标绘、路径编辑、路径穿越区域统计、工程量计算、技经提资单输出、路径方案及平断面图导出。  电气设计主要实现杆塔规划、优化排位、电气校验等功能。(1)利用系统数据库中建立的杆塔库、导地线库,并结合路径设计的资料成果,电气专业可以开展杆塔规划和导地线选型,提出符合工程实际塔型规划表,选定所需导地线型号、分裂数和各项参数;(2)开展优化排位,电气设计

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