三維數字化移交在青藏直流工程中的應用研究

劉 皓1 ，肖少輝2 ，李 鵬1 ，周 敏2 ，尹華政2

(1. 國家電網公司直流建設部，北京 100031；2. 北京洛斯達科技發展有限公司，北京 100120)

三維數字化移交在青藏直流工程中的應用研究

劉 皓1 ，肖少輝2 ，李 鵬1 ，周 敏2 ，尹華政2

(1. 國家電網公司直流建設部，北京 100031；2. 北京洛斯達科技發展有限公司，北京 100120)

青藏直流工程所經區域平均海拔4500m，最高海拔達5300m，還要穿越長約500km多年凍土區，是世界上在這種海拔高度上運行線路最長、施工難度最大的輸電線路工程。作為國家重點工程，國家電網公司以打造精品工程為目標，積極推動三維數字化移交應用。通過該項應用研究，提供了一個統一規范的三維數字化平臺，節省了軟件開發及海量數據建設費用。該項應用研究是基建標準化的集中體現，是智能電網統一標準、統一建設的具體應用，是提高跨區電網建設精益化管理水平的集中體現。

三維數字化移交； 青藏直流；統一標準；智能電網。

1 研究背景

青海格爾木至西藏拉薩±400kV直流聯網工程(以下簡稱青藏直流工程)所經區域平均海拔4500m，最高海拔達5300m，還要穿越長約500km多年凍土區，是世界上在這種海拔高度上運行線路最長、施工難度最大的輸電線路工程。作為國家重點工程，國家電網公司以打造精品工程為目標，積極推動三維數字化移交應用。

通過三維數字化移交在青藏直流工程中的應用，以信息化手段輔助工程本體移交管理，可實現管理方式的創新，工程建設的信息化和標準化，為提高工程精益化管理水平及加快統一堅強智能電網建設提供堅實的信息化支撐。

2 研究內涵

青藏直流工程包括變電站和線路工程兩部分，此次“三維數字化移交”應用研究的范圍為青藏直流工程的線路工程部分。從空間角度講，包括線路部分、接地極部分、中繼站部分及沿線的地形地貌等；從時間維度講，貫穿線路工程的設計、施工、運行三個階段。

三維數字化移交應用通過三維模擬場景的方式，以1:1比例展示真實線路的信息，可直觀觀察現場三維場景中的設備、設施以及地形地貌等，并可將三維設備設施模型與設計圖紙、設計參數、施工信息、竣工圖紙等資料通過統一的數據規約與展現平臺，隨實體工程一起進行移交。

圖1 三維數字化移交應用流程

三維數字化移交在青藏直流工程中的應用目標如下：

(1)采用三維可視化技術，實現線路建設成果的三維可視化，真實再現工程現場環境。

(2)通過“三維數字化移交”的應用，建立統一的展現平臺，對青藏直流工程建設各階段信息成果進行統一、科學的管理。

(3)通過“三維數字化移交”的應用，為青藏直流工程的運行提供科學、全面的數據積累和信息化服務。

(4)為實現青藏直流工程“打造精品工程”的目標及更好的服務于堅強智能電網的建設提供強有力的信息化支撐。

3 應用流程

為保證移交的深度與全面性，三維數字化移交工作需在國家電網公司及青藏交直流聯網工程建設總指揮部的領導，按以下固定流程開展：

4 研究內容

在青藏直流工程中，三維數字化移交的主要內容包括：基礎地理數據移交、三維建模移交、設計資料移交、施工過程數據移交及展現平臺移交。

4.1 基礎數據移交

在項目實施過程中，收集基礎地理信息數據進行再處理；在工程移交階段，項目實施單位將處理結果作為三維數字化移交成果之一移交給業主單位，其移交內容主要包括：衛星影像和航片，數字高程模型(DEM)及其他基礎地理信息數據(如行政區劃信息)。

4.2 三維建模移交

三維模型包含以下內容：

桿塔及絕緣子模型(包括接地極線路)依據設計院提供的桿塔結構圖、基礎圖紙，按照1:1的比例繪制三維桿塔模型。

線路走廊交叉跨越及注記模型依據設計院提供的線路走廊平斷面圖，應包含沿線重要電力線、主要的道路、鐵路、河流等信息，注記交叉跨越物名稱。

接地極極址模型依據設計院提交的施工圖紙，按照1:1的比例對接地極極址地上電氣部分以及外圍圍墻、附屬建設物等建立模型。

中繼站模型依據設計院提交的施工圖紙，按1:1的比例建立中繼站機柜外觀模型。

4.3 設計資料移交

在應用過程中，三維數字化移交應提供線路工程相關的各種設計資料，涵蓋初步設計階段、施工圖設計階段及竣工圖階段。

初步設計階段，提交的資料主要包括設計總說明書、專題報告、水文氣象報告書、設備材料清冊、各專業圖紙及概算書等。

施工圖設計階段主要提供線路部分、接地極極址部分、中繼站部分的各種設計資料。

竣工圖階段主要提供線路部分、接地極極址部分、中繼站部分的各種竣工資料及設計變更資料。

4.4 展現平臺移交

三維數字化移交展現平臺采用先進的NSCGlobe技術開發。以“數字地球”為載體，將數字化移交的各種成果在該平臺下進行統一地展現與管理，為線路的運行管理提供了一個科學、直觀的信息平臺。

平臺包含三維可視化、設計檔案管理、模型參數管理、飛行漫游、設計變更管理、設計校驗、工程概況播放、查找定位以及其他相關功能模塊。

圖1 設計參數管理

圖2 工程概況播放

5 效益與創新

(1)通過“三維數字化移交”在青藏直流工程中的應用，可產生一系列經濟及社會效益：

①重復利用前期各階段積累的各種資料和信息，通過統一規范規約，建立三維數字化移交平臺和數據庫，直接提交運行管理單位，為線路運行維護服務，防止重復建設，節省海量數據建設投資；

②提供擴展功能接口，各類運行維護管理系統均可在三維數字化移交平臺基礎上進行開發，可節省大量軟件工程建設投資；

③三維數字化移交按照統一要求，統一規約進行，將對在整個國家電網公司系統信息化建設所需要的協調性、一致性和完整性起到示范作用，在信息化工作統一管理上產生示范管理效益；

④數字化移交工作過程中，進一步完善數據規約、技術平臺規范和接口規范等，加強數據、信息管理的標準化和規范化，加強數據生產流程的標準化；

⑤實現施工管理向上承接前期設計階段，向下承接運行維護階段，為全過程精益化管理提供回溯機制；

⑥青藏直流工程屬于國內外高度關注的重點工程，通過數字化移交的開展，將國家電網公司“三節約”、“兩型三新”等精神擴展到整個工程建設中，具有積極的社會示范效益。

(2)相對在寧東至山東±660kV直流輸電示范工程中的應用特點，“三維數字化移交”在青藏直流工程中的應用中精益求精，具有其獨特的創新點：

①相對寧東至山東±660kV直流輸電示范工程，移交資料包含了初步設計階段的資料，將移交范圍前移到設計階段。

②在三維數字化移交中完善了“設計校驗”的功能要求，電力模型結合高精度的地形和影像數據，可對高程敏感的設計成果進行校驗，減少設計變更次數，豐富了三維數字化移交的應用內涵。

③在部署方式上，實現單機版向服務器版本的升級，將海量數據部署在服務端，簡化了用戶部署的難度，節約了用戶的磁盤空間，提升了系統性能。

④“三維數字化移交”在技術上可整合換流站成果，實現了移交成果視覺展示上的統一。

6 總結

“三維數字化移交”在青藏直流工程中的應用是在寧東至山東±660kV直流輸電示范工程中初次應用后，對該項技術的檢驗和擴展。通過該項應用研究，提供了一個統一規范的三維數字化平臺，節省了軟件開發及海量數據建設費用。該項應用研究是基建標準化的集中體現，是智能電網統一標準、統一建設的具體應用，是提高跨區電網建設精益化管理水平的集中體現。

[1]國家電網公司建設部，輸電線路工程信息三維數字化移交規范(報審稿)[S]．

[2]國家電網公司，輸變電工程應用海拉瓦技術內容深度規定[S]．

[3]范光甫，朱中耀，蔣榮安．三維數字化電網解決方案[J]. 電力勘測設計，2005，(1)．

[4]高毅，袁敬中，馬志偉， 萬明忠．基于海拉瓦技術的輸電下線路施工管理數字沙盤系統的開發與應用[J]．電網技術，2007，(21)．

[5]石華軍，萬明忠．三維地理信息系統與電網數字化管理[J]．電力勘測設計，2004，(3)．

Application of 3D Digital Handover to DC Project in Qinghai-tibet

LIU Hao1, XIAO Shao-hui2, LI Peng1, ZHOU Min2, YIN Hua-zheng2
(1. State Grid Corporation of China , Ltd., Bejing 100031, China;
2. Beijing North-star Technology Development Co., Ltd., Beijing 100120, China)

The average altitude of the Area passed by Qinghai-Tibet DC Project is 4500 m,and the maximum altitude is about 5300 m,the project also pass through permafrost regions of about 500 km,it is the world’s longest, the most difficulty construction transmission line project running in such high altitude.As a national key project,State Grid Corporation actively promoted the Application of 3D digital handover to create fine works.Through the Applied Research,it provides a accordant standardized 3D digital platform,saving huge amounts investment in software development and data construction.The Applied Research is the concentrated expression of infrastructure standardization,it is the specific application of the Smart Grid unified standards and unified construction,it is the concentrated expression of raising lean management level of large interconnected power construction.

3D digital handover; Qinghai-Tibet DC Project; accordant standard; Smart Grid.

TM75

B

1671-9913(2012)02-0062-04

2012-04-12

劉皓(1973- )，男，碩士，高級工程師，主要從事直流工程建設管理工作。