三維建模在輸電線路日常巡維中的應用探究

黃智明

摘要：隨著社會的發展，用電需求量不斷上升，使得輸電線路的建設規模也在不斷擴大，要想有效滿足用戶的用電需求，就必須提高輸電線路建設質量，做好日常巡維工作，以此來提高輸電線路建設水平。文章分析了三維建模在輸電線路日常巡維中的應用。

關鍵詞：三維建模；輸電線路；日常巡維；電力系統；用電需求 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM75 文章編號：1009-2374（2016）34-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.029

輸電線路在電力系統中發揮著十分重要的作用，為廣大用戶提供電力能源，輸電線路的運行維護工作至關重要，做好巡維工作才能確保其運行質量，巡維過程中的最關鍵是要把握好巡線路徑，同時對巡維結果進行有效處理。

1 輸電線路巡維的路線以及結果分析

對于輸電線路巡維工作來說，路徑的確定十分關鍵，也是巡維開展的前提和基礎。因為輸電線路架設所處的地理環境相對復雜，例如高海拔山區、地形崎嶇的地域等，惡劣的地形條件、氣候因素為巡維工作的開展帶來了困難。在復雜的地形條件下，巡維人員無法及時發現地面障礙物、標志物等，無法準確、有效地確定巡維路徑，同時因為沒有有效的路徑記錄方法，可能導致巡視路徑被遺忘。做好巡維結果的科學處理，這也是一項必需工作，發揮著對巡維工作集中分析、總結作用。可以將巡維結果實施有效地分類、處理，以此來為巡維工作者提供實時的信息，從而明確線路具體的運行狀態，傳統的數據記錄、統計方法通常選擇Word、Excel軟件，依靠其做好巡維結果的統計與處理。然而這兩大軟件在數據記錄與處理方面存在一定的局限性，處理過程也不夠靈活，對應的信息數據也相對粗糙、不夠精準。在這種狀態下，有必要引入三維建模軟件，將巡維線路、路徑等輸入此模型，創建一個更加清晰、細致的巡維地圖，從而協助相關的巡維工作者來探尋巡維路徑，將相關的數據信息輸入模型中，從而實現巡維結果的有效處理，確保巡維人員更加精準地掌握信息。

2 正確選擇建模軟件

為了提高建模質量，應該優選合適的建模軟件，此次優選GoogleEarth軟件、Sketch Up軟件。前者屬于虛擬的地球儀軟件，來自于Google系統研發，此軟件的工作過程為：將衛星圖片、地理定位系統、航空圖片等安裝于相同的三維模型中，從而發揮桿塔定位、編定巡線等作用，也能為輸電線路的假設與布置創造一個載體。同普通的軟件對比起來，GoogleEarth具有以下優勢：

第一，能夠提供地球范圍內每一個地域、每一個地理環境的地貌概況、地形圖片等信息。然而，其他的地圖軟件則僅僅針對于某一地理位置，來提供對應的衛星圖片信息，無法從宏觀上觀測該地形的海拔高度、相對高度等信息。此軟件能夠供應一個三維模型圖，其中既包括衛星圖又指明了相關的地理數據、空間信息等。GoogleEarth軟件奠定了一個基礎，為建筑模型軟件的進一步搭建創造條件。

第二，為經緯度定位創造條件。有了此軟件，就能夠更加準確地鎖定一個地理位置所處的經緯度。此處創建一個輸電線路的三維模型，其中涉及到桿塔位置的選定，從而創建一個較為準確的線路模型。

第三，靈活性強、可塑性強。GoogleEarth唯一的缺點是：對建筑物無法創建三維模型，對于此問題則需要圍繞SketchUp加以解決，依靠其創建一個三維模型，再將其傳輸至GoogleEarth，在其中來逐步調整相關的地形圖信息、地貌狀況信息等，通過這種方式來創建目標模塊。

與GoogleEarth相對應的另一款軟件：SketchUp屬于全新的一類軟件，能夠用來創建3D模型，并對應進行展示。此軟件操作簡單、易用，為工作人員的三維思考、三維想象創造便利條件，屬于一款設計類軟件，能夠用來創作設計方案，其中展示出了設計者的想法、構思等，同時也能用來同用戶進行交流，為用戶提高了更加清晰、直接、方便的構思，屬于三維建筑設計的有效工具，為用戶提供了一個便利的線條繪制條件。

更重要的是，SketchUp能與GoogleEarth同步互動、有效交流，前者可以及時、準確地收到來自于后者的相關數據信息，例如地形圖信息、地貌信息等，同時也能依托于GoogleEarth創建其他模型。

3 創建模型

下面將圍繞500kV輸電線路，創建一個線路模型，具體的模型創建要執行三大環節：

3.1 桿塔定位

根據平時的線路巡查情況，對應科學地測出500kV輸電線路的桿塔具體位置，明確其坐標。利用GoogleEarth軟件的特殊地理位置標識作用，將桿塔的具體地理定位信息，標識在地圖模型中，這其中最關鍵的工作就是桿塔中心樁的科學定位，為線路建模創造條件。

3.2 桿塔三維模型的創建

啟動SketchUp軟件，發揮其三維建模作用，仔細參看桿塔設計圖，創建一個三維模型圖。

3.3 將已創建的桿塔三維模型進行傳輸操作

將已創建的桿塔三維模型進行傳輸操作，使其處于GoogleEarth上，達到建模目的。

因為這兩款軟件之間能夠進行有效互動、相互配合，所做的具體工作為：參照軟件中桿塔定位，將桿塔模型傳輸至合適位置，從而創建起兩款軟件同步運行的輸電線路模型，具體如圖1所示：

分析以上三維模型，可以清晰、明確地觀察到輸電線路所處地域范圍內的地理條件，例如地形特征、地貌信息，線路之間的位置關系等。

4 三維建模在輸電線路日常巡維中的應用

三維模型的創建為輸電線路布設結構、敷設狀況、運行情況等的觀察提供了有效途徑。然而，三維建模的功能絕非局限于此，更重要的是它有效地解決了巡維工作中的問題，例如巡線路徑的走向、巡線結果處理等。

4.1 模型內創建巡線路徑

利用GoogleEarth不僅能夠清晰地呈現出輸電線路所處地域環境四周的地形、地貌，也能將輸電線路四周的路標、路況信息等呈現出來。基于GoogleEarth的這一優勢功能，輸電線路運維工作者則享受到了巨大的便利，能夠確保其及時發現一條巡線路徑，適合輸電線路的敷設。然而，此模型也有一定的弱點，體現在該模型呈現出的圖片通常拍攝較早，無法隨著實際路況的變化而更新，存在一定的滯后性，現實環境中所開辟的路徑無法適時地在模型圖中顯示。同時現實路況中一些細小、細微的環節，該模型也無法清晰地顯示。

所以，要想充分發揮此模型的功能與作用，就應該依托于此模型，自行繪制一個巡線路徑圖，為了獲得一個精準、清晰的巡線路圖，首要任務是測量巡線路徑中不同點所處的經緯度，對應得到不同輸電線路桿塔所在位置以及線路敷設路徑。

實際工作過程中，將實體道路中不同關鍵點所處的地理經度、緯度等做下記錄，依靠此記錄對應在GoogleEarth中繪制出路徑圖，通過這種方式就能將巡線路徑通過簡明方式繪制出來，從而為巡線工作的開展提供指導，減輕巡線工作人員的工作量和負擔。

此外，巡維工作者也能參照巡線具體的路徑圖來對應制定巡維計劃，可以將距離較近的桿塔設置在一起，組織巡維工作，以此來優化人力資源的分配，節省人力成本，高效完成工作。

4.2 巡維結果的有效處理

傳統的輸電線路巡維工作中，通常選擇紙張記錄或者依靠Word、Excel等Office系統來進行巡維數據的記錄、統計、分析與處理，這些數據處理軟件為巡維結果的計算帶來了便利，然而卻存在局限性。將三維建模應用在輸電線路日常巡維中，實現了輸電模型同巡維結果處理的融合，可以為各個鐵塔創建一個運維數據庫，為巡維結果的計算、分析與查詢提供更加便捷的條件。

選擇html語言，為各個基塔創建數據庫，要想具體觀察不同桿塔的情況、地理位置、相關信息等，只需點擊此桿塔所在的地標。憑借線路模型就能夠對巡維結果做出更為科學、細致、深入的分析與處理。

5 結語

三維建模作為一種新型的建模軟件，能夠有效支持輸電線路的日常巡維工作，然而實際應用中依然存在局限性，一些功能依然有待于延伸和發展。應該加大研究力度，逐漸完善該建模軟件的功能。

參考文獻

[1] 陽鋒，徐祖艦.三維激光雷達技術在輸電線路運行與維護的應用[J].南方電網技術，2009，3（2）.

（責任編輯：蔣建華）