利用高清影像地圖精確計算輸電線路工程人力運距

張 鯤

(中國電建集團貴州電力設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002)

0 引言

隨著國民經濟的發展，工農業及居民日常生活對電力供應的需求日益增加，這使得電網建設進入了高峰期，因而各地電網投資也不斷加大，如何控制輸電線路造價也就成為亟待解決的問題。而人力運距對輸電線路的造價影響較大，在以往的工程建設中，一般根據地形圖量出各段線路距離公路的直線距離乘以彎曲系數，再加權平均求得人力運距，但由于地形圖年代久遠，目前已有的公路不能在圖上體現，且地形劃分不夠準確，故計算結果與實際存在一定的偏差，進而影響了工程造價的合理性。本文提出利用高清地圖精確計算各段線路距離公路的直線距離，并根據等高線準確劃分各段線路地形，加權平均求得人力運距，既提高了預算編制的準確性，又提升了工程造價管理水平，達到了控制工程成本的目標，實現了造價最大效益化，在具體實踐中應根據工程不同階段的精度要求，選擇相應的影像圖源，可研階段對人力運距的精度要求較低，公開的航天影像時效性和現實性較差，對人力運距計算引起的誤差較大，可在可行性研究階段選用；初設階段需對可研路徑進一步優化，因此應選用航測影像；施工圖階段則應選用低空影像來確定施工路徑，節儉工程造價。

1 人力運距的計算方法

在確定運輸地形時，應按運輸路徑的實際地形來劃分，人力運輸的路徑可以參考工程地形[4-7]。

人力運距的計算公式為：

式中：Yj為平均距離(km)；Rj為各段線路材料量；Lj為各段線路材料的人力運輸直線距離；K為彎曲系數。

其中各段線路材料量以各段線路長度為代表：彎曲系數指受地形、地勢和地面障礙物等影響，運輸路徑中發生彎曲，包括上坡、下坡、盤山道路以及一處卸料向數基桿塔分運等，是運輸實際距離與直線距離之比。彎曲系數不等同于地形增加系數，地形增加系數是指線路沿線地形地貌非平地發生變化，引起施工難度增加而調整的系數。人力運輸彎曲系數參考表1[8]。

表1 彎曲系數

由于人力運輸路徑大多數是從公路或河流向線路橫向運輸，路徑中常遇平地和相對便于運輸的其他地形，幅度中的上下限可視實際運輸路徑情況而定。

2 輸電線路中各種地形的定義

在輸電線路設計及施工過程中，會遇到各種地形的劃分如丘陵，一般山地，高山峻嶺等，各種地形的劃分方法如下：

平地——地形比較平坦廣闊，地面比較干燥的地帶，見圖1。

丘陵——陸地上起伏和緩，連綿不斷的矮崗、土丘，水平距離1 km以內地形起伏在50 m以下的地帶，見圖2。

山地——一般山嶺或溝谷等，水平距離250 m以內，地形起伏50～150 m的地帶，見圖3。

高山——人力、牲畜攀登困難，水平距離250 m以內，地形起伏150～250 m的地帶見圖4。

峻嶺——地勢十分險峻，水平距離250 m以內，地形起伏250 m以上的地帶，見圖5。

泥沼——經常積水的田地及泥水淤積的地帶，見圖6。

沙漠——地面完全被沙所覆蓋、植被非常稀少、雨水稀少、空氣干燥，在風的作用下地表會變化和移動，晝夜溫差大的荒蕪地區，見圖7。

3 人力運距計算實例

3.1 可研階段人力運距的計算

在可研設計階段，對人力運距的精度要求不是太高，可選用公開的航空影像來計算人力運距，本文以某110 kV新建工程施工圖路徑為依據，利用谷歌公開的衛星影像圖及公開的30 m高程，利用軟件生成平斷面，排位后按塔計算該線路工程的人力運距，其路徑圖及各塔位到公路的直線距離，見圖8。

根據上文所述地形劃分方法可從衛星地圖得知該線路全線地形為平地，故全線彎曲系數取1.1，線路各段材料量用各段線路長度表示，則該線路的人力運距求解，見表2。

根據計算，該線路的平均人力運距為163.3 m，考慮到從圖上量得的各塔位到公路的直線距離與實際距離的偏差及地形劃分的偏差，該線路的人力運距取200 m，與用1∶10 000的地形圖計算結果300 m相比減少了100 m，較大地節約了本體工程的投資。

表2 某工程路徑人力運距計算過程

3.2 初步設計、施工圖階段人力運距的計算

初步設計、施工圖階段需對可研設計路徑進一步優化，因此應選用更高精度的影像文件來確定路徑，本文以某220kV新建線路工程路徑為依據，利用衛星影像圖，計算該線路施工圖階段的人力運距。路徑圖及各塔位到公路的直線距離見圖9。

根據上文所述地形劃分方法可從衛星地圖得知該線路全線地形為一般山地，故全線彎曲系數取1.3，線路各段材料量用各段線路長度表示，則該線路的人力運距求解見表3。

根據計算，該線路的平均人力運距為844.3 m，考慮到從圖上量得的各塔位到公路的直線距離與實際距離的偏差及地形劃分的偏差，該線路的人力運距取900 m，與用1∶10 000的地形圖計算結果1 100 m相比減少了200 m。通過對實際的線路路徑進行對比分析，根據衛星地圖對塔位直線距離進行測算，結合地形起伏高度量化指標對工程地形進行規范劃分，采用科學方法對本工程的人力運距進行計算，得出的結論比可研估算值更為精確，相關指標與可研階段相比大幅降低[1-3]。

表3 人力運距計算表

續表3

4 結語

隨著5G時代的到來，數字化技術必將在電網建設中發揮重要作用，國家電網及南方電網都提出了打造數字智能電網的目標，在不遠的將來，利用三維軟件平臺導入矢量地形圖等地理信息數據，通過程序自動劃分地形數據，識別線路路徑到公路的距離，就能快捷精確地計算出線路人力運距。據此可以得出，運用高清地圖規范劃分工程地形地貌，采用科學的方法計算輸電線路工程的人力運距，既提高了概算編制的準確性，又提升了工程造價的管理水平，達到了控制工程成本的目標，實現了工程造價效益的最大化，為建設環境友好、資源節約型綠色電網提供了堅實保障。