輸電線路數字化選線技術分析及應用

王鳳凱

（天津市泰達工程設計有限公司，天津 300457）

0 引言

線路選線是輸電線路設計中的重要環節，也是線路勘測階段的重要內容之一。線路選線是否合理直接關系到線路的經濟技術指標，既影響投資，也影響施工質量、運行安全等。傳統的選線方式存在地形圖陳舊、商業遙感數據價格昂貴且處理繁瑣等問題。圖上選線是最常用的傳統選線方式，先以中、小比例尺地形圖為基礎進行粗選，再通過現場踏勘調整來細化、優化路徑。目前高壓輸電線路選線所使用的基礎地形圖一般為1∶50000地形圖，成圖年代早，現勢性差，無法反映設計時的地面現狀，而且不直觀，圖幅大小有限，很難保證選線質量和一次性選線的成功率，造成線路選線工作效率低、成本高。

針對以上問題，本文使用多地圖軟件結合道亨三維設計平臺軟件的方式進行輸電線路的數字化選線、路徑優化等工作，從而提高選線效率和質量，使路徑走向更加合理、直觀。

1 工程地區概況

某工程沿線地區地形平坦，地面高程一般為0.50~4.00 m（1985年國家高程基準），水系發育較好，多分布溝、塘、渠，交通條件較便利。沿線地區的地貌單元為濱海平原，海拔1000 m以內，最高氣溫40℃，最低氣溫-20℃，基本風速27 m/s，覆冰5 mm。線路路徑長35.8 km。

2 選線過程

2.1 坐標的選取

將工程所在地區搜集的控制點坐標，設置到多地圖軟件的關聯點轉換坐標系統中，輸出線路所在地路徑范圍內的CAD圖形。輸出圖紙坐標可以為北京54、西安80、大地2000和經緯度坐標系。通過前期控制點搜資，搜集到本地區的控制點坐標系為大地2000坐標系，因此本次輸入輸出圖紙以大地2000坐標系為底圖。

2.2 現狀站點及線路路徑布置

通過多地圖軟件獲取該地區的多種高清衛星影像[1]，從中選擇最清晰的影像作為工程所用底圖。參照之前設計的該地區電力工程資料，在其底圖上尋找并標注變電站位置和線路桿塔位置，落實現狀線路路徑走向。現狀路徑如圖1所示。

圖1 現狀路徑

2.3 導入相關規劃資料

利用關聯點坐標，將設計線路周邊規劃路網、管線、鐵路等資料導入至多地圖軟件中，作為路徑選擇及避讓的依據[2-3]。

2.4 優化路徑

結合多地圖，對路徑及周邊地形地貌、拆除工程量、重要交叉跨越、臨時施工道路等多角度進行對比分析，合理優化本工程路徑[4]。將優化后路徑導出kml文件，以備三維設計平臺使用。優化后路徑如圖2所示。

圖2 優化后路徑

2.5 現場踏勘

路徑優化完成后，利用手機GPS定位功能對工程有針對性地進行快速現場踏勘，核實設計方案是否準確[5]。

2.6 三維設計平臺塔位布置

將工程所在地區的地圖數據和高程數據導入道亨三維設計平臺軟件中，并將其氣象條件、導地線、絕緣配置、桿塔、桿塔基礎等信息輸入至軟件中。全部輸入完成后，將多地圖軟件導出的優化后路徑kml文件導入至道亨三維設計平臺軟件中，以此作為路徑進行人工排塔和自動排塔，排塔完成后，通過道亨三維設計平臺軟件自動校核線路的各種條件。校核后若不滿足要求，需人工調整直至滿足要求，并進一步由人工對塔位和交叉跨越距離進行復核及調整[6-7]。校核重要交叉鉆越情況如圖3所示。

圖3 校核重要交叉鉆越

3 通道清理數據統計

在初步設計階段往往很難精確估算通道內房屋、障礙物的清理量，但其在輸電線路工程量中的占比越來越大，因此精確統計通道內的障礙清理量非常重要[8-12]。本次設計在道亨三維場景與多地圖二維場景結合的情況下對通道內的障礙物進行統計分析，通過三維場景查看障礙物拆除量（如圖4所示）。

圖4 三維場景查看障礙物拆除量

利用道亨三維平臺軟件可以直觀地查看障礙物及數量，同時利用多地圖軟件進行記錄及統計，結果如表1所示。相比之下，優化后路徑比可研路徑減少砍伐樹木224棵，減少房屋拆除10處。

表1 通道清理數量對比

通過本次設計可知，利用多地圖軟件及道亨三維設計平臺軟件進行輸電線路的選線工作完全可行且高效。與傳統的選線方法相比，不僅提高了選線效率，可準確統計通道清理及賠償數量，同時還可以使電網勘測、設計更有效、更直接，從而為編制進場道路、施工墊土量等方案提供依據。