基于海拉瓦全數字化攝影技術的超高壓輸電線路施工技術探討

黃正煌

（四川電力送變電建設公司，四川 成都 610000）

1 海拉瓦技術的組成

海拉瓦技術中使用到衛星、飛機、GPS等手段。利用這些高科技手段可以對影像資料進行一系列處理，經過處理可以繪制出正射影像圖、數字地面模型以及三維景觀圖。這些圖將會被輸出，輸電線路設計的工作人員可以充分的使用這些資料，因此可以避開危險的地質條件，遠離新造的房屋等不利的條件。使用海拉瓦技術可以跳出傳統設計方式缺點的禁錮，可以科學的選取路徑，將線路長度減少。同時，工作量會大幅度減少，效率也就自然上升。海拉瓦技術中涵蓋了電子化移交技術、信息化技術、三維可視化技術以及全數字攝影測量技術。使用這些技術可以順利實現電子移交、信息化管理等目標。圖1是海拉瓦系統工作關聯圖。

圖1 海拉瓦系統工作關聯圖

1.1 電子化移交技術

在電網輸電線路工程中，業主或檔案室會收到計竣工圖紙等材料。這些材料會以光盤或者紙質的方式被傳送。電了化移交技術有其固定的流程，利用可以順利實現來信息、數據的進一步利用與快速移交。

1.2 信息化技術

信息化技術是一項綜合性技術，目前已經被廣泛的應用到通信技術和計算機技術中。可以說海拉瓦技術在輸電線路工程中的使用離不開信息化技術的輔助。

1.3 三維可視化技術

三維可視化技術一般會和信息化技術“并肩作戰”，二者的合作可以對用戶提供結果，同時也可以實現交互處理。三維可視化技術讓管理工作和讀圖設計變得更加直觀。

1.4 全數字攝影測量技術

全數字攝影測量技術的優點主要在于可以對三維地表模型做出了真實、詳盡的表達。該技術主要使用地理信息系統技術、遙感技術來完成數字化的表達。目前，全數字攝影測量技術已經被廣泛的使用于輸電線路工程中，使得輸電線路工程得到更大的優化和改進機會。

2 海拉瓦技術在輸電線路工程中的應用

2.1 立體影像

立體的海拉瓦熒幕效果會在特殊眼鏡的輔助下被全面的展示出來，展示的內容包括地形和地面。利用立體影像可以方便的獲得到三維坐標和其他數據，因此塔基地形、風偏實測、電力線交叉跨越落實的準確性就會得到保障。

2.2 數字地面模型

利用數字地面模型可以順利的實現路地形信息數字化，這樣就可以進行土石方量的計算。

2.3 正射影像路徑圖

正攝影像路徑圖可以找出一條路途最短，跨越少的線路，利用此路徑可以讓勘測人員在野外工作時馬上尋找出塔位。

3 海拉瓦技術在超高壓輸電線路施工技術中的使用

3.1 在輸電線路工程基礎施工與現場布置中的使用

這一階段離不開三維平臺的輔助，應用此平臺不僅可以實現數據的精確，同時相應實用功能的開發也會實現。分辨率高的三維模型和影像會在每基鐵塔周圍形成，這樣塔基附近的情況就會被清晰的顯示出來，同時量測也會更精確。在此基礎上，完成線路復測就很容易了，因為樁位的經緯坐標、平面坐標值以及計算和量測功能都給線路復測提出了條件。在此場景中，詳細的說明會出現，場景繪制圖形、基降位移模擬等也會提供。讓海拉瓦技術的相應功和三維場景融合，可以方便項目部和施工隊選擇地址。此外，歷史檔案可以進行系統的儲存。

3.2 在輸電線路組塔施工中的使用

當選擇組塔施工方案時，海拉瓦技術會為其提供一定的依據。該技術會對實地情況作出綜合性的分析，因此選擇的方案就會更加具有針對性。同時，該技術通過動態模擬來對鐵塔組立的過程作系統的展示。在場景中，對線的斷面可以做到隨意的提取，也可以提供精度參數。在組塔施工階段，對線路數字化檔案進行深一步的改進，將施工單位的具體要求考慮在內，這樣就可以為組塔施工提供更多的服務的內容。

3.3 在架線及其附件安裝中的使用

在架線及其附件的安裝中需要考慮許多因素，比如：場地條件、地形條件以及空間位置，而海拉瓦技術可以對這三項進行三維場景的模擬，因而能將其形象的展示出來。施工單位的要求是在使用海拉瓦技術時必須緊緊圍繞的一個中心。海拉瓦技術不僅要提供各種設計資料，更要配備工程現場的軟件以及承擔數據生產工作的重任。工程施工的組織與管理要用到此階段的成果。

4 海拉瓦全數字化攝影技術的具體使用

4.1 “荊孝工程”對海拉瓦全數字化攝影技術的使用

海拉瓦全數字化攝影技術在“荊孝工程”中得到了應用，該技術為三峽外送后續工程的設計提供了條件。“荊孝工程”的起點是荊門變電所，終點是孝感變電所，電壓等級是500kV。整個過程的線路長度達173km，由于馬良跨越漢江，為大跨越，因此除了此地外，其與工程的區域均采用單回路設計。工程的地形主要是丘陵，占到65%，其余是平地、山地以及沼澤。選線設計、初步設計和施工圖設計都用到了海拉瓦全數字化攝影技術。

路徑優化。馬良跨越北方案是首選的路徑方案，馬良跨越南方案和王家灘跨越南方案是備選的的。馬良跨越北方案經過了海拉瓦技術的全面優化，此外不僅進行了室內路徑的優化，而且還進行了室內優化拍桿定位。

“荊孝工程”有大轉角21個，小轉角32個。海拉瓦技術在此過程中得到了全面的使用，比如：規劃路徑走向、避讓房屋、對林木有一定的保護、交叉跨越障礙物。同時，對少數耐張段實施二次優化，對少數轉角塔的位置也進行了調整。整個工程堅持的原則是：以線為主，線中有位，以位正線，這樣工程才能精益求精。

工程中會遇到許多危險地方，如滑坡、險灘、爆炸區、洪水區等。此時，使用海拉瓦技術可以通過航空攝影、衛星圖片獲得攝影信息，進而完成測量與研究。尤其是在復雜的山區地段，使用該技術可以簡易平斷面圖，此后進行桿塔優化排位。

方案修改涉及到：（1）避讓京山縣吳嶺鎮的安家畈。（2）經過太子山林場段避讓主要林區。（3）避讓云夢縣曾店鎮的新蓋的民房。路徑方案優化方面。J18—J22這一段均山地丘陵，需要避讓10個水庫。原來的計劃中，跨水庫檔距在J18處很大，后來進行了調整，使得線路向右側移動了50m左右，使得跨越水庫的桿塔找到塔位。在J19處多林場。要跨越太子山就必需找到好的地形。使用海拉瓦立體模型找到了好的地形，該地樹木少，從這里進入山區不需要使用大跨越塔，此外還可以控制跨越檔距，避開了樹木密集區域，找到最佳位置。

減少跨越樹木的數量，降低桿塔的使用高差系數是過程的要求，因此進行了一系列調整，比如：J19和J20位置的調整。經過調整后的線路從3個山坡的樹林邊緣經過，左側有樹的線路只有2km，跨樹長度和線路長度都減少了，見表1。

表1 J18—J22段的方案優化前后的比較

成果和效益。使用海拉瓦技術使得“荊孝工程”取得了以下成果：（1）縮短線路的長度，減少資金投入。預選線階段路徑長度是174.6km，優化后的長度縮短了2.24%，為170.673km。（2）拆遷房屋數量變少，采用路徑優化后主要避開了許多居民區。，本工程路徑左右兩側各17m內共跨越房屋143棟，包括7棟樓房和136棟平房。方案優化后拆遷的房屋量減少了42棟。（3）耐張塔數量減少，經過計算發現，路徑優化后所用非直線塔數量減少了4基。預選線轉角次數為42次，共使用耐張塔25基。進過優化后，轉角53個，但使用直線小轉角型轉角塔32基，使用耐張型轉角塔21基，其中包括30°內的轉角20基。（4）砍伐樹木減少，保護了樹木和環境。砍伐樹木減少和拆遷房屋量的減少以及林區的跨度減少有直接的關系。

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[2]萬里祿.超高壓輸電線路施工中海拉瓦技術的應用[J].中國新技術新產品，2009（22）.

[3]障兆祥.海拉瓦技術及其在電網建設全過程的深化應用[J].能源技術經濟，2010（12）.