移動智能終端在輸電網三維設計中的應用

摘要：通過將移動智能終端與三維智能設計技術相結合的方法，可實現高效的數據采集和資源整合。本文就對移動智能終端在輸電網三維設計中的應用相關內容進行分析，以供參考。

關鍵詞：輸電網;三維智能;設計;移動終端

1移動終端及電網三維智能平臺技術分析

移動互聯網的高速發展，3G、4G通信技術與云計算技術的結合，使得移動智能終端發生了革命性的變革。將智能終端用于輸電網三維輔助設計已成為未來的發展趨勢。目前，移動智能終端與無線互聯網相結合的技術已成熟，多種終端產品已應用到生活中的各方面。移動智能終端、GPS、無線互聯網等技術與GIS的結合，拓展了GIS的應用領域。我國電力系統規模日益擴大，輸電網的規劃設計也日益重要。輸電網的設計業務主要包括項目規劃、前期可行性研究、初步設計及施工圖設計等環節。由于輸電網設計業務的特殊性，在線路路徑初設和施設階段，需要野外沿線踏勘或重點踏勘，因此對輸電網三維智能設計技術移植到移動終端有迫切需求。電網移動三維智能設計平臺具有智能選線、桿塔智能排位、高度共享數據等功能特征，能方便地進行矢量地形數據管理、電網多階段數據管理、遙感影像數據管理、設計選型數據管理，并在輸電網設計中通過進行專題數據集成及應用、空間分析、三維展示實現信息資源高度共享。

2移動智能終端在電網三維設計的應用

2.1基礎數據采集

基礎數據是電網設計的重要決策資料，設計人員在進行規劃、可研、初設及施設過程中都要參考采集的基礎數據輔助決策。原有的輸電網設計方式是設計人員到野外現場采集數據，在現場用紙筆記錄，回去后再錄入系統。此種工作模式效率低且錯誤率高。將移動智能終端應用于電網設計業務，可在野外精準定位當前位置，實時采集當地的氣象數據、環境數據等信息。通過對比原影像數據與實際地形查找錯誤，利用移動智能終端自帶的攝像功能，拍攝實地照片并利用無線傳輸至服務端方便后續修改。利用移動智能終端不僅可提高工作效率，也減少了因記錄失誤或遺失造成的數據誤差。

2.2輸電網智能選線及線路驗證

在輸電網三維設計中，移動智能終端發揮的一項非常重要的作用就是對輸電網線路野外查勘進行智能化處理，實現了智能選線及線路驗證。利用計算機技術手段對電子矢量地形圖、遙感影像圖、航片數據等進行處理，結合移動設計平臺的三維智能設計技術，能對沿線障礙物進行自動避讓，實現智能選線。移動智能終端為用戶提供非常直觀的輔助編輯環境及人性化的編輯工具，用戶在移動智能終端上只要指定路線的起始點、終結點及應避開的各種區域，系統將會根據優化算法自動構建線路，還能提供多條參考路徑，并對線路信息進行說明。在設計人員對線路進行野外沿線踏勘驗證時，所用移動終端中的地圖、線路設計數據僅在每次進行現場比對時通過系統專線傳遞，避免了機密敏感數據的隨意下載和傳播，保證了數據的安全性，用戶通過使用移動終端對所選線路和桿塔排位進行現場比對，及時查找或發現設計缺陷，亦可在終端平臺上標定錯誤點，進行人工修改，最終確定最后設計方案。通過使用移動智能終端為野外查勘帶來了巨大的便利性，提高選線工作效率。

2.3二三維一體化數據展現及成果輸出

在輸電網三維設計中，利用移動智能終端能夠方便地實現建設成果的二三維一體化展示，并可以方便地進行成果輸出。移動智能終端將線路桿塔排位的成果生成三維圖像，輸電網線路上的導線、地線、金具等材料設備可以利用三維模型展示出來，用戶還能方便地進行二三維切換，高效率地進行地形勘測和現場比對，實現二三維空間數據的集成化管理并且在設計完成后，工作人員可以利用移動智能終端進行成果輸出。

2.4電網建設集成管理

移動智能終端利用其固有的便攜性和易操作性，方便實現電網數據集成，獲取區域電網各類規模的線路、變電站、電廠的空間位置屬性等。對這些數據進行整合與管理，并將數據傳送到三維設計平臺服務端，可快速地建立起全數字化電網模型。工程現場人員在三維模擬場景中，操作三維模型進行線路進度數據的采集填報，真實的展現工程現場建設的過程和重要環節，并將工程建設進度數據傳輸到相應的省電力公司、國網公司基建管理信息系統，可進行全程監控管理。通過移動終端的使用使得電網建設數據采集位置與實際工程建設現場的同步對應，提高安全生產的管理水平。

3關鍵技術演技

3.1電網三維智能設計移動

終端應用平臺電網三維智能設計移動終端應用平臺主要內容包括終端業務設計器、解析器和中心業務服務三部分。終端設計器用于提供配置和二次開發功能，提供移動應用模擬和仿真，為應用組件提供插拔接口，支持各類移動開發平臺界面組件。解析器是標準化協議解析引擎，通過采用靈活的傳輸協議和方式，能夠保證傳輸核心數據安全，文件傳輸支持斷點續傳，提供高效壓縮解壓等功能。中心業務服務提供數據服務和應用接口，按照可擴展、高可配置原則，實現跨移動應用系統平臺特性并與現有在運系統緊密集成。

3.2選線的最短路徑算法

路徑分析的核心問題是尋求兩節點間距離最短、費用最低的路徑，即最佳路徑問題。最佳路徑問題求解算法有許多，其中Dijkstra（迪杰斯特拉）算法由于能適應網絡拓撲變化及性能穩定等優點被GIS系統廣泛采用。本平臺系統的智能選線即采用Dijkstra算法，該算法能解決一個節點到其他所有節點的最短路徑問題，主要特點是以起始點為中心向外層層擴展，直到擴展到終點，找到最短路徑的最優解為止。但由于該算法需遍歷計算所有節點，若網絡節點較多時，求解效率較低。

3.3動態規劃的優化排位算法

在桿塔的自動優化排位過程中，綜合運用了動態規劃的兩種優化方法，即嚴密法和快速法。嚴密法是將每一個塔位點依次與多個塔型配對作為目標點，指定必須經由的倒數第二點，校驗各項技術要求，最后選用通過校驗且費用最低的塔型作為最佳排位結果，如此每個目標點前一點都已完成排位，直到終點的桿塔排位結束。快速法是為提高嚴密法的效率及減少內存提出的方法，其基本思想是對每個塔位點與多個塔型的配對只用最佳費用作為篩選條件，而不用指定必須經過某點，從而可以加快速度，大大減少存儲量。

3.4海量三維數據處理與多級紋理交換技術

海量數據大范圍三維場景快速漫游的實現主要受制于幾何數據與紋理數據的數據量龐大、地物繁多。對管理大數據量最行之有效的辦法是數據分塊技術。在三維場景中，由于紋理圖像數據占90%以上，因此要實現海量數據場景的管理和漫游，采用“多級紋理交換”技術。該技術主導思想是將場景中使用到的紋理拼合成為大小一致的紋理塊，再將每塊紋理生成幾個細節等級的紋理，每個等級通過上一等級壓縮得到，然后計算物體在屏幕上成像的大小，并以此決定選用哪一級紋理，最后在內存中建立紋理緩沖池，使用LRU算法進行紋理塊的調度，確保使用頻率高的紋理調度次數盡可能少。

4結語

總之，我們應該抓住機遇，將移動智能終端與三維智能設計平臺提升為產品化研究，真正做到前沿科技創新，為智能電網的發展再添動力。

參考文獻

[1]三維設計軟件在清遠抽水蓄能電站電纜敷設中的應用[J].陳涵.吉林水利.2017（07）

[2]核電站三維設計的發展和應用[J].曾保羅，馬屹松，康斌.產業與科技論壇.2019（02）

作者簡介：馬國平（1979.9），男，寧夏固原人，寧夏大學電氣工程及自動化本科，研究方向：輸電線路。