數(shù)字化三維設(shè)計在輸變電工程設(shè)計中的應用探析

李奎

摘要：隨著科技的不斷進步，國家電網(wǎng)開始朝著智能化和數(shù)字化方向發(fā)展。輸變電工程設(shè)計也應用了很多新型設(shè)計技術(shù)，數(shù)字化三維技術(shù)就是其中之一，該技術(shù)不僅功能強大，還具有立體和智能化等優(yōu)勢，所以受到了工程參建各方的青睞。基于此，本文對三維數(shù)字設(shè)計技術(shù)進行了闡述，對其在輸變電工程設(shè)計中的應用進行了研究，并對應用關(guān)鍵進行了分析，希望可以給相關(guān)人士提供幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化三維技術(shù);輸變電工程設(shè)計;應用

引言

當前智能電網(wǎng)創(chuàng)新觀念已經(jīng)成為人們共識，為了實現(xiàn)構(gòu)建智能電網(wǎng)的目標，就要對輸變電工程設(shè)計技術(shù)進行更新，而數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)不僅具有立體性，還具有先進性，而且功能齊全，所以其在輸變電工程設(shè)計中得到了廣泛應用。為了促使該技術(shù)能夠發(fā)揮出更大作用，就要對其如何在輸變電工程設(shè)計中進行運用進行研究，對其應用關(guān)鍵進行分析。

1三維數(shù)字設(shè)計技術(shù)介紹

進入二十一世紀以來，信息技術(shù)變得越發(fā)先進，出現(xiàn)了很多新型技術(shù)，如，大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)等，信息技術(shù)在各行各業(yè)中的應用范圍也變得越來越廣，新技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的重要力量。

隨著電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)要求的不斷提高，輸變電工程建設(shè)越是需要以工程數(shù)據(jù)為核心，互聯(lián)網(wǎng)+思想為指導，綜合運用大、云、物、移等新一代信息化技術(shù)，打通規(guī)劃、設(shè)計、評審、采購、施工、監(jiān)理、運維、運營各環(huán)節(jié)信息化系統(tǒng)，構(gòu)成貫穿電網(wǎng)全壽命周期管理的數(shù)字化解決方案，從而全面提升電網(wǎng)建設(shè)、運維管理水平和經(jīng)濟效益。

三維數(shù)字化設(shè)計建立在現(xiàn)代化計算機技術(shù)基礎(chǔ)上，是工程數(shù)字化建設(shè)中不可缺少的一部分。應用該技術(shù)可以為設(shè)計人員專業(yè)間實現(xiàn)無縫配合，也可以為設(shè)計人員與其他工作人員進行溝通交流提供便利，還可以讓設(shè)計數(shù)據(jù)變得更加精準，而且設(shè)計成果也變得三維可視，設(shè)計信息也可以實現(xiàn)共享。

傳統(tǒng)設(shè)計不僅要將各項數(shù)據(jù)信息記標記在設(shè)計圖紙上，還要對這些數(shù)據(jù)信息進行詳細解釋，所以很容易導致信息數(shù)據(jù)分離情況的發(fā)生。而且不同工程項目設(shè)計階段和不同建設(shè)階段需要的數(shù)據(jù)信息也是不同，所以設(shè)計人員不僅要收集大量信息，還要對這些信息是否有效進行分辨，這樣不僅會讓技術(shù)人員的工作量增加，還很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息失真或缺失的情況。而數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)可以有效解決上述問題，在建設(shè)階段可實現(xiàn)三維可視化交互、三維可視化施工模擬、項目4D動態(tài)可視化管理，在運維階段可實現(xiàn)各業(yè)務系統(tǒng)三維模型數(shù)據(jù)直接提取相關(guān)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，支持運維可視化管理。真正實現(xiàn)“數(shù)據(jù)信息一次輸入，多專階段信息共享”。

2輸變電工程設(shè)計中數(shù)字化三維設(shè)計的應用

2.1線路工程設(shè)計中數(shù)字化三維設(shè)計的應用

線路選線是輸變電工程設(shè)計的重要組成，具有一定的復雜性，而且存在一定工作難度。在傳統(tǒng)設(shè)計模式中，工作人員需要依靠自身工作經(jīng)驗進行選擇線路路徑，然而這樣很容易出現(xiàn)錯誤。將數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)應用到線路選線中，可以實現(xiàn)動態(tài)化選線操作，從而可以有效降低失誤率。對于那些路徑較長、交叉跨越較多、房屋密集，而且經(jīng)過區(qū)域的地形復雜多變的輸電線路，使用數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)進行線路選線不僅速度快，準確性也更高。確定好線路工程的起點和終點以后，就可以通過數(shù)字化三維技術(shù)構(gòu)建線路經(jīng)過區(qū)域的三維地理數(shù)據(jù)可視模型，數(shù)字化三維設(shè)計系統(tǒng)可以自動選出多條合適路線，之后則需要人工對這些路線進行智能優(yōu)化，而且設(shè)計人員還可以利用該技術(shù)計算出線路通過距離，這樣就可以快速判斷出這個距離是否為最近緩沖區(qū)距離，設(shè)計工作效率將會大幅增長。

TLD數(shù)字化三維送電設(shè)計平臺就是一項數(shù)字化三維設(shè)計的應用軟件。它以開放平臺架構(gòu)為基礎(chǔ)，以工程數(shù)據(jù)為核心，面向可研、初設(shè)、施工圖全階段，集選線、設(shè)計、數(shù)字化移交于一體的完整解決方案。平臺專業(yè)間數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)了路徑設(shè)計、平斷面設(shè)計、三維設(shè)計、GIS展示等同步聯(lián)動設(shè)計和全專業(yè)協(xié)同設(shè)計。功能涵蓋了勘測平斷面設(shè)計、桿塔規(guī)劃、路徑設(shè)計、桿塔排位、電氣計算、金具組裝、附件配置、跳線設(shè)計、間隙校驗、長短腿及基礎(chǔ)設(shè)計等。設(shè)計人員基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的多視圖同步設(shè)計，多專業(yè)協(xié)同作業(yè)，極大的提高了工作效率和準確性。

2.2變電站工程設(shè)計中數(shù)字化三維設(shè)計的應用

變電站的設(shè)計是更為復雜的系統(tǒng)設(shè)計，涉及專業(yè)多。在傳統(tǒng)設(shè)計模式中，設(shè)計人員在變電站選址階段需要反復到各個區(qū)域進行變電站選址工作，在設(shè)計階段各專業(yè)的設(shè)計數(shù)據(jù)需要人工傳遞到其它專業(yè)實現(xiàn)專業(yè)間配合，設(shè)計成品的校審流程也比較復雜。這此都嚴重影響了設(shè)計工作效率和設(shè)計成果質(zhì)量。而數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)的應用，設(shè)計人員可以在航測三維數(shù)據(jù)成果基礎(chǔ)上開展選址，專業(yè)間提資和校審也在三維設(shè)計平臺上實時進行，

設(shè)計進度和設(shè)計質(zhì)量都得到顯著提升。

STD-R就是變電站數(shù)字化三維設(shè)計平臺之一。它是基于Revit平臺的變電站多專業(yè)協(xié)同設(shè)計平臺，以數(shù)據(jù)庫為核心，三維技術(shù)為手段的數(shù)字化三維變電設(shè)計平臺。該軟件涵蓋了建筑、電所、給排水、暖通、結(jié)構(gòu)等多專業(yè)，提供了基于BIM的變電站設(shè)計解決方案，不僅可以讓設(shè)計結(jié)果更具準確性，還可以實現(xiàn)三維可視和協(xié)同設(shè)計，各項數(shù)據(jù)也可以進行分享，而且在數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)的幫助下，設(shè)計成果將會變得更具細致性，還可以直接生成多種圖紙，這樣就可以實現(xiàn)三維協(xié)同設(shè)計目的和數(shù)字化移交標準要求。

3輸變電工程數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)應用的關(guān)鍵

輸變電工程數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)對于傳統(tǒng)設(shè)計流程是一次較大的技術(shù)革命，運用新技術(shù)進行輸變電工程設(shè)計有一些要點需要注意。當前設(shè)計人員還處于學習適應階段，只有不斷積累數(shù)字化設(shè)計經(jīng)驗，在設(shè)計中注意合理運用相關(guān)資源，靈活有效的管控好設(shè)計流程，才能使得變電站設(shè)計成果更符合實際使用需求。

第一，運用數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)進行變電站設(shè)計時，設(shè)計人員是否可以熟練應用設(shè)計軟件進行設(shè)計將會對設(shè)計結(jié)果造成極大的影響。這是因為該設(shè)計技術(shù)需要使用專門的設(shè)計軟件進行操作，如果設(shè)計人員對于多個設(shè)計軟件都比較陌生，這就意味著他們不能對軟件進行熟練使用，所以設(shè)計結(jié)果也會存在各種問題，甚至根本不能順暢完成設(shè)計工作。而且進行設(shè)計時，如果業(yè)主更改了要求或是變電站相關(guān)基礎(chǔ)資料發(fā)生了改變等，設(shè)計人員也需要對設(shè)計流程進行改變，如果不熟悉數(shù)字化三維設(shè)計軟件各項功能，不了解軟件如何操作，勢必會導致設(shè)計結(jié)果不能滿足業(yè)主要求或是不能合理應用相關(guān)資源。為此，設(shè)計人員需要積極學習三維設(shè)計軟件的應用方法和技巧，對設(shè)計軟件功能進行了解、熟悉，這樣才能順利完成利用數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)設(shè)計變電站的任務。

第二，數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)畢竟只是一個設(shè)計軟件平臺，設(shè)計成果的準確性還是要重點依賴于輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準確。一是要提高地理信息數(shù)據(jù)的準確性和精細度。地理信息數(shù)據(jù)對優(yōu)化站址落點、進站道路方案和邊坡?lián)鯄υO(shè)計、線路工程避讓周邊建筑等具有決定性影響。設(shè)計人員要應用好三維激光點云數(shù)據(jù)、高清數(shù)碼影像、4D數(shù)據(jù)和真三維模型等疊加數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像，從而形成準確的立體三維可視化場景模型，才能利用三維測量成果，準確地優(yōu)化站區(qū)豎向布置和線路路徑方案等關(guān)鍵指標。二是要建立專業(yè)的族庫與工程數(shù)據(jù)庫，保證設(shè)計標準化與專業(yè)化。輸變電工程數(shù)字化三維設(shè)計是以數(shù)據(jù)庫為核心，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑材料、線路導線、桿塔、變電站電氣設(shè)備都在不斷更新?lián)Q代。為此，設(shè)計人員就需要及時擴充和更新三維設(shè)計平臺的族庫與工程數(shù)據(jù)庫。只有在使用數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)的過程中保持嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，保持與俱進和勇于創(chuàng)新的工作作風，這樣才能高效完成輸變電工程設(shè)計工作，才能讓設(shè)計結(jié)果更加精細化以及更能滿足業(yè)主要求。

結(jié)語

數(shù)字化技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在輸變電工程建設(shè)多個階段實現(xiàn)了應用，而且未來其應用范圍將會變得越來越廣，應用深度也會不斷提升。隨著該技術(shù)的不斷普及，工程項目運維管理部門以及資產(chǎn)管理部門也開始嘗試使用該技術(shù)進行工作，這樣就可以讓工程整體效益變得更好。現(xiàn)在各行各業(yè)都在朝著數(shù)字化和智能化方向發(fā)展，電力企業(yè)也不例外，所以電力企業(yè)應積極引進和合理應用各種先進的技術(shù)，利用這些技術(shù)幫助企業(yè)實現(xiàn)更好發(fā)展。和傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)相比，數(shù)字化三維設(shè)計技術(shù)具有更多的優(yōu)勢，其不僅設(shè)計手段變得更加多樣，還可以解決很多傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)不能解決的問題，同時能夠讓業(yè)主獲得增值服務，所以其有著廣闊的應用前景，甚至會成為電力企業(yè)未來發(fā)展的重要推動力。

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