電力工程建設(shè)可視化技術(shù)應(yīng)用方案研究

文/唐亞迪

在社會經(jīng)濟水平不斷提高的背景下，信息化時代發(fā)展越來越迅速，大大促進了我國電力工程建設(shè)力度，同時提高了電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理效率，為人們提供充足的電力。而可視化技術(shù)的應(yīng)用為電力功能數(shù)據(jù)交互與共享提供支撐，使信息數(shù)據(jù)更加安全可靠性。因此，在電力工程中，加強可視化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用是重要一項工作，并結(jié)合工程建設(shè)基礎(chǔ)狀況，確定技術(shù)的應(yīng)用方案，充分融合計算機、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，提升電力工程建設(shè)的穩(wěn)定性。

電力工程施工中運用可視化技術(shù)，可以對項目進行科學(xué)地管理，并與其自身的特征有著密切聯(lián)系，掌握其發(fā)展?fàn)顩r，即使建設(shè)環(huán)節(jié)存在問題，也能夠及時對工程建設(shè)進行調(diào)整，為工程的順利建設(shè)提供技術(shù)支持。因此，通過可視化技術(shù)的運用，憑借其高精準(zhǔn)、高靈活的性能優(yōu)勢，為電力工程建設(shè)發(fā)展提供幫助，提升信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和連貫性，保證供電系統(tǒng)的可靠性，使工程建設(shè)安全穩(wěn)定運行。

電力工程建設(shè)特性及可視化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

電力工程建設(shè)特性

在電力工程施工中，可以將控制線路作為進度管理的依據(jù)，通過對其進行合理的計劃安排，實現(xiàn)對電力工程的組織協(xié)調(diào)，達到對整個電力項目進行監(jiān)控和管理的目的。而且在此項工作開展中，應(yīng)遵循安全性原則，同時應(yīng)保證施工質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合工程信息、檔案及項目建設(shè)等角度實施管理，為電力工程提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，落實可視化技術(shù)的具體應(yīng)用，合理地選擇軟件。結(jié)合電力工程特征，由于數(shù)據(jù)上傳和通信涉及內(nèi)容較多，在運行期間應(yīng)了解數(shù)據(jù)種類及屬性，實現(xiàn)為電力工程可視化提供依據(jù)，對不同的數(shù)據(jù)來源實施針對性管理。同時，電力工程建設(shè)在野外進行，所包含的數(shù)據(jù)信息與環(huán)境、地理聯(lián)系密切，各項數(shù)據(jù)與電力工程工作任務(wù)的開展有著密切聯(lián)系，應(yīng)提升信息收集的時效性。

電力工程建設(shè)特征與輸配電網(wǎng)建設(shè)數(shù)據(jù)種類聯(lián)系密切，受數(shù)據(jù)上傳方式和通信技術(shù)應(yīng)用的影響，電力工程建設(shè)過程中應(yīng)做好規(guī)劃工作，對不同種類數(shù)據(jù)上傳的要領(lǐng)，數(shù)據(jù)來源以及數(shù)據(jù)格式等進行明確，了解上傳數(shù)據(jù)類型、來源及格式后，對電力工程建設(shè)可視化可起到推動的作用，是電力工程發(fā)展的必備工作，對電力工程建設(shè)目標(biāo)的確定起到指導(dǎo)的作用。同時不一樣數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)類型運用的數(shù)據(jù)處理方法有著一定差距，是電力工程建設(shè)中不可或缺的內(nèi)容。再加上電力工程具備動態(tài)特性，收集信息的時效性較為重要，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有情況做好規(guī)劃工作，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理模式，降低數(shù)據(jù)處理的難度，為后續(xù)工程建設(shè)提供重要支撐。

可視化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

可視化技術(shù)在電力工程的應(yīng)用，發(fā)揮不可替代的作用，可實現(xiàn)對工程建設(shè)全過程數(shù)據(jù)的監(jiān)控，但目前技術(shù)應(yīng)用存在認(rèn)知偏差與無趣，導(dǎo)致技術(shù)功能與價值無法展現(xiàn)，進而存在數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度降低及信息連貫性較差的問題。在分析可視化技術(shù)應(yīng)用時，從信息模型建立角度進行探究，即便各環(huán)節(jié)已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)字化建設(shè)，但受多種因素限制，仍然存在局限性，部分難點及重點工程建設(shè)數(shù)據(jù)信息錄入對人工需求過大，導(dǎo)致信息無法及時記錄，影響數(shù)據(jù)的應(yīng)用與儲存。

可視化實施方案的體系建設(shè)

結(jié)合電力工程建設(shè)管理工作目標(biāo)，針對影響電力工程建設(shè)的關(guān)鍵因素，要想提升可視化技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)建立可視化方案體系，以物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)實增強技術(shù)、圖像搜索等技術(shù)完成對電力工程可視化方案的確定，并探究可視化技術(shù)應(yīng)用涉及的內(nèi)容，做好針對性協(xié)調(diào)管理，為可視化實施方案提供支撐。從典型信息模型的視角，研究信息交互技術(shù)、物理模型和數(shù)據(jù)的深度解析，并在同一數(shù)量模型下，對電網(wǎng)中的主要管理軟件進行實時監(jiān)控，并對其是否能夠符合電網(wǎng)施工的需要進行分析，精確地理解各種技術(shù)的優(yōu)勢和不足，并與具體的實踐相結(jié)合，給出有針對性的解決辦法，通過控制體系和開發(fā)軟件的支持，實現(xiàn)工程建設(shè)的可視化，為電力工程建設(shè)提供安全可靠的管理。

依托三維GIS 系統(tǒng)建立模型和編碼系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)一實現(xiàn)跨平臺信息的調(diào)用，下表1 為傳統(tǒng)管理與增強現(xiàn)實集約化管理能力差異表。而三維GIS 借助數(shù)字化高程模型可實現(xiàn)現(xiàn)場真實情境的構(gòu)建，為用戶帶來直觀的空間數(shù)據(jù)，同時為平臺數(shù)據(jù)共享提供基礎(chǔ)，提升工程設(shè)計的合理性。考慮到項目施工場地的多維性，在航攝測繪技術(shù)推廣和使用的大環(huán)境下，可通過3D、GIS 技術(shù)，為工程建設(shè)提供支撐，以強大的分析與重建功能輔助系統(tǒng)運行，而且還能進行精確的輔助。相對于2D 地理信息系統(tǒng)，結(jié)合對系統(tǒng)的優(yōu)化，保證其運行的可靠性，通過對現(xiàn)場圖像的情況，為立體造型的構(gòu)建提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，從而展現(xiàn)地形地貌，使其具備空間三維分析和操作功能，對復(fù)雜空間對象進行對比分析。

總之，依托可視化技術(shù)的應(yīng)用，在電力工程施工方案與體系建設(shè)的過程中起到支撐的作用，3DGIS 技術(shù)可補充傳統(tǒng)GIS 技術(shù)功能，并結(jié)合現(xiàn)實重建對空間拓?fù)浜蛶缀挝恢脤傩悦鞔_，在重建中可編輯與調(diào)整，可以兼容可視化技術(shù)，創(chuàng)建適應(yīng)電力工程現(xiàn)場交互式三維場景。而且在技術(shù)的支撐下，線路工程可減少外出調(diào)研時間，通過三維可視化即可完成對數(shù)據(jù)的挖掘，結(jié)合地形環(huán)境因素優(yōu)化設(shè)計，提升勘測設(shè)計的有效性。在變電工程中，使變電站和電源選址更加準(zhǔn)確可靠性，并實施高精準(zhǔn)度的設(shè)計與管理。在電網(wǎng)管理工作中，對變電站設(shè)備的結(jié)構(gòu)及參數(shù)進行管理，提升三維可視化管理效果。

電力工程建設(shè)可視化技術(shù)應(yīng)用方案研究

二維可視化技術(shù)

在電力施工過程中，通過可視化技術(shù)的運用，可為工程的順利進行提供支撐，作為新興技術(shù)，具備傳統(tǒng)技術(shù)所具備的優(yōu)勢。

一是單一的圖形顯示方法，基于2 D 可視化技術(shù)的應(yīng)用，使得信息的表達更為精確，在使用這種方法的時候，需要預(yù)先確定最大值，并與長方形的區(qū)域相聯(lián)系，將色彩填充到這個區(qū)域中，隨后確定一個特定的地點，并用對應(yīng)的色彩記錄下來，通過數(shù)字技術(shù)來確定扇形的面積，理解它們所占的比重，并且需要采用色彩來進行填補。

二是等值線方法，這種方法在運用過程中，在運行過程中，可以發(fā)揮出它特有的優(yōu)點，對自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行擴展，還包括了線路負(fù)荷、節(jié)點電壓等，在畫等值線時，要與電力工程施工的各個工作內(nèi)容相聯(lián)系，特別是繪圖工作的負(fù)荷類型，提高在網(wǎng)絡(luò)處理中應(yīng)用的合理性。在電網(wǎng)中常用的是等值線，通過網(wǎng)格地圖來實現(xiàn)，減少了地圖繪制的復(fù)雜程度，保證地圖的精準(zhǔn)度。

三是采用動力功率法，以數(shù)據(jù)信息為基本資料，精確地記載電網(wǎng)的負(fù)載狀態(tài)，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義，將其劃分成若干個單元，采用逐一求解的方法，對三角流動進行合理調(diào)節(jié)。

在計時方面，可以利用動態(tài)框架步進來改進背景圖形，根據(jù)實際情況優(yōu)化施工方案，提升系統(tǒng)運行的可靠性，并進行適當(dāng)?shù)纳侍畛洹?/p>

二維可視化技術(shù)

三維可視化技術(shù)

電力工程中可視化技術(shù)的應(yīng)用還可以表現(xiàn)為三維可視化技術(shù)，不同設(shè)計不同的形式，為工程建設(shè)提供基礎(chǔ)，電力工程三維安全管理系統(tǒng)十分重要。

一是單幫圖形式，所形成的單幫圖具備觀測功能，可全過程觀測變壓器等設(shè)備運行狀態(tài)，為數(shù)據(jù)的監(jiān)測提供保障。在實際運用的過程中，分為主棒和對比棒，主棒主要對實施數(shù)據(jù)的觀測，對比棒則對數(shù)顯值進行觀測，在明確實際需求的同時，對現(xiàn)實操作實施準(zhǔn)確判斷。因此，單幫圖應(yīng)用對明確單幫和對比棒兩部分信息，在圖形繪制中對透視角度及實際情況進行分析，對于坐標(biāo)的有效應(yīng)用，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，實現(xiàn)對棒圖的深入分析，判斷是否遮掩，以便提升數(shù)據(jù)預(yù)測的準(zhǔn)確性。

二是圖像三維旋轉(zhuǎn)，結(jié)合可視化技術(shù)的應(yīng)用，其具備發(fā)展跨度，電力圖的應(yīng)用優(yōu)勢明顯，結(jié)合傳統(tǒng)形式的應(yīng)用，則體現(xiàn)其立體性優(yōu)勢，使電力調(diào)度信息更加全面。因此，在調(diào)度工作開展中，通過數(shù)據(jù)的科學(xué)利用，對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的深度分析，并與3D 回轉(zhuǎn)技術(shù)相結(jié)合，提高圖分析精度，減少工作的困難和復(fù)雜性。同時，在研究所獲取圖像的過程中，可充分彰顯技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，在一定程度上減少影響及問題，使其獲得了科學(xué)的操作，在計算機技術(shù)的支撐下得到周期內(nèi)的偏轉(zhuǎn)角度和距離，進而生成準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)圖形。

三維安全管控系統(tǒng)

云計算技術(shù)

云計算是一種基于云計算的計算方法，它將海量的計算任務(wù)分解成若干個簡單的任務(wù)，然后交給專門的服務(wù)器來完成這些任務(wù)。將云計算技術(shù)運用于電力項目施工中，可提升系統(tǒng)運行效率，保證系統(tǒng)的整體性能，避免在運行期間存在影響，同時可控制整體投入。云計算包含核心技術(shù)的應(yīng)用，支撐工程的順利建設(shè)，為云計算信息獲取。

一是虛擬化技術(shù)，指計算元件的虛擬運行，可及時擴大硬件容量，簡化軟件的配置流程，通過技術(shù)的應(yīng)用，使軟件應(yīng)用于底層硬件分隔，包含分頁模式、聚合模式，使系統(tǒng)儲存虛擬化，在云計算的實施過程中，以計算體系的虛擬化為其提供了一個基本的平臺，以虛擬化技術(shù)作為重要功能，通過計算的方式服務(wù)器的運行提供基礎(chǔ)，尤其是在各項操作中，應(yīng)根據(jù)CPU 等多方面實施優(yōu)化，提升資源的服務(wù)效率。

二是數(shù)據(jù)分布式儲存，大量公共服務(wù)器組成的系統(tǒng)為云計算基礎(chǔ)，是解決大量服務(wù)的核心，云計算系統(tǒng)儲存方式通常采用分布式儲存，提升數(shù)據(jù)儲存的可靠性。但要想控制成本，選擇運用低配機器代替計算機，以任務(wù)分解和集群控制成本，并保證分布式數(shù)據(jù)儲存和調(diào)用的經(jīng)濟性。

三是大規(guī)模的數(shù)據(jù)管理，云計算技術(shù)的作用，要求對大量分散的數(shù)據(jù)進行分析和處理，對數(shù)據(jù)技術(shù)管理要求較高，通過開源數(shù)據(jù)管理模塊的運行，在規(guī)模巨大分布式數(shù)據(jù)中進行精準(zhǔn)查找，提升數(shù)據(jù)的安全性，為數(shù)據(jù)的運用提供基礎(chǔ)。

四是云計算平臺管理技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中，儲存大量的數(shù)據(jù)信息，為資源的利用提供基礎(chǔ)，在運行過程中，要想實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，應(yīng)在當(dāng)前基礎(chǔ)上對系統(tǒng)運行方案進行優(yōu)化，作為云計算平臺的重要工作，在運行期間應(yīng)結(jié)合實際情況進行優(yōu)化，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)模式的改進與創(chuàng)新，進而確定工作狀態(tài)，對業(yè)務(wù)進行合理的配置和優(yōu)化，確定其工作狀態(tài)，并通過自動探測和智能采集來保障其工作的可靠性。

云計算信息獲取

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是建立在互聯(lián)網(wǎng)之上的一種物品與物品的相互連接模式，在功能運行的過程中，需要得到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐，同時也是對互聯(lián)網(wǎng)延伸的基礎(chǔ)性工作，其客戶端擴展和延伸得到有效應(yīng)用，使物與物之間按照特定標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)信息的交換，物聯(lián)網(wǎng)在電力工程建設(shè)中的應(yīng)用，通過各種感應(yīng)技術(shù)、智能化感知和識技術(shù)，實現(xiàn)信息的獲取、分析及處理。

其中，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)有傳感器技術(shù)、RFID 標(biāo)簽、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，在應(yīng)用過程中，可通過RFID、NFC 等技術(shù)實現(xiàn)對特定對象的判斷，對物理的各項實施準(zhǔn)確判斷，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所獲取的信息決策，對其行為實施準(zhǔn)確控制。

因此，在電力工程建設(shè)過程中，應(yīng)把握物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用優(yōu)勢，作為一項系統(tǒng)性工程，由于頂層體系設(shè)計存在缺陷，仍然具備局限性，而在前期規(guī)劃工作中，應(yīng)協(xié)調(diào)工程建設(shè)需求，在優(yōu)化調(diào)控期間落實技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，達到建設(shè)對象的優(yōu)化與改善。

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下，可實現(xiàn)萬物互聯(lián)，為電力工程建設(shè)提供重要支撐。因此，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺的建立，為電力工程建設(shè)可視化技術(shù)的應(yīng)用提供幫助，在數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，通過對件數(shù)模型科學(xué)計算，優(yōu)化建筑模型的建設(shè)，改建電力工程模型建設(shè)方案，等比例設(shè)計模型，保證各項數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，避免受某一環(huán)節(jié)因素影響導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可靠。

同時，在技術(shù)的支撐下，通過自動化可準(zhǔn)確判斷建筑模型屬性及關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)協(xié)同管理，解決傳統(tǒng)管理模式中存在的問題，展現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用價值，真正實現(xiàn)電力工程建設(shè)可視化管理，提升工程建設(shè)質(zhì)量，保證電力工程穩(wěn)定運行。

增強現(xiàn)實技術(shù)

增強現(xiàn)實是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)之上的一種技術(shù)，它利用計算機的圖像運算和模型產(chǎn)生的信息，提高用戶對真實的世界的感受，并利用計算機進行位置的方式來產(chǎn)生一個虛擬的場景，從而達到對對象的重疊和運用，達到對現(xiàn)實的加強，創(chuàng)造出更好的仿真現(xiàn)實環(huán)境，提高集中的管理效率。

在技術(shù)應(yīng)用時，可將原本現(xiàn)實世界事物模擬，通過超時空體現(xiàn)的方式呈現(xiàn)在體驗者面前，作為一種先進科學(xué)產(chǎn)品，可以利用電腦影像技術(shù)，讓使用者戴上防護眼鏡，而這種增強現(xiàn)實技術(shù)則是以一種虛擬的形式，把真實與虛擬物體放置在一個空間中，從而獲取更加真實的實驗。通過在電力工程建設(shè)中的應(yīng)用，可模擬工程建設(shè)，尤其是危險性的環(huán)節(jié)，在技術(shù)的支撐下對運行方案模擬與協(xié)調(diào)[10]。在戶外型增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用過程中，需要運用GPS、定位傳感器以及計算機系統(tǒng)，以便將增強現(xiàn)實帶到戶外，進而編輯更加豐富的項目內(nèi)容。

總而言之，在可視化技術(shù)的支撐下，為電力工程建設(shè)提供幫助，起到至關(guān)重要的作用。結(jié)合電力工程項目建設(shè)實際，在建設(shè)工作開展中，以可視化技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用提升數(shù)據(jù)處理的效率。因此，立足于工程建設(shè)實際，應(yīng)分析可視化技術(shù)的應(yīng)用方案，滿足電力工程建設(shè)需求，做好現(xiàn)場技術(shù)的應(yīng)用與協(xié)調(diào)，以安慰可視化平臺建成空間數(shù)據(jù)分析，深度剖析工程建設(shè)細(xì)節(jié)，按照電力工程作業(yè)流程開展工作，并結(jié)合人員組織狀況進行綜合分析，并優(yōu)化材料設(shè)計與應(yīng)用，提升安全質(zhì)量，由傳統(tǒng)管理模式演變?yōu)榧s管控，進一步提高技術(shù)應(yīng)用效果，推動電力工程行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。