（国网盘锦供电公司1、3 124000；国网沈阳供电公司2 110000）
摘要：配电网工程从电网的规划、设计、施工到运营、管理、维护等都对环境的空间信息有着强烈的需求。配电信息系统通常基于二维地理信息系统建立，缺乏直观的设备物理信息。因此，需要更为真实的三维实景化技术作为作为配网规划设计的查询和分析的媒介。
1、原存在问题
智能配网是智能电网的关键环节之一。我国的智能配网目前还处在起步阶段，目前国内城市配网馈线自动化率不足10%，仍处在刚刚开始试点和初步建设的阶段。随着国家加大智能电网建设，智能配网将成为我国电力行业新一轮的投资重点。根据十三五规划，2015年配电自动化建设的重点区域将是国网辖区内的核心城市；2016-2020年，投资重点将从核心城市逐步过渡到一般地级城市及发达县域。因此如何高效合理的构建智能化配电网对于我国国民经济可持续发展和人民生活幸福感的提高都有非常重要的意义。
目前配电网的规划设计采用委托-现场调研-图上作业-现场复测-图上修订的方式进行。执行环节多，消耗时间长，已经不适应能源消费不断增长，用户入网需求迫切的现状。因此研究一套高效的配电网辅助规划决策系统刻不容缓。
2、原理及解决方案
技术原理：
720度全景摄像是将水平360度和垂直360度环视的效果叠加，以静态图像在电脑平台上实现虚拟现实为基础的一种技术。可以允许人机交互操作实现720度全景观察。通过一次性采集前后左右的所有图像信息，依据仿生学鱼眼构造，采用物理光学的球面镜透射加反射的原理将水平和垂直360度信息图像适用软件进行坐标变换和图像修正转换，以人眼习惯的方式呈现出画面。虽然采用的素材是平面照片，但是通过技术手段处理后得到的720度全景能给使用者以三维立体空间的感觉。
解决方案：
本系统采用前期收集资料构建数据库，累计应用的方式。下面仅以单点成像为例进行介绍。
1、采集时间：采集素材应从全局光线考虑，确保对观察目标各角度照度覆盖均匀，因此应选择天气晴朗，能见度佳、气温低、光线充足且均匀的时间。
2、周边环境：由于大量素材要进行后期拼接处理，各素材间同时性较差，因此观察目标周边应尽量少的存在运动物体。
3、观察点：配网电气设施一般高度在15米以内，如观察点设置过近容易造成大仰角下图像过度扭曲。因此观察点宜设置在15米左右，近似等长于观察目标高度。如观察目标在道路两侧则应尽量靠近道中线。
4、取景方法：
垂直方向的操作：取景器以观察点为中心距地保持定值，依托云台进行垂直旋转，从面向正前方开始单向连续定角旋转拍摄直至360度。面对地面时需额外补充照片。每张图片应与相邻图片具有约30%的重合区域。
水平方向的操作：取景器水平旋转，其他操作步骤同上。
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5、数据处理：相邻图片因为存在重叠区域（约30%），因此需要使用拼接技术进行图像融合处理。在投影变换处理中，源图像的不同像素点构成的直线，变换后，对应的像素点仍处于同一条直线上。根据此特性在相邻图片重叠区域标记两点作为图像无缝拼接的依据来处理视场重叠区域部分。图像拼接处理后，只要记录源图像与处理后的全景像素点之间的映射关系，就可以构成全景俯视效果图。这种全景图像经过了一系列的处理，符合人眼的视觉习惯。但图像由于分辨率的固定，可视距离有限，一般能提供的可视距离在2～4米左右。为了解决这一问题可以借助广角镜头的成像原理获取广角效果的远距离全景效果图用于屏幕输出。
6、参数合成：对每个观察目标即配电设置坐标点，并对该点坐标赋值，标注其名称、位置、电气特性等参数以备查询。
7、数据库应用：使用数据库的检索功能快速定位配网规划任务区域。结合实际地理环境及电气配置情况进行规划设计。将规划点坐标导出至CAD图中。
3、创新点
1、通过720度全景技术与配网线路相结合，虚拟还原现场实景。
2、在720度实景中注入配网设备数据，使得规划设计人员可以无视现场位置、天气等限制条件，足不出户就可以查阅设计所需信息，完成规划设计任务。
3、将采集设备集成到车辆、无人机、小型移动车上实现多重方式的图像收集。
4、难易复杂程度
（1）本成果需针对成像技术及图像转化理论进行研究，工作难度较大。
（2）本成果需对图像采集设备及承载平台进行试验以验证性能及收资质量，工作量较大。
（3）本成果需要持续收集资料并进行资料处理及增补，工作量十分巨大。
5、应用情况
配电网规划实景信息判研系统是传统地图的电子化升级版，运用先进的图像处理技术实体增强地图感受。后期结合公司现有的PMS和GIS系统，可以将设备台帐、线路信息整合在一个系统中，丰富配网系统的地理信息。配电网规划实景信息判研系统可以支援配电网设备的规划设计、运行管理、进度管理、投资管理、质量管理和系统维护等功能，将复杂的现实信息有效的进行电子化传递，从而改变了现行的系统图、单线图、条图等纸质媒体的大量使用，节约了大量资源的同时也减少了大量现场踏勘的人力劳动，为我地区公司节省人力和资源费用数十余万元。
6、经济效益
本成果研制至今所节约的经费明细如下：
（1）本成果可以节约规划设计时间。按照平均规划设计需用时间7工作日计算，踏勘收资时间约占一半。而减少的设计时间等同增加了全所设计能力。使得理论上可以提高设计收入一倍。此为间接效益。
（2）本成果可以节约踏勘人员。据不完全计算年可以节约人工费十余万元。此为直接效益。
（3）本成果可以节约燃油费用。据不完全计算年可以节约数万到十余万元不等。此为直接效益。
社会效益：
本成果的应用提高了规划设计效率，避免多次踏勘时间的浪费，客观上提高了公司设计服务质量，增强了电力企业安全严谨社会形象。
7、推广应用前景
本成果是自主研发的多平台全景拍摄设备与软件合成于一体的综合系统，可以附属到到任何载具之上，通过计算机控制，实现从拍摄到合成全景图的全自动完成。成果对提高配电网规划设计效率具有明显的促进作用，有效的提升了设计规划部门的作品质量和档次，增进了用电客户对电力部门服务水平的满意度。具有良好的推广前景
论文作者:朱浩祎1,孙佳琪2,张林3
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/10
标签：全景论文; 图像论文; 规划设计论文; 成果论文; 实景论文; 信息论文; 配电网论文; 《电力设备》2016年第17期论文;