夏先喜
国网湖南省电力有限公司输电检修分公司 湖南省衡阳市 421000
摘要：近些年来，我国不断的扩大并提高了电网输电电压的等级，这主要是由于跨区500kV和特高压线路取得了很大的进展，所以要想从根本上确保输电线路的信息化以及自动化不断进步就必须要提高对于线路的规范化要求，改变二维视觉效果应用效果不理想的情况。基于此，我们要广泛使用以三维视觉效果为核心的虚拟现实技术。另外，在倾斜摄影以及激光雷达技术不断完善的背景下，计算机以及输电线路走廊建模技术的发展也相对较为完善，从而为在输电线路的运检工作当中使用三维虚拟现实技术提供了良好的先决条件。
关键词：三维虚拟现实技术；输电线路运检；应用
1三维虚拟现实技术的概述
1.1三维建模
实际上，三维建模技术是虚拟现实技术的基本技术，要想在虚拟的环境中模拟真实的效果，就必须要利用三维建模技术来制作相关模型。通常情况下，输电线路运检中都使用三维激点云数据来建模。电力单位使用三维激光点云数据结合施工现场的具体情况建立实体三维模型，并根据输电线路走廊的实际情况，借助云滤波、几何模型构建等来处理。从我国输电线路的整体特点分析，宜使用3DMAX与SketchUp结合方式来构建模型。
1.2平台开发
目前，在一些大的场景中使用的三维可视化应用管理平台主要有游戏引擎、三维地理信息平台两种。其中游戏引擎是为了增强场景渲染效果，但是，游戏引擎在空间属性及地形可视化中存在一定的局限性，图像过于抽象，且准确度低。然而，三维地理信息平台和游戏引擎相比，其空间属性更加突出，其具有很强的空间数据管理功能，同时，还可以准确分析及查找空间三维信息。因而，在实际输电线运检工作中，必须要根据实际情况，并合理使用这两种技术辅助运检工作。
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2实施方案
2.1数据采集及建模
三维数据采集主要目的是获取三维通道内杆塔、导线、各跨越物的三维地理信息，主要技术手段有现场人工测量、机载激光雷达测量技术。数据采集完成后，通过获取的输电线路通道内的各地物的三维数据数据，通过SketchUp和3DMAX的建模工具，对具体的地物、地貌进行建模，并导入到google Earth中，形成具体的三维通道模型。另外，通过建立塔型模型库，结合国网PMS和国网GIS系统中输电线路台账中有杆塔、导地线、绝缘子型号，杆塔的经纬度等相关数据，增加测量的杆塔高程数据后，形成杆塔的空间位置，结合项目开发时建立的相关模型数据库，从形成自动建立线路通道的功能。各障碍物的建模则主要通过建立房屋、树木、道路的基础模型结合其三维数据进行快速建模，从而形成简单且实用的三维通道模型。
2.2输电线路三维运行管理平台
输电线路三维运行管理平台要充分考虑背景基础数据的应用问题，为降低建设和推广成本，充分利用社会网络上已有的公共数据，特别是已有的地形、地貌数据，平台在google Earth的基础上进行二次开发，充分利用其中已有的影像数据、三维地形数据等。开发出的平台具有可展示、量测、查询、定位、编辑、预警等功能。（1）展示：通过数据建模建成的三维通道模型，可在平台中任意角度展示，能够从运维人员正常巡视和空中飞行巡查的角度查看输电线路的现场实际情况，其中重点是能够反映出输电线路通道内各类交叉跨越，通道内和通道附近各类建筑物，构筑物的空间关系：即交叉位置（地理位置）、交叉角度、交叉距离、空间距离等。（2）量测：提供空间量测工具，可进行导线与地物、地物与地物、导线与地面的三维距离、平面距离、垂直距离的量测，实时提现交叉跨越处输电线路与地面、地物之间的位置关系。（3）查询：可根据关键字、导航树查找线路杆塔、导线段、交叉跨越处等。（4）定位：可根据线路台账、杆塔台账、交叉跨越处台账等实现定位功能，居中显示查询的具体位置处的三维通道情况，实现所要即所见的功能，方便后期线路运维人员快速查询想要的交叉跨越处情况。
3应用情况
3.1相关数据的采集
在进行输电线路运检工作的时候，可以通过相关的数据采集技术对走廊当中及其通道附近的物体（比如房屋、植物等）的具体情况，比如植物的生长速度以及房屋外形的尺寸等进行详细的分析并进行记录，从而为三维建模打下良好的基础。
3.2交叉跨越
交叉跨越是在输电线路运检工作当中运用三维虚拟技术时影响其路径走向的主要原因。所以要想在一定程度上确保设计方案的完善性，我们就必须要做好交叉跨越信息的搜集工作，并且还要确保所搜集到的信息的真实可靠性。三维走廊重建技术和之前的那种按照施工图进行全面外业实测的办法不一样，其主要是依据三维走廊中详细分辨，从而对交叉跨越的位置进行有效的确定，接着再进行统计和测量的工作，如此便能够有效确保所得信息的真实可靠性。
3.3巡检预警
主要是采用相应的管理系统，来对不同环境下（包括气象、负荷条件）所发生的改变，及其所测得的一些可变化的物体（比如：植物）成长情况等相应情况，再根据线路的实际情况做出警告。①在外设当中接入的监测以及观测设备，拥有从该系统当中对线路的符合情况进行自动采集同时有效的和所监测到的温度结果相结合来对导线弧度的作用进行自动计算。比如在气温、风力、覆冰、荷载等运行条件和环境的变化对线路本身的影响而引起的空间距离的变化。按照系统当中对于一些外形固定的交跨物以及地形等相关参数的记录来对交跨距离进行自动测量，假如检测到有不符合标准或者出现临界值的时候警报装置就会自动发出警告，同时记录下相应的结果。②可以有效的对跨越在通道当中的一些树木类型进行有效的收集并掌握其在不同气候期间的成长情况，对树木和通道之间交跨的距离进行相应的安全预测，一旦其超出了有关标准，系统的预警功能就会启动。③该项目还拥有以下作用：那就是可以在一些大型的施工区域以及重要的交叉跨越区域等的视频监控当中，有效的对通过电力线路及其附近的施工机械以及大型车辆的整体外形进行采集并分析。另外还可以对其外形尺寸进行自动计算，然后对其是否将对电力线路的安全造成影响做出相应的分析，一旦分析到有危险物体靠近就会自动发出相应的提示。④利用人工的手段将线路负荷以及风力和运行环境温度等条件自动计算，交叉跨越物以及电力线路之间的安全距离进行录入，尤其是在还没有开始调整系统运行方式之前，在遇到大风或者是高温等情况的预警的时候，需要提前进行线路运行条件的确认。我们可以采用以上几种方面来确定是否需要在现场进行监控、设置安全警示标识以及提高巡视密度等方法。
4结论
总而言之，随着科技的快速发展，我国在电力方面已经初见成效，同时，我国电网信息化程度也逐渐提高，在这种条件下，我们就需要重视输电线路运检工作。将三维虚拟现实技术运用到运检工作中，可以大大提高运检信息、智能化水平，借助运检平台，可以随时检测到各种气候条件下，地物的变化规律，从而收集相关信息，为线路检修提供参考数据。因此，要提高输电线运检质量，我们就需要大力推行并适应三维虚拟现实技术。
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[4]盛金马,葛奎,许邦鑫.三维虚拟现实技术在输电线路运检中的应用[J].低碳世界,2017(33):40-41.
论文作者:夏先喜
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/29
标签：线路论文; 虚拟现实论文; 技术论文; 建模论文; 杆塔论文; 数据论文; 通道论文; 《防护工程》2018年第25期论文;