摘要：从输电线路工程角度，对于设计技术的发展趋势进行了分析，对三维数字化设计技术的应用效果进行了介绍，对输电线路工程应用三维数字化设计技术存在的问题提出了建议。
关键词：输电线路工程；三维数字化设计；工程信息传递
引言
一方面工程模型上，二维模型将向三维实体模型过渡；另一方面从信息角度来看，设计信息传递的日益便捷，多专业、跨区域、多平台整合之势日趋显现。特别是近十年，以三维数字化设计技术为代表的新设计技术在输电线路工程中不断得到应用，作为一项发展中的技术，需要根据目前应用情况进行系统的研究，有序推动和引导技术的发展。
一、三维数字化平台架构研究
（一）平台设计目标
（1）建立输电线路设计数据库。输电线路数据库包括基础地理数据、初步专题数据、电网数据、调查结果数据、三维模型数据、线路生产数据和工程项目数据。根据业务流程对数据进行集成，便于设计者完成传输线的设计，实现不同数据之间的协同操作，形成成品的数字化。（2）输电线路三维数字设计系统的构建。通过项目的建设，整理出三维数字化设计信息管理过程中的传输线，包括项目、基础地理数据、勘测成果、电网数据、线路设计成果、模型库等管理，同时做好所设计线路的空间分析、路径选择、杆塔排位、基础配置、查询统计结果和系统管理等功能模块。（3）专业设计平台集成。整合现有专业设计平台，使输电线路设计相关专业数据信息数字化，并在统一平台上集成、管理、显示和分析应用程序。
（二）平台架构设计
GIS技术和计算机网络技术是平台的基本技术保证，主要利用海量数据技术和软件框架构建数据库和系统的方法。该平台是围绕网格设计的，遵循可扩展性原则。平台分为六个层次，即基础设施层、数据管理层、基本软件层、通用组件层、业务服务层和用户性能层。将数据管理层、通用组件层、服务层和用户性能层分开，便于系统的扩展。
二、三维设计与数字化协同的基本技术
输电线路三维数字化设计技术是基于多层次信息集成技术的。多维协作是一种设计工具，以数据信息集为核心，实现智能化、精细化、标准化的设计结果。协同数字化设计与输电线路项目过程是一致的，即从开始过程到建立多维数字实体。多维协同数字化设计的目标是：提高设计效率和产品质量，在设计审查的过程，采购、信息传递、工程招投标、现场管理、管理系统，对输电线路工程项目管理各阶段的管理系统提供数据源支持，提高整个生命周期的效率和输电线路项目质量管理。通过对数字化输电线路设计技术实现项目生命周期中各个环节运行效率的全面提升，并通过统计对技术和管理、量化管理的开发、生产、计划、组织、协调、销售、服务、创新等功能的集成操作。依托数字化技术，可以促进输电线路技术改造，使企业在动态多变的全球市场环境中生存、发展和扩大竞争优势。输电线路数字化技术系统包含多维可视化设计、协调系统、设计数据信息共享与管理系统、数字传输系统和采购资产管理系统等。多维可视化设计系统是利用先进的多维可视化显示技术和后台数据核心数据库进行有效的数据集成的设计系统。在技术系统中，多专业人员参与整个输电线路项目设计，而不是只在专业化阶段设计后才进行信息交互。相应的电气、结构和其他专业，应该有一个专业的、成熟的智能辅助设计系统设计确保信息共享和协调整个工程设计的全过程，从而促进多维协同设计应用的形成。数字数据可以通过项目管理系统进行共享和传输，如建设、运行维护等。项目的各个阶段都有标签关联关系，可用于输电线路寿命管理。使用该系统可以提高项目的总体设计质量和设计效率，并充分利用结果。所涉及问题可以在设计阶段得到充分解决，获得高质量的设计成果，为业主带来增值效益，提高企业的市场竞争力。
三、三维数字化平台主要功能
根据输电线路的设计过程，给出了线路寿命周期规划、设计、分析、统计和方案优化等相关功能。利用卫星图像、航空照片、卫星定位和全方位的地形测量手段进行线路路径优化，优化杆塔排位，对杆塔、导地线及金具绝缘子等进行可视化设计和优化，电路设计更直观。
（一）基本配置功能
基本功能包括二维基本功能、三维基本功能和系统配置管理模块。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二维基本功能包含图层管理、地图定位、地图测量、地图编辑、基本函数的坐标变换，映射输出模块；三维基本功能包括3D视图浏览、三维测量分析、自然影响元素的绘制、空间分析、截图和视频功能；用户管理系统配置管理模块包含权限管理、日志管理和系统管理等功能。
（二）平台数据管理
数据管理主要包括对项目设计数据线测量的过程，以及不同专业的管理结构，还有对矢量数据、栅格数据、地形图和影像数据的管理，而且还包括杆塔模型和基准模型的设计过程中，绝缘子串的通用模型的拟合三维业务传输线。
（三）三维业务设计
三维业务设计部分包括工程项目管理、路径分析、电气设计和结构设计四个
业务模块。通过对线路测量、杆塔定位优化和路径交叉检查及查看等功能，实现路径方案管理、地理信息的提取、气象数据的提取，重要的控制点设置、调查方案的选择、路径的编辑、路径通过区域统计、工程计算、技术投资、路径平面图和平断面的导出等功能，使每个阶段的地理资料信息化；路径方案选择与选线成果的统计分析最优化，以及杆塔、金具、绝缘子串和接地装置的分类统计简单化。同时输电线路备选方案（选线）的设计与实现，也主要基于主线的三维路径选择和现场数据调查，实现路径图、断面图和路径分析报表等结果自动生成。
四、三维数字化平台在输电线路三维数字化平台创新应用
（一）三维协同设计
平台为设计人员提供了共享平台。让所有设计人员在同一个平台上操作，不同设计专业、设计人员的设计成果实现了实时在线衔接。确保不同设计专业与设计者能够保持畅通的设计联络与沟通交流，从而实现了设计配合工作的协调发展，对设计进行精细化布置，以防出现设计差错与疏漏等方面的问题。
（二）三维一体化排位与选线
利用高分辨率卫星云图和数字地形模型，利用三维仿真技术对廊道进行全数字表示和三维仿真。勘测各专业将冰区划分、风区划分、地质条件及地震烈度数据等纳入专业合作工作平台。结合走廊信息数据库，进行多路径方案选择和技术经济比较，进行路径优化。根据选线结果，优化实现二三维联动设计排序函数，利用杆塔的地形地貌，初步判断三维数字地形模型，为杆塔定位提供技术参考，可有效提高设计效率。
（三）三维检验电气间隙
实现了三维杆塔模型和三维数字地形模型。通过对静止与风偏摆动状态下，导线电气间隙自动校验，有效地解决了工程设计过程中杆塔的间隙、杆塔跳线弧垂，以及导线与地面控制点之间的距离和其他电气间隙校准的技术问题。
（四）虚拟现实与三维仿真
利用虚拟现实技术，借助高精度图像和高程数据，在数字地球上模拟工程走廊的实际三维地形。辅助设计人员更加直观地把握项目的地形分布，并通过构建图像金字塔、LOD分层实现大场景、大数量的图像数据浏览，从而提高设计人员效率。利用三维地形数据，实现三维绘图和三维选线的过程，确保桩始终处于最有利的局部地形，在最短时间内排除无法立塔的大跨越情况，提高设计精度。
五、结束语
随着现代科技水平不断提高，以及三维数字化输电线路的设计平台快速发展，新的三维数字化设计平台的概念、功能与评估体系将不断出现，这就要求我们在实际工作中继续应用和完善三维数字化设计平台的评价方法，使之与时代同步，为三维数字化输电线路设计的发展提供保证。
参考文献
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论文作者:张贤
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签：线路论文; 数据论文; 杆塔论文; 技术论文; 多维论文; 平台论文; 路径论文; 《电力设备》2017年第25期论文;