国网江苏省电力公司经济技术研究院江苏南京210008
摘要：文章对输电线路大跨越钢管塔施工的数字化平台的构建及技术应用进行了分析，通过采用计算机技术和数字化技术，在集成应用了BIM技术、CAE技术、虚拟现实、人工智能、工程数据库、移动网络、物联网以及计算机软件集成技术等基础上，建立信息模型，形成一个面向第三方的全信息数据库，实现信息模型的综合数字化集成，构建输电大跨越钢塔塔施工的数字化平台，从而指导输电线路特高压大跨越钢管塔的施工，同时也为此类钢管塔的施工培训奠定基础。
关键词：输电线路；大跨越；钢管塔；数字化平台；虚拟现实模拟
1、研究背景
在皖电东送工程中，国网交流公司已从纯技术角度开发了面向现场施工人员的钢管塔组立施工虚拟现实仿真系统，做了一些有益的尝试，还有待于进一步系列化、标准化，特别是在施工管理平台上有待于开展相关研究。如果说，钢管塔组立施工虚拟现实仿真系统是利用预先编制的培训模块对学员进行训练的，学员在虚拟环境中互动性较差，钢管塔施工工艺分散，未进行集成和标准化处理。基于此，对输电线路特高压钢管塔施工开展数字化的研究变的尤为重要。
2、输电线路特高压大跨越钢管塔施工的数字化技术特点
输电线路特高压大跨越钢管塔施工的数字化技术是以多元地理信息为基础，多维信息模型作为载体，实现施工模型的可视化、集成化、并行化、智能化，打破信息孤岛，实现全专业、全过程信息共享，进而全面提升输电线路特高压钢管塔施工的质量和效率，模拟和辅助分析工程案例，从而实现为合理工期和合理造价提供指导，推进标准工艺的应用，规范现场安全管理。
（1）可视化
虚拟施工模型更加真实，利用多元地理信息系统和先进的建模技术，建立“所见及所得”虚拟施工模型，给工作者和培训学员更直观的感受。
（2）集成化
依托多维信息模型，实现数据信息的实时、便捷传递，实现不同软件之间的信息共享，逐步实现不同软件之间的集成应用。
（3）并行化
实现各专业协同配合，施工质量将进一步提高。通过数字化使得线路专业间的协同作业更加流畅，将逐步拓展到前期勘测专业、系统专业，实现设计、施工全过程的协同。
（4）智能化
将人工智能引入智能数字化系统中，使其具有专家的经验和知识，具有学习、推理、联想和判断的能力，以及智能化的视觉、听觉、语言的处理能力，从而达到设计、施工智能化的目的。
3、输电线路特高压大跨越大跨越钢管塔施工数字化平台的构建
输电线路特高压大跨越钢管塔施工数字化平台的构建，离不开对施工方案和选线设计的校核，这一步在大部分的软件和平台构建中都容易被忽视，在皖电东送特高压输变电工程同塔双回路钢管塔的施工中，就特别注意到了这一点，将设计模块集成于数字化平台之中，也即可成为施工前的校核子模块。对设计方案进行确定无误后，开展虚拟现实模拟系统的智能化工作。
3.1数字化平台系统的技术架构
平台在软件工程思想、系统规划思想的指导下，以计算机技术、地理信息系统技术、数据库系统技术、遥感技术、三维显示技术、海量数据调度技术和电力系统知识等为基础进行项目建设。系统中各类关系数据存储于Oracle数据库中，依靠ArcSDE引擎管理地理信息和图形数据，文档资料存放于FTP中。整个系统的开发构架于.NetFramework4.0基础之上，采用MicrosoftVisualStudio2010作为集成开发环境进行实现，利用ADO.Net访问关系型数据，依托ArcGISEngine引擎实现二维图形展示和操作，采用EVGlobe实现三维展示，利用MVP框架，控制人机交互逻辑，基于DevExpress实现人机交互界面[6]。
3.2输电三维数字化设计子模块的构建
输电三维数字化设计利用GIS、RS、虚拟现实和接口技术，集成高分辨率影像数据和数字高程模型，构建三维地理场景，在三维地理场景下，以电网设备三维数字化模型为对象，以设计规则为驱动力，以三维可视化为表现形式，以数字化设计体系文件为标准，集成各专业设计软件来开展业务工作，涵盖线路路径选择及优化，线路平断面绘制，线路杆塔排位，电气设计，结构设计，技经统计和线路三维展示等业务工作[7]。
其特点如下：
（1）基于统一数据库资源
平台整合影像数据、基础地理数据、专题数据、电网数据库等数据资源，数据涵盖范围广，数据种类齐全，基于统一的空间数据库进行集中存储管理与共享访问。
（2）综合性集成平台
平台集成专业设计工具及协同设计工具开展输电数字化设计，充分发挥二、三地理信息系统、专业设计工具及协同设计平台各自的优势，实现勘测设计一体化和协同设计一体化。
（3）三维可视化协同设计
基于三维真实场景组织勘测、电气、结构等专业协同开展线路路径优化、杆塔排位、空间校验以及输电线路要素模型（基础、杆塔、导地线、金具、绝缘子等）的三维展示及相应的设计和校核工作。
（4）基于数据贯通的二、三维一体化
实现了地形地物二、三维协同标绘，线路三维路径选择与线路二维平断面图提取同步，线路路径三维场景与线路二维地图显示同步，线路三维杆塔排位与二维平断面图杆塔排位同步等。
（5）规则驱动实现自动化
根据规则来驱动配置设计杆塔绝缘子串、接地装置、间隔棒安装距离、防震锤等附件并进行统计。
（6）衔接前后端业务应用
实现各专业数据贯通、业务贯通、流程贯通的基础上，提高规划设计工作深度与效率。往后实现数字化移交，为施工运行提供标准化数据支持，延续数据的生命力和使用价值。
3.3虚拟现实仿真系统子模块的构建
虚拟现实仿真系统是将施工工艺设计、工况仿真、人机交互模拟、技术考核、现场施工指导、仿真程序设计、仿真试验和仿真数据采集、分析处理等集于一体，设置培训教室、培训考核和仿真实验室三大模块，将抽象的概念、复杂的技术、重要的措施、规范的行为用3D虚拟仿真技术进行模拟，直观的展示给施工人员。
虚拟现实技术已经被广泛应用于工业设计、城市规划、电力建设和应急演练等领域。国外许多大型企业，如福特公司的汽车引擎生产车间，波音公司的飞行演练模拟实验室，在设计、制造、培训等各个环节，引入虚拟现实技术对员工操作技能、实战经验进行培训，大幅提高了设计生产效率和运行安全性。虚拟现实技术与传感器、数据采集等技术结合，通过强大的分析、处理能力，能够对风险、事故进行预警，有效减少了企业决策失误，降低企业风险。在输变电线路大跨越施工中，虚拟现实技术已被应用于工程建设中。现阶段，还未有一套针对与特高压钢管塔施工的虚拟现实培训体系。从我国第一条特高压交流示范工程开始，我国进入了特高压建设高速建设期。特高压工程中，钢管塔将被广泛使用，但还未有利用虚拟现实技术集成钢管塔施工工艺培训和演练系统，无法全面展示我国在特高压钢管塔建设过程中具有特点的施工管理流程和钢管塔施工工艺技术，没有形成完整的标准化体系。因此，数字化平台的构建至关重要。
4总结
特高压大跨越钢管塔施工数字化平台的构建应该结合施工组织、安全、质量、风险及成本控制等内容，将设计、施工、成本管理等模块集成于数字化平台中，能够虚拟现实施工情况，将各项规程规范等内容拆解融入虚拟演练过程中。
参考文献
【1】李雪梅．输电线路数字化的研究与应用[J]．电力学报，2013（03）：40-42.
【2】张瑞永，林致添．输电线路三维可视化辅助设计系统的研究[J]．电力勘测设计，2012（01）：77-82.