陶漢訓(xùn) 費晨川 張卓群

摘? 要：本文基于三維數(shù)字化設(shè)計軟件，從工程設(shè)計的角度出發(fā)，重點研究了基于GIM技術(shù)的三維數(shù)字化設(shè)計規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計流程方法、設(shè)計協(xié)同理念和應(yīng)用功能不足等方面內(nèi)容。研究表明：三維數(shù)字化設(shè)計可實現(xiàn)場景展示的可視化、模型分析的精細化，專業(yè)協(xié)同的一致化和移交成果的標(biāo)準(zhǔn)化，未來具有非常良好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)信息模型;架空輸電線路;三維設(shè)計;協(xié)同設(shè)計

1.引言

隨著國家電網(wǎng)公司實施的“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略目標(biāo)，以及加快建設(shè)堅強智能電網(wǎng)，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合等措施，輸電線路三維數(shù)字化設(shè)計時代已經(jīng)成為大勢所趨。與變電工程三維數(shù)字化設(shè)計相比，輸電線路三維數(shù)字化設(shè)計起步較晚，究其原因在于線路專業(yè)三維數(shù)字化設(shè)計的對象是整個路徑通道，且路徑區(qū)域范圍內(nèi)相關(guān)的控制因素都要考慮^[1]。目前，我國部分輸變電工程已開始探索基于BIM技術(shù)的三維數(shù)字化設(shè)計與管理，并取得了一定的成績，包括：500kV靜安（世博）地下變電站和1000kV滬西變電站工程和±1100kV吉泉線（寧夏段）提前架線段施工管理等^[2-5]。如何能夠真正發(fā)揮三維數(shù)字化正向設(shè)計的優(yōu)勢，已經(jīng)成為現(xiàn)階段電力行業(yè)研究的熱點與難點。

2.GIM技術(shù)簡介

電網(wǎng)信息模型^[6]（Grid Information Model，GIM）是依托地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS），將電網(wǎng)的組成元素數(shù)字化，以信息模型為載體，集成每個元素全壽命周期內(nèi)的信息，實現(xiàn)信息的高效、準(zhǔn)確、全面的應(yīng)用，配套技術(shù)包括：CAD 技術(shù)、參數(shù)化建模技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、GIS 技術(shù)等。GIM 技術(shù)以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，研究通用的模型接口技術(shù)和統(tǒng)一的編碼系統(tǒng)，建立貫穿輸變電工程全過程的信息模型，并具備虛擬性、仿真性、全壽命周期性和安全性等特點。設(shè)計單位是建立模型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其工程設(shè)計信息覆蓋工程建設(shè)的全過程，包括：可行性研究階段、初步設(shè)計階段、施工圖階段、竣工圖階段。特別是，近些年來三維數(shù)字化技術(shù)在輸電線路工程中的不斷應(yīng)用和軟件的不斷發(fā)展，都為GIM推廣與應(yīng)用提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。目前，國家電網(wǎng)公司已發(fā)布5項輸電線路標(biāo)準(zhǔn)和3項評審規(guī)定，相關(guān)規(guī)范和文件的發(fā)布，基本構(gòu)建出了基于GIM技術(shù)的輸電線路三維數(shù)字設(shè)計的規(guī)范與體系，并在不斷完善與更新。

3.工程設(shè)計應(yīng)用

本文以某一實際的輸電線路工程為例，基于數(shù)字地球為載體，在高分辨率影像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過集成和管理基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、電網(wǎng)專題數(shù)據(jù)，融入三維選線、二三維同步排位以及實時設(shè)計校核于一體，提供在三維可視化場景中的協(xié)同設(shè)計。輸電線路三維數(shù)字化設(shè)計主要包括以下幾個步驟：1.路徑優(yōu)化：線路路徑建模是通過導(dǎo)入衛(wèi)片、高程信息和路徑信息，以及搭建地物的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出三維場景和二維斷面后開展路徑優(yōu)化排位，并建立工程數(shù)據(jù)庫。2.金具組裝：基于相應(yīng)的部件組裝，完成金具GIM模型入庫。3.桿塔建模：基于鐵塔計算、掛點設(shè)置和鐵塔放樣完成鐵塔GIM模型入庫。4.基礎(chǔ)建模：基于基礎(chǔ)計算、長短腿配置和基礎(chǔ)建模，完成基礎(chǔ)GIM模型入庫。5.立塔校驗：基于工程所需導(dǎo)線、地線，和已建金具、桿塔和基礎(chǔ)模型，以及地理信息數(shù)據(jù)、電網(wǎng)專題數(shù)據(jù)，根據(jù)優(yōu)化路徑、桿塔使用條件和二三維聯(lián)動完成線路立塔和校驗。6.成果移交：在初步設(shè)計、施工圖設(shè)計階段和竣工圖編制階段由線路不同專業(yè)聯(lián)合完成GIM成果移交，主要包括：工程地理信息數(shù)據(jù)、三維設(shè)計模型、文檔資料、裝配模型等。

4.研究結(jié)論

本工程初步完成了輸電線路工程三維數(shù)字化設(shè)計工作，并充分體現(xiàn)了數(shù)字化設(shè)計豐富的數(shù)據(jù)資源和三維設(shè)計空間分析優(yōu)勢。本系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)場景展示的可視化、模型分析的精細化，而且初步實現(xiàn)了專業(yè)協(xié)同的一致化和移交成果的標(biāo)準(zhǔn)化?？紤]到三維數(shù)字化設(shè)計仍處于螺旋上升的初級發(fā)展階段，未來該系統(tǒng)將在設(shè)計效率與質(zhì)量，數(shù)字成品的附加值，施工模擬與仿真，以及全壽命周期管理等方面取得更大的成績和更好的前景，為企業(yè)贏得更大的經(jīng)濟利益與市場競爭力。

參考文獻

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