王晟
安顺供电局，安顺 561000
摘要：结合信息化现状，利用大数据、云计算、物联网、移动及可视化技术手段，对电网工程的设计、施工等不同阶段、不同专业的设计成果资料进行三维数字化统一集中管理，实现设计成果集成共享，打造三维数字化电网，促进业务集成、辅助数字化设计，通过数字化、三维可视化形式有效的管理电网工程的三维设计成果资料，更好的服务于工程评审、基建施工、生产管控。
关键词：三维数字化；数字电网；三维信息模型；信息共享；数据可视化
一、电网三维数字化建设方案
1.1方案架构
电网工程三维数字化平台的应用架构可划分为六个层次两个体系，分别是基础设施层、数据管理层、数据访问层、应用服务层、应用层、用户层、信息化标准体系和信息安全防护体系。其中，数据访问层、应用服务层、应用层和用户层分离，便于系统的扩展。利用大数据、云计算、物联网、可视化、三维数字化等技术手段，主要实现对输变电工程设计成果的移交接收、归档存储、集中管理、三维可视化展示、数据共享服务应用，有效推动输变电工程数据管理体系建设,支撑公司输变电工程数据的全生命周期管理。服务器端负责电网工程设计成果数据的存储和发布，客户端通过网页形式访问和获取电网工程三维可视化场景以及高级业务功能深化应用。执行数据管理与数据应用两大业务功能，满足公司电网工程数据设计成果集中管理需求，实现工程数字资产的持续积累和集中管理，实现数据共享，避免信息孤岛，为电网工程建设、生产指挥推广应用提供三维可视化平台服务和数据支撑服务。
1.2整体功能
电网工程三维数字化平台主要功能模块划分如下：数据上传工具、移交进度管理、电网移交工程项目管理、地理空间数据及移交管理、工程设计成果移交及管理、电网工程三维数字化浏览、三维数字化成果共享服务、三维数字化平台配置管理等。
二、关键技术与实现
（1）三维地理信息系统技术
综合基础信息平台利用遥感数据获取技术采集平台所需的基础地理影像DOM、数字高程模型DEM，通过对遥感影像进行纠正、配准、镶嵌、融合等影像数据处理工作后，基于空间四叉树原理进行空间数据金字塔构建，并建立高效索引机制，以瓦片文件形式进行存储、管理与发布。
（2）层级电网构建
基于丰富的地理信息数据，将所需变电站、杆塔、绝缘子串、基础、间隔棒、防震锤等电力设备模型统一入库；其次将层级电网明细按照业务逻辑关系以回路为单位进行组织入库，并对不合理的数据进行初步检测提示和校验修改，然后利用电力引擎驱动进行三维电网成果构建；电网成果构建完成后需对成果进行进一步的优化处理，包括动态导线索引创建和LOD优化等。
（3）动态导线创建
对导线创建包括以下几点：a、四叉树动态索引：将导线、电缆工井、隧道及电缆线路等参数化模型进行四叉树动态索引创建，并将数据按尺度范围进行瓦片分块，然后在三维场景中通过实时窗口调动展示来实现高效渲染和加载，从而保证了三维场景的稳定性。b、悬链线算法：在送电线路中，由于导线刚性影响，相邻杆塔之间的导线会出现一定程度上的弧垂，形成了弧线；同时弧垂公式的选择也关系到电线使用应力的误差和电线对交叉跨越物的间距误差问题。c、贝塞尔曲线插值算法：保证导线弧度的流畅及渲染效果。
（4）LOD渲染技术
LOD（细节层次模型技术）渲染是将原始的多面体建立面片模型，并根据按距离和尺寸剔除算法、三角面数量恒定算法、基于边折叠的网格简化算法、材质合并算法，通过几何数据块间共享、纹理块间共享等手段，减少面片结构中的拓扑边和结构面的数量，从而达到在不影响视觉效果的情况下降低数据复杂程度和IO吞吐量的目的，进而提高多面体数据的访问和渲染效率。
三、试点现状与总结
（1）试点移交流程
电网工程三维数字化实现了电网工程三维信息模型数据从设计、基建期向运行期移交和管理，主要实现数据管理和数据应用两大业务功能，过程包括设计成果数据移交、数据审核、数据管理、数据共享和数据展示。并能提供数据共享和服务接口，从而有效提供数据共享服务，避免信息孤岛。整个电网工程的移交流程包含了数据收集、移交、审核、检查、管理、发布、共享和展示等一系列操作；所移交工程数据成果资料必须严格按照移交规范进行成果数据移交，通过三维设计、三维建模、激光扫描、倾斜摄影等各种技术手段，对电网工程各阶段的设计方案、设备设施进行三维建模，并对三维移交成果按照移交规范进行数据审核和质量检查，审核合格后进而进行数字化存储管理，确保正确构建输变电工程基建区完整的数字化信息模型。
(2)试点情况总结
通过电网工程三维数字化平台在试点单位的应用建设完成目标有：（1）建立电网工程数字化统一标准及规范；（2）明确了三维数字化移交的工作方案，原有依托二维GIS移交的方案不明确；（3）实现设计成果三维数字化表达；（4）以走廊三维数字沙盘为基础，辅助设计检查和施工现场调查，进一步有效提高工程设计和评审的直观性、准确性；（5）形成电网工程的三维可视化“虚拟”资产，为公司资产管理和生产运营提供数据共享服务；（6）电网工程三维数字化应用从设计、施工、竣工各环节充分积累工程数据，实现工程成果的三维数字化管理和展现，为后期运检提供服务。在试点应用期间发现与提出待解决的问题如下：（1）需要明确在运电网改造以及配电网工程的移交范围和阶段，规范移交应用的业务，目前三维移交平台只支持增量移交；（2）需要梳理和规范移交流程，明确竣工阶段各项数据的唯一来源；（3）需要提出与生产系统对接台账的有效方案；（4）明确系统业务流程中，各单位职责问题。
四、结语
搭建电网工程三维数字化平台，利用大数据、云计算、物联网、移动及可视化技术手段，对电网工程的设计、施工等不同阶段、不同专业的设计成果资料进行三维数字化统一集中管理，实现设计成果集成共享，打造三维数字化电网，促进业务集成、辅助数字化设计，通过数字化、三维可视化形式有效的管理电网工程的三维设计成果资料，更好的服务于工程评审、基建施工、生产管控。
参考文献
[1]贾彦龙.以工程质量捍卫电网安全[J].国家电网.2012(01)
[2]李劲聪.110KV电网的规划与设计分析[J].科技资讯.2020(01)
[3]陈世焕.议电网建设单位如何进行工程造价控制与管理[J].工程建设与设计.2012(06)
[4]张双萍.浅谈电网建设项目经济评价的编制[J].广西电业.2006(09)