梁君
国家能源集团陕西电力有限公司 陕西 西安 710065
摘要：在我国经济实力不断发展和科学技术不断进步的推动下，电力系统也实现了很好的发展成效。输电线路的运检一体化对于电力安全的重要性越来越高。本文基于虚拟现实技术的延伸，概述了VR在输电线路可视化管理和运检一体化工作中的具体应用情况。通过对VR技术的引进，让运检过程实现数据采集和三维场景的建构，提供一些关于输电线路的可视化管理的设计思路。可以通过对虚拟现实技术的引进，对输电线路运检工作的效率进行改善的目的，而且也能够促进新兴的技术在输电线路的有关实践工作中的应用有更多的参考。
关键词：VR技术；输电线路；运检一体化
1.VR技术
1.1VR技术概述
VR技术也就是虚拟现实技术，是从20世纪开始就在迅速发展的一种高新科学技术。该技术的兴起和影像学、三维仿真以及电子信息技术、计算机技术等都有密切的关系。该技术的基本实现方式是借助计算机搭建起虚拟视觉界面，进而让操作者能够有环绕式的视觉体验。
1.2虚拟现实在电力系统的应用场景
通过对VR技术的应用可以让电力工程项目的前期策划工作，以及模拟分析工作、后期的施工作业活动、监督运营维护工作等都能够有更加科学和准确的信息和数据的支撑。在使用场景的不断拓展下，把虚拟现实技术在电力系统的有关工作都进行引进和应用已经成了当前行业发展的趋势。在长时间的探索和改进之后，该技术已经可以在很多电网细化的领域表现出很好的应用成效。
2.虚拟现实技术在输电线路运检工作中的应用
2.1输电线路运检一体化
输电线路运检工作的主要业务涵盖了特高压UHV交、超高压EHV、高压以及直流电网的运行维护和检修工作。这些工作的开展需要比较高的技术含量支撑，而且也会面临比较高的作业风险。输电线路的运检一体化主要指的是在输电线路中完成运行和检修的统一管理，让其能够和以往的电力管理工作中线路运行以及问题的检修业务进行分离的工作方式进行区别，这样的工作方式能够让有关的运行和维护工作的成本支出更少，而且也能够让各工作阶段的管理水平实现有效的提升，防止发生重复工作的情况，而且也能够让有关运行和检修工作的工作效率更高。
2.2虚拟现实技术在运检一体化的应用场景
通过对比较熟悉的VR技术在电力运行和检修工作的应用情况的总结，主要可以分为系统培训、智能化平台两方面。系统培训主要指的是通过对虚拟现实技术的引进和应用，搭建起三维仿真的培训界面，对实际的运行和检修工作场景以及工作流程、工作方式等进行模拟，能够让接受培训的工作人员对实际的作业状态有更强的感知。同时，也需要搭配一些体感设备。培训工作人员可以让硬件设备和肢体动作进行有机的结合的应用，进而实现虚拟交互，达到高比例的真空作业场景的仿真成效。二是VR技术也可以在运检智能化的管理平台的搭建的时候进行很好的应用。通过对高仿真模拟的建立，绑定实时卫星影像数据和GIS技术，进而达到及时对有关的数据进行监控的目的，能够让运检的工作效率和响应速度实现有效提升，也能够让电力系统的输电线路在运检一体化的有关工作的发展过程中有更加坚实的技术保障。本文主要以达到输电线路的虚拟建模为基础。
3.三维输电线路构建方法
以VR技术在运检一体化工作的应用场景为参考，从以下几方面探究三维输电线路的建构方法。同时，以硬件工作的实际需求为依据，提出更具实用性的可视化的管理系统。
3.1数据采集
任何模型的搭建都需要有具体的信息和数据为基础。因此，数据采集就是比较基础和重要的工作，其目的就是能够捕获线路通道内的电力有关设施设备的三维数据信息，特别是应当对杆塔的有关数据完成采集工作。当前，行业内的应用频率比较高的技术方式是搭载无人机的激光雷达测量以及人工测量的工作方式。在完成数据采集工作以后，需要以GIS系统中的已有数据为参考，然后利用3DMaxd的方式对实际的地貌特点进行仿真的三维模型。
3.2模型的建立
三维模型的建立可以应用3DMax完成原型的建立，在实际的运行过程中，应当采用Open Scene Graph作为底层的渲染基础框架。
应当采用Linux enterprise 5.4的系统.然后按照已经完成采集的场景的数据动态地删除或者添加一些模型单元。首先需要在GIS系统中完成对线路的规划，对输电线路通道中的各个设施设备的坐标的有关信息和数据进行标注，然然后储存到有关的数据库里。在三维模型中应用OSG把所有的动态模型单元以类型数据和实际的方位数据为依据，完成动态渲染工作，从而完成最终版的三维模型的建立。
3.3模型优化
因为原始的3DMax设计的三维模型没有比较高渲染速率，而且文件也会比较大，这就造成需要应用的软件有比较高的水平，这对于实际作业场景的导入是不利的。所以对采用VRML完成原始数据的优化的研究和分析工作能够让文件的体积更小，而且也能够让渲染的运行速度更快。模型优化主要是把3DMax完成的模型设计导入到VRML,然后进行模型变换。对于3DMax导出的.wrl格式文件中的共同顶点进行识别和删除。通过把原始模型在VRML中的具体坐标进行改变，进而实现对造型距离的调整。由此，LOD细节层次控制节点就可以让模型的体积比较大的问题得到很好的解决。在模型优化以后，最后得到的220KV中端塔的三维模型的储存文件会比之前小百分之七十，需要占用的存储空间会在1MB以内。通过将原始模型数据量和优化后的数据量进行对比就能够知道，优化之后的模型数据量明显的更小。通过实践和实验证明，优化之后的三维模型在渲染速度方面实现了大幅提升，而且对于硬件设备也没有那么高的要求。能够让导入实际利用环境更加顺利。
3.4三维场景合并
完整的输电线路会包含周边的地貌特点以及核心的电力设施设备。对于有关的电力设备的模型可以通过前文所介绍的方法实现模型的搭建和优化。周边环境的特点可以通过对Google earth以及图像扫略技术等一系列的第三方数据导入，达到对模型快速搭建完成。
3.5运检信息查询以及问题的解决
除了搭建三围模型之外，在后续的工作中为实现针对目标输电线路的可视化管理系统的搭建工作，重点分析对Brower/Serve系统架构。然后有机结合前文所介绍的核心电力设备的有关三维数据模型。这个系统可以以不同电力业务的实际需要为基础，对三维输电线路的有关实时数据进行监控。不但可以让有关工作人员对整个输电线路的运行状况做到及时的了解和掌握，而且也可以保证在输电线路发生异常情况的时候，报警机制能够得到及时的启动，让有关工作人员能够及时掌握到有关的异常情况的信息，进而实现快速响应并及时对异常情况进行处理。这样能够让运检一体化工作的自动化以及信息化实现大幅提升，而且也能够让输电线路的实际问题得到更好的处置。
4.结语
综上所述，通过对输电线路在模型搭建以及运检一体化工作方面的难点和重点进行分析，对行业内现行的虚拟现实技术的应用场景进行总结，讨论了实现以VR技术为基础的对输电线路进行三维建模和优化的方法，同时也提出了应用Brower/Serve系统架构，并有效的将电力企业的有关资源和数据库进行关联，进而达到对输电线路的可视化管理系统的建立的目的。这个系统能够实现对有关数据进行实时监控的目的，而且有效的报警机制也可以让运检一体化工作中面临的问题得到很好的解决，同时，还能促进其工作效率的提升。也让有关的技术在该行业的普及和应用提供了比较好的借鉴。
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