方兵
广西鑫源电力勘察设计有限公司 广西钦州 535000
摘要：随着科技的发展，信息技术已经成为各行各业必不可少的工具。就输电线路设计行业而言，信息化水平的应用已经逐步成为衡量工程设计水平的标志之一。根据我国输电线路设计研究现状，结合国内外数字化设计的实践经验，阐述输电线路数字化设计的关键技术，论述建立数字化设计集成系统实现三维设计、协同工作和资源共享的数字化设计平台及其功能。
关键词：输电线路；数字化设计；展望
1.平台架构研究
1.1平台目标
1.1.1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、前期专题数据、电源电网数据、勘测成果数据、三维模型数据、线路成果数据和工程项目数据。根据业务流程对数据进行整合，方便设计人员完成输电线路设计，实现不同数据之间的协同操作，并形成设计成品的数字化。
1.1.2进行输电线路三维数字化设计系统建设。通过项目的建设，完整的梳理输电线路三维数字化设计信息管理流程，完成包括项目管理、基础地理数据管理、勘测成果管理、电网数据管理、线路设计成果管理、模型库管理、空间分析、优化选线、杆塔排位、铁塔与基础配置管理、辅助设计、工程成果查询统计、线路路径分析以及系统管理等多个功能模块。
1.1.3进行专业设计平台集成。对现有专业设计平台进行集成，使输电线路设计相关的专业数据资料信息化、数字化，在统一的平台上集成管理、显示、分析应用。
1.2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障，利用海量数据技术和软件框架搭建方法，实现数据库建设和系统建设。平台围绕电网设计具体业务，遵循可扩展性原则设计。平台分六个层次，分别是基础设施层、数据管理层、基础软件层、通用组件层、业务服务层、用户表现层。其中数据管理层、通用组件层、业务层和用户表现层分离，便于扩展系统。
1.3主要功能
根据输电线路设计流程，提供线路设计全生命周期规划、设计、分析统计、方案优化等业务相关功能。利用卫星图片、航测照片、卫星定位和全方位地形测量等手段开展线路路径优化、杆塔排位优化以及基础、杆塔、导地线、金具绝缘子的可视化设计及优化，使线路设计更加形象直观。
1.4基础配置功能
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。二维基本功能包括二维图层管理、地图定位、地图量测、地图编辑、坐标转换、制图输出等功能模块；三维基本功能包括视图浏览、三维量算分析、自然特效、要素标绘、空间分析、截屏和录像等功能；
系统配置管理模块为用户管理、权限管理、角色管理、日志管理、系统管理等方面的内容
1.5数据管理
数据管理主要包括勘测、线路、结构等不同专业在工程实施的过程中的设计成果资料的管理，作为基础数据的矢量数据、栅格数据、地形图和影像数据的管理，还包括对输电线路三维业务设计过程中的杆塔模型、基础模型、金具绝缘子串等通用模型库的管理。
2.输电线路数字化设计的关键技术
2.1数字化协同设计
该平台为设计人员提供了一个共享平台，能够让所有设计人员在同一平台操作，实时在线衔接不同设计专业、不同设计者的设计成果，使不同设计专业、设计者的设计联络和交流保持通畅，最终保持数据的一致性和信息共享、工作的协调配合，实现精细化设计，避免设计差错和设计疏漏等问题的出现。
2.2三维一体化选线、排位
以三维GIS为基础，利用高精度影像、DEM和基础地理数据，通过三维实景仿真技术对线路走廊进行全数字化表达和三维模拟，并将水文气象条件、地质条件、地震烈度等基础数据融入专业协同工作平台，结合线路走廊协议、各类避让规则和地方建设规划等，实现线路路径二三维一体化选线和排位，并进行多方案选线和技术经济比较，优化路径方案选择，为塔位的现场定位提供技术参考，能够有效提高设计效率。
2.3绝缘子金具串的参数化设计
支持绝缘子串金具零件三维参数化建模，建立完整的、标准化的绝缘子及金具零件参数化模型，根据设计条件提供的材料明细，建立三维绝缘子串实体模型，从而实现绝缘子串的自动组装，同时，自动判断绝缘子串金具连接可靠性，实现包括金具连接、金具配合尺寸、金具碰撞、金具破坏荷载计算等的全方位的自动检测，保证绝缘子串组装的可靠性和连接的正确性。根据组装完成的三维绝缘子串模型可进行材料量统计、二三维绝缘子组装图输出，并可与三维杆塔模型关联，实现杆塔间隙、跳线间隙等一键校核。实现了在提高绝缘子串组装图设计效率、设计质量的同时，为物资采购、施工组装和运维检修提供帮助。
3.数字化设计平台的应用
3.1可研阶段
以GIS系统为基础平台，实现了线路沿线风景名胜区、矿产区、自然保护区、水源保护区、炸药库、工业规划区，以及高压输电线路等重要交叉跨越等地理、地物信息标绘和数据管理。根据线路廊道地理信息分析，实现平台二三维一体化选线，并基于线路廊道地理信息分析，结合踏勘及路径协议要求，辅助设计人员确定最优路径方案。
3.2初步设计阶段
将通过初步设计路径方案预排位，对杆塔绝缘子串、接地装置、间隔棒、防震锤等进行自动配置，实现杆塔指标计算分析及房屋拆迁、交叉跨越等自动统计，从而形成精准的材料量统计成果及合理精细的初步设计提资成果。
3.3施工图阶段
充分发挥数字化设计系统二、三维联动设计功能(选线、排位和校验)的优势，形成三维地理信息实时分析、线路路径方案实时调整、二三维平断面杆塔布置实时跟踪校验的时效系统，为终勘人员外业终勘选线定位提供技术支持，实现了高效的精细化设计要求。实现全卷册的施工图输出，包括平断面布置图、杆塔明细表、基础施工图、间隔棒与防振锤安装施工图、绝缘子串组装施工图、房屋拆迁施工图等卷册。
3.4施工、运维阶段
将利用数字化平台辅助施工单位进行基础施工、杆塔组立、三维绝缘子串组装、机械化施工等工作。最后，根据业主工程全寿命周期管理的需要，实现输电线路设计成果的三维数字化移交工作，可为电网工程建设和线路运维提供唯一、权威的数据源。
4.数字化设计的互联网+、物联网展望
“互联网+”是互联网发展新形态、新业态，其利用信息通信技术及互联网平台，让互联网与传统行业进行融合。输电线路数字化设计可进一步实现“互联网+”，数字化系统可将线路工程的走廊及相关地理信息数据库与测绘信息库、国土资源信息库、林业信息库、城镇建设规划信息库、交通建设规划信息库等行业进行信息互联，实现资源共享，为输电线路路径方案的最优选择提供最及时的基础数据配置，实现输电线路设计行业与其他行业的深度互联和共赢。“物联网”是在互联网基础上，将用户端扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。输电线路数字化设计也可进一步实现“物联网”，将输电线路电线、绝缘子、金具、塔材等设备材料数字化，并与业主单位设备材料采购库、生产厂家的产品库、施工单位备料库等互联，实现定位、跟踪、监控和管理输电线路设备材料的设计、生产、采购、施工组装及运行管理的全过程，提高输电线路管理和建设效率。
结语：
输电线路数字化设计可进一步向互联网+、物联网进行拓展，实现输电线路设计行业与其他行业的进一步融合，提高输电线路管理和建设效率。
参考文献
[1]雷祥.输电线路工程数字化设计全过程应用及展望[J].大科技,2017,(29).97-98.
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