韓宏業(yè)

摘? ? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)與信息化技術(shù)日益交融，在電力行業(yè)普及三維設(shè)計(jì)技術(shù)成為必然。因此，概述輸變電工程三維設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵、核心優(yōu)勢(shì)以及將其應(yīng)用于輸變電工程的重要性，著重探討了在輸變電工程中三維設(shè)計(jì)技術(shù)的具體應(yīng)用和三維軟件的配備問(wèn)題，并展望三維設(shè)計(jì)技術(shù)在輸變電工程中的應(yīng)用前景，以期為運(yùn)用三維設(shè)計(jì)技術(shù)的電力工程項(xiàng)目開(kāi)展提供參考。

關(guān)鍵詞：輸變電工程;三維設(shè)計(jì);信息化技術(shù);

1三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)

1.1三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)是基于科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展產(chǎn)生的一種新興高科技技術(shù)。所謂三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，是指憑借整合不同時(shí)間勘測(cè)到的信息數(shù)據(jù)，在挖掘有關(guān)數(shù)據(jù)后，最終完成對(duì)綜合性數(shù)據(jù)的解析。借助該技術(shù)，可以快速傳遞對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)輸變電工程三維設(shè)計(jì)的內(nèi)涵進(jìn)行闡述：在搜集到工程信息、地理信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合應(yīng)用三維建模技術(shù)和數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)，最終在輸變電工程中不僅實(shí)現(xiàn)全過(guò)程三維可視化設(shè)計(jì)，還完成信息一體化。由此對(duì)三維設(shè)計(jì)的特征進(jìn)行進(jìn)一步概括：

（1）具有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則。一般來(lái)說(shuō)，三維設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分為企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2017年底，國(guó)家電網(wǎng)公司已制定印發(fā)了八項(xiàng)就輸變電工程三維設(shè)計(jì)展開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）具有設(shè)計(jì)的模型。作為三維設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)施的具體對(duì)象，模型標(biāo)準(zhǔn)是約束各方工作、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效傳遞的根本，應(yīng)遵循“標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、兼容交互、模型通用”三項(xiàng)原則。

（3）具有大數(shù)據(jù)的支撐。作為三維設(shè)計(jì)成果的根基，數(shù)據(jù)經(jīng)由建立數(shù)據(jù)中心達(dá)成全業(yè)務(wù)的統(tǒng)一意義重大?，F(xiàn)今的數(shù)據(jù)中心一般是指數(shù)據(jù)處理域、數(shù)據(jù)分析域以及數(shù)據(jù)管理域三個(gè)方面。

（4）具有不同階段的協(xié)同。三維設(shè)計(jì)的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同要求滿(mǎn)足“一對(duì)多”數(shù)據(jù)權(quán)限訪問(wèn)模式。協(xié)同的實(shí)現(xiàn)主要依靠應(yīng)用人員的三維設(shè)計(jì)技術(shù)水平。

1.2三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

二維設(shè)計(jì)技術(shù)和相應(yīng)計(jì)算機(jī)軟件的結(jié)合，足以解決輸變電工程中出現(xiàn)的較多問(wèn)題。但是，在使用二維設(shè)計(jì)技術(shù)時(shí)，由于牽涉到空間相對(duì)位置，必須通過(guò)立體幾何原理，將空間位置以在若干平面上的投影圖的形式呈現(xiàn)。這存在轉(zhuǎn)換與校驗(yàn)復(fù)雜等問(wèn)題，會(huì)耗費(fèi)設(shè)計(jì)人員大量精力。三維設(shè)計(jì)技術(shù)則不會(huì)存在此類(lèi)問(wèn)題。通過(guò)三維建?？梢粤钤O(shè)計(jì)方案以最貼合實(shí)際的形象展現(xiàn)出來(lái)，大大提高了可視化程度。設(shè)計(jì)人員可以隨意瀏覽、優(yōu)化設(shè)計(jì)，施工人員也可以更迅速清楚地掌握設(shè)計(jì)方案。采用三維設(shè)計(jì)技術(shù)，多樣化專(zhuān)業(yè)的綜合應(yīng)用有助于提高緊密配合度，便于優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，還可從不同方面實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電工程的精準(zhǔn)解析，極大地提高工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。

2具體應(yīng)用

2.1勘測(cè)信息挖掘技術(shù)

2.1.1勘測(cè)信息挖掘技術(shù)

在輸變電工程中，運(yùn)用激光點(diǎn)云技術(shù)、海拉瓦技術(shù)等手段，逐步完成輸變電工程產(chǎn)前和跨越統(tǒng)計(jì)的精細(xì)化，最終實(shí)現(xiàn)輸變電工程勘測(cè)信息和挖掘技術(shù)更為精密的計(jì)算。

2.1.2軟、硬碰撞檢測(cè)

軟、硬碰撞檢測(cè)主要用于模擬實(shí)體模型之間及其與其他模型之間的銜接情況。例如，辨別電氣距離是否滿(mǎn)足要求，線路交叉跨越是否有效避開(kāi)。對(duì)于存在較多復(fù)雜空間的輸變電工程三維設(shè)計(jì)，軟、硬碰撞檢測(cè)可以顯著提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.1.3整合各類(lèi)模型、平臺(tái)

在輸變電工程中，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)導(dǎo)線、金具以及鋼架構(gòu)等材料進(jìn)行實(shí)體模型統(tǒng)計(jì)，可以改變傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)技術(shù)依靠人員自行統(tǒng)計(jì)的方法，在不同層面優(yōu)化改善設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí)，三維設(shè)計(jì)技術(shù)將整合各種軟件的信息接口，保證三維設(shè)計(jì)信息在一次錄用后可以反復(fù)選用。依靠射頻識(shí)別技術(shù)與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，還可以提高工作人員的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)效率。

2.1.4優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案

可視化三維信息模型可以實(shí)現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的精準(zhǔn)分析，幫助制定更有效可靠的防控措施。支持施工進(jìn)度情況的模擬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人員、材料以及機(jī)具等的合理安排，提高工程進(jìn)度和造價(jià)成本的可控性。

3三維軟件平臺(tái)的配備

3.1基于AutoCAD的三維建模

作為電力行業(yè)目前最普遍的平面繪圖軟件，AutoCAD具備三維繪圖功能。利用AutoCAD可以實(shí)現(xiàn)三維繪圖和動(dòng)態(tài)觀察，還可以檢查較簡(jiǎn)單的空間位置關(guān)系，特別適用于在工程實(shí)際測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)上建模，如校驗(yàn)導(dǎo)線間距與桿塔電氣間隙等。除功能完整外，利用AutoCAD進(jìn)行三維建模無(wú)需再對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行培訓(xùn)，且大部分設(shè)計(jì)單位已經(jīng)耗資獲得了該軟件的正版，降低了軟件的投入成本，對(duì)三維建模的工程化具有一定的現(xiàn)實(shí)意義

3.2引入其他三維設(shè)計(jì)軟件

能源安全關(guān)乎國(guó)家命脈。在能源行業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，必定會(huì)對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式造成沖擊，故國(guó)內(nèi)外對(duì)區(qū)塊鏈在能源行業(yè)的應(yīng)用十分謹(jǐn)慎。要將相關(guān)項(xiàng)目落到實(shí)處，必須有相關(guān)政策和法律的支持。目前，這項(xiàng)新技術(shù)在法律使用方面具有不確定性。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展，它極可能與法律規(guī)則存在一定程度的不兼容，會(huì)限制區(qū)塊鏈的應(yīng)用。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)的信任機(jī)制全然不同于傳統(tǒng)交易，與之對(duì)應(yīng)的法律尚未制定，一旦產(chǎn)生糾紛，立法、執(zhí)法機(jī)構(gòu)與企業(yè)管理者要如何利用法律手段加以處理有待商榷。輸變電設(shè)計(jì)可以選擇的配套三維軟件種類(lèi)繁多，且隨著軟件不斷的更新?lián)Q代，越來(lái)越多滿(mǎn)足工程需要的新穎技術(shù)不斷涌現(xiàn)。從實(shí)際應(yīng)用角度看，結(jié)合輸變電工程的具體狀態(tài)決定最恰當(dāng)匹配的軟件是最好的選擇。例如，在實(shí)現(xiàn)繪圖和渲染時(shí)，選擇3DMAX展現(xiàn)輸變電工程的實(shí)際效果。最終繪制的圖形包括漫游展示和清晰的效果圖。

4應(yīng)用前景

4.1推進(jìn)三維模型的普及，強(qiáng)調(diào)技術(shù)整合

許多廠家仍然主要提供二維模型，三維模型只出現(xiàn)在部分500kV交流工程和直流閥廳中，對(duì)三維模型的推廣尚有許多工作沒(méi)有完成。此外，現(xiàn)有的一些三維模型由于建模工程量巨大，難以滿(mǎn)足實(shí)際工程的實(shí)際進(jìn)度，實(shí)用價(jià)值有待提高。作為設(shè)計(jì)軟件與輔助計(jì)算機(jī)軟件的信息入口，三維模型的數(shù)據(jù)接口實(shí)行統(tǒng)一化為日后軟件的推廣奠定了良好基礎(chǔ)。

4.2秉承同統(tǒng)一規(guī)劃原則，不斷深化三維技術(shù)的應(yīng)用

三位數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)需要各專(zhuān)業(yè)軟件的綜合應(yīng)用，但不同的專(zhuān)業(yè)軟件系統(tǒng)分屬不同單位。在這種情況下，需要相關(guān)部門(mén)帶頭對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一指導(dǎo)規(guī)劃。例如：確定三維技術(shù)發(fā)展目標(biāo)和具體的實(shí)施步驟，分析明確的專(zhuān)業(yè)知識(shí)交叉點(diǎn)，確保軟件接口統(tǒng)一可行，加快多領(lǐng)域技術(shù)融合。

4.3建立數(shù)字化移交標(biāo)準(zhǔn)

為加強(qiáng)三維設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用水平，提高其研究成果的工程意義，要從統(tǒng)一編碼系統(tǒng)著手，實(shí)現(xiàn)三維圖紙標(biāo)準(zhǔn)化管理。要爭(zhēng)取通過(guò)將三維設(shè)計(jì)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，最終達(dá)成輸變電工程從建設(shè)、運(yùn)行到管理全過(guò)程的數(shù)字化建設(shè)。

5結(jié)論

在科學(xué)技術(shù)不斷更新發(fā)展的大環(huán)境下，三維設(shè)計(jì)技術(shù)得以興起，并逐漸應(yīng)用于社會(huì)多個(gè)領(lǐng)域。因此，在輸變電工程中引入三維設(shè)計(jì)技術(shù)，是促進(jìn)電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文從輸變電工程三維設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵入手，得出該技術(shù)可以極大程度地提高設(shè)計(jì)過(guò)程的效率與設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量，因此將其應(yīng)用于輸變電工程極具必要性。此外，本文著重探討了在輸變電工程中三維設(shè)計(jì)技術(shù)的四項(xiàng)具體應(yīng)用和三維軟件的配備問(wèn)題。其中，具體應(yīng)用分別為勘測(cè)信息挖掘技術(shù)、碰撞檢測(cè)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案、將各類(lèi)模型與平臺(tái)進(jìn)行整合。

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