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1、输变电工程三维可视化全过程管理二。二。年一月2统一设计平台，建立杆塔标准化基础按照“同一点设计，同一张图纸”的原那么，利用设计平台，将各设计单位分散的图纸设 计任务集中管理，集中使用地理信息平台进行绘图作业，解决了因设计单位众多、设计口径存 在不一致现象而导致的施工图设计不衔接、不同设计基础引起的二维图纸解读不准确等问题。三维可视化平台提供的正射影像路径图可以提供准确的工程量统计，如线路长度、杆塔 数、交叉跨越、跨房量和跨树长度等。在以上数据信息的基础上，统一调用工程大数据中心的 三维电器模型，建立杆塔与三维模型库的链接，为下一步杆塔设计与组装做准备。3进行杆塔设计，实现三维可视化展示经研院针
2、对超高压输变电工程施工图设计管理，建立完全符合专业特性的设计流程，实 现设计工序标准化，并据此流程开展设计进度及质量管控，提升设计精益化水平。铁塔塔身设 计标准流程：塔杆类型选择一塔杆材料选择一塔基形式选择一塔基长短腿匹配一组合三维展示。 电气辅助设计标准流程：导地线匹配一金具选择一金具组装一绝缘子串匹配一间隔棒匹配一接 地装置匹配一塔杆明细展示。在施工图设计完成后，组织将施工图进行建模，录入工程管理平 台，采用可视化平台来直观评审图纸的准确性。一是检验每张图纸设计是否准确；二是检验图 纸间是否匹配；三是检验周边施工条件是否符合设计要求。10（一） 工程施工可视化，提升精益化管理水平工程施工阶
3、段创新性的将三维可视化应用到平安管理、质量管理、进度管理、物资管理、 队伍管理、现场管控中，实现基于施工要素与施工流程全程可查询、可展示的监控能力，到达 施工管理“点、线、面”的全覆盖目的，实现施工全过程精益化管理。L开展可视化招投标，提高招标效率经研院应用招投标工作平台，以可视化技术为基础建立的“三维数字沙盘”展现输变电 工程全貌，辅助施工单位线路调查、施工组织、技术方案制定等工作，三维平台不仅可以直观 展现标段内的地形、地貌、地势、地物，还可以显示对标段线路概况、沿途环境、交通条件、 气象、地质等施工条件和工作量等，满足了投标单位对线路调查的需求。尤其克服了环境恶劣 无法到达或由于通视条件
4、较差无法观看的现场信息获取难题，极大提高了招投标工作的深度， 提高了施工招投标的效率。表3-3常规施工招标方式与可视化新方式比照常规方式常规方式因为无实际线路，路径与现场无法路径情况一目了然，通道内的情完全对应况可以详细了解必须到现场，需要带人带车可在室内完成每个标段需要花费2-3天1-2小时可完成信息不直观、分散、片面、浅薄信息直观、系统、全面、深入仅进行一次调查可反复屡次在线观察11可视化新方式没有时空感，各种地物的相对关系没有时空感，各种地物的相对关系各种环境和条件了然于胸，相当无法了解交通条件不好的地方无法调查进场前进行施工组织没有很好的参考依据各种调查用资料零散、查询不便于将现场搬回
5、来，时空感强任何地区均可进行全方位调查可直观选择施工方式、运输方案、进行平面布置、选择各种场地等各种信息分类明晰，查询方便，对线路从宏观到微观均可查询2精准实施通道清理，减少工程本钱一是推行电子交桩，提高精度，缩短时间。开展电子交桩，利用“地理信息系统(GIS) ”和GPS测量仪器得到线路工程所有杆塔桩位坐标、基准坐标等定位数据，简化原现 场勘测流程，提高了定桩精度，缩短了交桩时间。二是准确定位通道信息，减少施工补偿。以高精度的影像数据为基础，整合通道清理障碍 物信息，实现对输电线路工程通道中房屋以及房屋拆迁补偿状态的模拟、展示，实现通道清理资 料查阅与通道清理比照统计，为通道拆迁信息管理提供
6、新的手段，减少线路施工前抢种作物、抢 盖房屋的机会，降低通道清理费用。3加强人员监测能力，强化队伍管理超高压输变电工程受地理环境影响极大，工程普遍涉12 及高山区、无人区、大风区等无法通信地段，造成人员运输、管理、联络、救援等不能及时处 理到位。经研院根据西部地区勘测、施工的环境特点，采取传统监测与移动监测相结合的手段, 将移动互联网技术应用到人员管理中，尤其是网络无法覆盖的偏远地区，强化队伍管理。采用“联网注册+移动终端”的管理部署，在网络可覆盖地区采取传统定点监测，在网络 欠缺地区采取“单兵装备”终端监测，通过线路人员信息移动采集系统同步管理工程参建单位、 班组、人员信息，确保人员在控。实
7、现人员风险地图标绘制及查询，管理人员可以在电子地图 上查看管辖范围之内的人员到场情况，获取人员详细信息，让管理人员对管辖范围内人员到场 分布情况进行掌控，以便于更好开展现场管控。4强化现场作业管控，降低潜在风险对于高海拔、复杂地形的区域，山高路远，交通不便，施工现场指挥与管控难度大、效 率低的问题，经研院通过无人机航拍和三维技术的有效融合，量身打造了适合于西部复杂地区 的监控管理方案。通过3G网络、有线网络、卫星通讯网络及多种网络组合方式，将布置在各 施工现场、施工工程部、材料站点的监控点，全部连接、汇聚到指挥部，对航拍影像和现场监 控视频的分析，进行远程巡查、危险点监测、监督现场平安、文明施
8、工，排查隐患等。克服了 地形、交通带来的不便，有效催促现场的安质措施落实，增进管理层对现场情况的掌握，大幅 增强了现场管理13层的监控主动性和积极性，让现场监控更贴近基层的管理需求，缩短监控信息采集、反响、解 决的流程。同时，建立应急预案体系，夯实应急管理基础。输变电工程线路长、地理条件苛刻，发生突发事件难以第一时间抵达现场。需要针对性的制定应急预 案，提前开展三维应急演练，注重现场处置顺序，应用可视化三维场景，模拟人员撤退路线、 滑坡覆盖范围等信息，并以此为依据修编应急预案手册。并且通过大数据平台的展示与快速对 接功能，有效衔接公司对应部门、当地政府应急部门，第一时间协调应急车辆、应急物资、
9、应 急救援路线等既定对象。5.辅助工程质量管理，提升施工质效在工程建设中，始终坚持“精品源于过程”的管理理念，建立标准化的施工工艺和规范 化的施工流程，确保工程的质量水平。一是以可视化推动标准工艺。工程紧密围绕“样板引路、 过程控制、一次成优”的建设思路，通过三维可视化技术，实现整体流程动画表现、标准实时 可见。应用手持PDA,实现施工图、施工方案、作业指导书（卡）、标准验收卡的在线查阅， 形成“懂标准、守标准、用标准”的良好局面，保证工程建设工艺标准。二是以可视化优化施 工组织。输电线路全过程施工将工程对象划分为临时道路修建、设备进场、物资堆放等七个工 序的施工过程，通过将阶段可视化将各工序
10、在空间上划分为假设干个施工区段，施工单位根据现 场情况组织施工顺序，确保输电线路作业呈流水化作14业，保证各施工班组可以同时在不同的施工区段上先后平行施工，充分提高劳动生产率。6建立三维进度模型，确保施工进度经研院改变以往的进度计划以统计信息图的形式引进三维展示技术，以进度计划的主线, 综合考虑物资、气候、人员等因素，基于三维位置定义的电网工程进度管理是将三维位置定义 技术、基建进度控制系统、视频监控技术、移动互联网技术的有效融合，形成三维可视化平台, 可以直观反响出工程当前施工阶段，便于开展决策，对工程进度进行全方位实时管控。以变电站施工为例：变电施工管理按工序分为场平、土建和电气安装三个主
11、要工序，在 进度管理平台通过形象化直观展示变电站三个主要工序的施工进度情况和详细统计信息查询， 通过三维地图中标绘变电站施工各项进度，展示施工进度和计划相比是否存在滞后情况，并以 不同的颜色表示当前进度与计划进度的偏离值。7.构建物资跟踪体系，保障物资供应超高压电网建设物资管理面临两个难题，一是复杂地形与极端环境下的运输问题。地形 复杂、气候多变、季节性温差及昼夜温差大、冬季周期长，给物资供应带来了极大地困难。二是大型输变电工程物资供应 品种庞杂的问题。设备和材料涉及型号多、规格杂，给全面细致的跟踪交付带来了极大地困难。15 经研院通过打造三维物资监控体系，实时跟踪物资动态，掌握运输与到位情况
12、，确保了物资 运输平安和准时到位。一是建立物资调度体系。以三维显示平台为依托，集成供应计划、物资清单、车辆信息、 位置地图、现场储藏、移交信息，建立各单位共同参与的物资管控体系，集中办公统筹物资供 应，减少中间环节，搭建起物资需求与供应的直接联系。二是优化物资运输路径。通过整合地理信息与三维平台，梳理物资运输网络，形成基于 工程建设区域及其周边区域的地理、交通的基础地图数据，结合各施工标段对物资的需求情况, 按照最优路径的原那么选择物资运输路径，为物资供应计划的制定提供决策辅助。二是开展物资实时监控。工程三维信息平台有效的整合三维地图、物联网、移动互联网 技术，可通过显示平台直接开展物资可视化
13、管理。监控供货商、承运单位、物资公司的上报信 息，将物资需求、物资调配、物资运输、现场库存等信息实时传输至信息平台中，动态监控 货源进度、运输进度、移交进度。（一） 数字化移交，支撑智能电网全生命周期三维数字化移交是在工程全过程数字化、可视化管理的基础上，从基建工程建设初始阶 段，依次将可研、设计和施工阶段中所有积累的工程数据和电子化资料全部标准化，形成一个 行之有效、规范合理的电子化移交管理体系，为电网大智库平16台提供数据上的坚强支撑，服务智能电网全生命周期管理。L建立数字档案，推行信息标准化建设经研院以信息“正确性、完备性、可靠性、实用性”的原那么，建立输变电工程中心信 息采集与录入标准
14、规范信息采集与录入。将直观的施工场景和档案相结合，将档案和工程实 况相结合，统一标准、集中归档，实现了档案的电子化、数字化、场景化，构建了工程建设的 “数字化档案”模式，创新出了一条新型档案管理方式。2 数字化移交，服务工程全寿命周期管理充分利用信息化、数字化建设成果进行数字化移交，在验收过程中将电子档案全面移交运 行部门，提高了移交的效率和资料的准确性，从而支持运维检修、调度运行等高效、可靠的开展 后续工作，提高电网可靠水平，服务网智能电网全生命周期管理，支撑电网业务高效协同运作。同时，为满足电力公司大数据智库平台展示需要，将超高压输变电工程可视化数据移送 至大数据智库平台，移送资料包括工程
15、影像和地形、概况和路径、1:1比例建模的杆塔和变电 站模型等，实现对输变电工程进行实体电网物理形态及其空间布局的直观形象描述。17四、实施效果（一） 显著提高了输变电工程管理水平一是，在输变电工程中树立了 “以数据驱动管理”的管理理念，有效的提高了数据使用 效率，提升了工程管理精益化水平。二是应用三维可视化模型建立的勘测、设计等统一标准平 台，提高各部门、各参建单位的业务协同能力，形成相互支持、共同配合的攻坚合力，有力保 障平安、优质、高效的完成工程建设任务。三是在设计管理方面，实现施工图设计平台统一、 流程统一，施工图纸实现100%应用。四是工程质量管理、进度管理、平安管理、现场管控实现 有
16、据可依、三维可视，提高了工程建设质量，保证建设进度。（一） 显著减少了工程本钱与时间投入输变电工程三维可视化的应用实现了较好的经济效益，在工程前期阶段通过合理选线，降低了路径里程，减小了基建投入。例如，伊库线输变电工程路径 优化后，减少2. 568公里线路，缩短线路建设里程和工期；在通道清理上，可以清楚地识别房屋, 工厂，采矿区等重要设施，采取避让措施，大幅减少走廊清理费用；在塔位与杆塔设计阶段，根 据模拟排位减少转角数量，尽量采用直线塔位，节省了塔材消耗；同时，航拍影像具有效性好特 点，能够最大限度的反映线路周边现实情况，减少信息滞后所产生的额外工程量。18(一) 显著提高了对自然生态保护程
17、度在输变电工程选线、设计、施工等环节应用三维可视化，实现电力与环境保护同步规划， 同步实施，同步开展的新局面，有利于保护自然生态，彰显了公司履行社会责任、保障可持续发 展的企业形象。一是三维可视化通过立体影像判断林区的分布，从而在规划中选择对林地破坏 较少的路径，最大限度减少工程对林地破坏，例如通过优化缩短伊库输电线路里程2. 568公里， 节省造价1090.56万元；必须从林区通过时，通过量测林木高度和密度，模拟排位，从而实现 林业资源最大化保护；二是在建设过程中通过路线的合理设计，减少基座开挖数量，防止水土流 失；三是施工流程的合理设计，减少地表植被的往复破坏率；四是航拍等先进勘察科技手段
18、的 应用，减少林区、自然保护区的践踏和污染。(-) 显著提升了电网的品牌形象通过工程大数据中心与三维可视化管理在超高压输变电工程的应用，为全疆经济快速发 展与社会和谐稳定保驾护航。如在伊库线应用保证了工程准时建成投运，效弥补了南疆地区供 电缺乏，自2016 年建成为南疆提高输送量300KV,切实保障了南疆五地州进一步加快产 业开展、社会稳定和促进人民安居乐业。同时，伊犁-库车750KV输变电工程作为我国首条翻越 天山的输电线路面临无人区、高海拔、高山大岭、古冰川次生灾害、高纬度冻土等众多阻碍。 公司在面对苛刻自然环境中，表现出坚19一、实施背景(-) 适应战略(一) 满足快速开展对电网建设的要
19、求随着近年电力建设任务爆发式增长，电网规模不断扩忍不拔、百折不挠、克服万难的精神获得了社会高度认可，中央电视台特别拍摄纪录片电力 工程奇迹：750千伏伊库输变电工程连续播出，在全国范围内响应强烈，受到一致好评，彰 显了电网服务祖国开展建设的品牌形象。20大的同时，在工程设计与施工管理上也暴露出一些问题，尤其是大型输变电工程存在远距离、大规模、跨区域的特征，导致了集中管控难度大、前期多方协调困难、现场监管控手段单一、过程管理覆盖广等问题十分突出，亟待创新管理模式解决阻碍超高压电网建设开展的现实问题，助力经济开展。（一） 应对西部地区工程建设环境的苛刻挑战所处的西部地区幅员辽阔、地形复杂、环境多变
20、，增加了工程建设的难度，面临的特殊工程建设条件 和环境主要表现 为一是线路大范围进入冻土及寒冻影响区、冰川及次生灾害影 响区，基础施工难度 大，对工程勘察、线路选择提出了极高的要求；二是地形地貌引起的大高差、大档距、微气象区多， 洪水、滑坡、泥石流等地质灾害频发，以及因途经大范围的无人区引起的交通条件差，阻碍施工和人 员管理；三是高海拔区积雪常年不化，全年有效施工期短，影响施工进度；四是西部地区生态脆弱, 环 境保护工作地位突出，对线路路径选择和施工过程环境保护提出了苛刻的要求。（一） 亟需解决输变电工程信息与数据的管理难题我国超高压电网工程建设呈现出工程信息量和数据量庞杂，亟需以信息、数据为
21、支撑的数字化管理手段贯穿了工程管理的全过程，最大限度的利用信息与数据资源，提高工程管理效率。一是工程数据交流低效。存在 “数据孤岛”现象，管理环节间缺乏数据互联互通的途径，无法进行充分的数据交换，导致输变 电工程协同较差。二是工程数据利用率低。输变电工程数据种类众多、数据量大，致使数据查找 和提取困难，难以直接利用。三是工程 数据可视化程度低。现有工程管理多采用平面化、抽象化 的表现形式，数据自身价值与使用价值均不能最大化利用，而且工程管理也亟需对实体建设环境 及地理空间布局的直观展示，需要创 新数据表达方式，实现数据的直观展现。二、管理内涵经研院紧紧围绕“经济与生态协调、创新与实践互补”的原
22、那么，以工程大数据中心为基础，实现“集中可查、交互共享、支持决策”的工程数据集约化管理，利用三维可视化技术为工程建设提供直观、精准、高效的管理手段，实现输变电工程“前期、设计、施工、移交”的全过程可视化管理，提高选线效率， 辅助工程设计，强化施工管 理，转变移交方式，实现输变电全过程精益化管理。三、主要做法(-) 构建大数据中心，以数据驱开工程管理1打造工程大数据中心，统筹数据管理经研院构建工程大数据中心，集中管理输变电工程信息与数据（详见表3-1）,通过整 合海量信息资源，加强数据资产管控，充分挖掘数据价值，发挥大数据价值，实现以数据驱动 输变电工程全过程管理。工程大数据中心涵盖工程规划、工
23、程前期可行性研究、图纸设计阶段 及工程建设过程中的所有信息、数据，为选线方案提供精准的卫星影像和航拍图像，为线路设 计提供详细地理环境与路径信息，为施工建设提供完备的记录与监测数据，奠定了输变电工程 管理的坚实基础。表3-1工程阶段主要信息与数据工程阶段主要数据及信息可研阶段卫星影像、专题图数据（自然保护区、矿产分布图、取得的协议区、军事禁地等）、行政区划信息等。初设阶段航空摄影、无人机航片影像、空三成果数据、数字地面模型、正射影像路径图、简易断面数据、全线坐标及高程数据等。设计阶段空间信息（点位、高度、就、面积、土方等）、各类模型选择数据、线路走向数据等。施工阶段施工准备：房屋拆迁、方案设计
24、、树木砍伐等数据。施工管理：进度、平安、质量、物资、队伍等相关数据等。移交阶段工程数据、地理信息、数字化模型、文档资料等。2绘制高精度三维模型，夯实可视化基础输变电工程三维模型是工程实现可视化操作与管理的基础，具体包括：地形三维模型、 覆盖在地形上的矢量对象（如、公路、地区边界、河流等）、立体建模的地物对象（如居住地、 矿场、输电线路上主要跨越和标注等）和输电线路上的电力器件对象（如输电线、避雷针、杆 塔、绝缘子等）。经研院以三维的仿真空间为基础，以卫星影像、空间数据等表3-1中的信息为 基础，以杆塔设备等电力设施为元素，将线路、设备、地理信息制作成专业模型，利用三维绘图 工具将各类模型按照实
25、际地理位置、尺寸、走向进行摆放，组合成三维的现场图和线路图，在信 息系统中再现施工现场，为工程管理可视化奠定基础。表3-2输变电工程三维模型例如地形模型数字高程模型金具模型绝缘子模型变电模型塔杆模型河道模型障碍物模型河道模型障碍物模型(-) 工程前期可视化，逐步提高线路合理性L应用卫星影像，进行大方案比选在输变电工程选线中，利用卫星影像完成路径大方案比选，解决了传统作业模式不能从 宏观上考虑线路全线，难以进行集约化设计的缺乏；解决了传统纸质地形图因现势性较差。导 致的线路周边地形地貌不准确的问题；解决了地形图符号性较强，导致的人为因素干扰。通过 卫星影像直接观测到行政区划、较大的城镇、大范围山
26、区、地形过渡区等对线路走向有重大影 响的基础信息，使设计人员做到心中有数，利于对线路大方向做出科学规划。2模拟数字沙盘，提高线路走向精度在开展可研过程中，对大方案的各区段采用数字沙盘模拟工程全貌，全面清晰的反响区 段内地形地貌和主要障碍物，利于开展水保环评工作。在数字沙盘中直观的观察路径起始和沿 途概况，着重显示并标注出工程注意和避让的关键节点，包括应避开原始森林，自然保护区和 风景名胜区；军事设施，大型工矿企业及重要设施等，确保符合区域规划。避开不良地质地带 和米动影响区、避开重冰区，导线易舞动区及影响平安运行的其他区域，从设计源头确保工程未来建设、 运行的平安。如，伊库线工程在前期阶段通过
27、数字沙盘的坐标定位避开了 “西天山级自然保护 区”、“喀拉峻风景名胜区新增区域”及“西天山级自然保护区”和“喀拉峻风景名胜区”共同 组成的天山世界自然遗产区（喀拉峻-库尔德宁遗产区），在确保工程线路合理的同时，充分考 虑地区工程建设与自然生态和谐开展的要求。3进行航拍选线，确定最合理路径在细化线路走向的基础上，结合航拍数据和工程三维模型，在三维立体环境中进行路径选 择、电子模板排位等工作，实现该区域内线路的勘测设计可视化。设计人员可以在办公室“空中 选线”和“显微选线”，准确核实走廊通道情况、地形地貌等信息，为复杂地段的输电线路区域 规划、站址和路径优化、工程建设征地、总体划红线等工作提供了可
28、靠的数据支持。同时，通过 实时扫描平断面和电子模板排位，防止档距高差过大，实现合理跨越，提高路径选取的准确性。例如：以伊库线第38-1航段为例(下列图3-4),如果不考虑高程信息和地形地貌的前 提下，初选路径由于是一档跨越河谷，设计档距约900米，超过杆塔使用条件。而通过显微选 线调整前后转角位置，防止大档距，将跨越档距缩小为600米，保证了方案的成立。(-) 工程设计可视化，提升设计质效1 调用基础数据，实现智能化塔位排布三维可视化设计平台利用基础数据、测算模型将当前方案范围的影像和高程数据转换成 排位软件数据，自动进行塔位测算。一是开展智能排位，提高设计效率。根据动态模型设计参 数进行转角塔、直角塔的大概位置的智能排位，使杆塔跨步能力与地面模型更加合理，在几万 乃至数百万种方案中，自动计算出杆塔利用率及经济、平安指标最优化方案。二是进行智能检 验，提高设计质量。动态模型能够自动检核导线对地平安距离、障碍物、风偏等因素是否满足设计规程 要求，从而辅助设计人员快速、直观、有效地进行相关的设计方案比选、调整，提高设计方案的 准确性。