隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，用電需求不斷上漲，在一定程度上推動了電網(wǎng)建設(shè)尤其是輸電線路建設(shè)規(guī)模的擴大。目前輸電線路建設(shè)已成為電網(wǎng)發(fā)展與建設(shè)的核心和重點，從原有的小區(qū)域小范圍輸電工程逐漸發(fā)展成為跨區(qū)域跨省市的大型輸電工程。工程建設(shè)規(guī)模越來越大、建設(shè)范圍越來越廣的同時，技術(shù)要求也越來越高。
多樣的地形特點、復(fù)雜的氣象條件，越來越大的建設(shè)規(guī)模以及越來越遠的輸電距離等因素，都使得輸電線路工程設(shè)計難度增大，隨之而來的是線路設(shè)計評審的復(fù)雜性增強，以及工程質(zhì)量管理的難度增大。
為了應(yīng)對上述問題，中國電科院輸變電工程研究所研究團隊適時引入“數(shù)字科技”，有效利用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析等大數(shù)據(jù)技術(shù)，解決輸電線路工程設(shè)計中遇到的桿塔型式選擇、基礎(chǔ)選型、技經(jīng)指標預(yù)測等難題，輔助工程設(shè)計、評審及工程質(zhì)量管理，提升設(shè)計效率，保障設(shè)計質(zhì)量。
輸電線路設(shè)計數(shù)字化應(yīng)用
在輸電線路設(shè)計過程中，設(shè)計方案的合理性、設(shè)計質(zhì)量的高低、設(shè)備選型的水平、材料選用的結(jié)果、設(shè)計指標的確定等會對工程的建設(shè)與后期運行的效果產(chǎn)生直接影響。
緊密結(jié)合工程實際的基礎(chǔ)上制定出科學(xué)合理的方案是設(shè)計人員必須具備的能力。但由于輸電線路工程分布點多、覆蓋面廣、建設(shè)戰(zhàn)線長，極易受到地形、地貌、地質(zhì)條件、地理環(huán)境、自然氣候、生態(tài)環(huán)境等因素的影響，在設(shè)計過程中，可行性方案眾多，各設(shè)計單位設(shè)計人員對不同工程條件下的設(shè)計技術(shù)方案掌握不quan面，僅能根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計經(jīng)驗對工程方案進行選取，對其它未接觸過的工程技術(shù)方案，存在不會用、不敢用、不好用的情況，就存在不能選擇出工程zhui優(yōu)設(shè)計方案的困難，且可能造成工程設(shè)計質(zhì)量不優(yōu)，或存在安全質(zhì)量問題等風險。
輸電線路通用設(shè)計
針對上述問題，輸電線路應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計手段，具體的應(yīng)用場景有：
輸電線路工程設(shè)計數(shù)據(jù)中心。通過各省公司、設(shè)計院端口對數(shù)據(jù)進行直接采集，匯總至數(shù)據(jù)處理中心，利用數(shù)字孿生技術(shù)進行各類數(shù)據(jù)的全過程管理，優(yōu)化設(shè)計方案、運管政策。
輸電線路工程設(shè)計數(shù)據(jù)中心可實現(xiàn)“數(shù)據(jù)一個源，業(yè)務(wù)一條線”，結(jié)合設(shè)計質(zhì)量評價、評審能力綜合水平評價、工程新技術(shù)，實現(xiàn)基建過程中的數(shù)據(jù)積累和數(shù)據(jù)沉淀，提高工作效率和工作質(zhì)量。
數(shù)據(jù)處理中心采用隱馬爾科夫模型(Hidden Markov Model, HMM)智能算法，從工程評審意見及說明書中自動提取曲折系數(shù)、路徑長度、建設(shè)規(guī)模等工程特征指標進行各項工程指標橫向?qū)Ρ确治?，?yīng)用主成分分析與支持向量機模型（Support Vector Machine, SVM），自動判斷工程設(shè)計質(zhì)量、評審質(zhì)量情況及分檔排序。系統(tǒng)采用離線包方式發(fā)于各省公司填報及資料打包上傳，按季度/年度匯總統(tǒng)計工程評審情況、設(shè)計質(zhì)量問題情況、新技術(shù)應(yīng)用情況。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助工程設(shè)計。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可為輸電線路工程的設(shè)計、規(guī)劃、項目決策、優(yōu)化和分析等方面提供非常直觀的參考，為完善系統(tǒng)的技術(shù)方案提供非常有用的技術(shù)手段。由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)把多種數(shù)據(jù)進行整合，可將復(fù)雜、專業(yè)的數(shù)據(jù)信息通過非常立體、直觀和可交互的方式體現(xiàn)出來，有利于在輸電線路的設(shè)計、生產(chǎn)、運行維護和檢修階段進行溝通協(xié)調(diào)，有利于及早發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，并形成可行的方案。
建立虛擬的三維線路模型，對線路結(jié)構(gòu)進行觀察，檢查桿塔、導(dǎo)線、金具之間的配合及碰撞，優(yōu)化線路設(shè)計方案，提升設(shè)計質(zhì)量，同時為設(shè)計人員提供非常直觀的體驗。
三維可視化設(shè)計
虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立了非常直觀的可視化模型，與傳統(tǒng)設(shè)計方法中設(shè)計人員頭腦里的想象模型不同，三維空間模型表現(xiàn)能力更強，可以非常方便地實現(xiàn)配合關(guān)系檢查，運動關(guān)系檢查、碰撞檢查，帶電距離檢查，從而可以在線路施工前發(fā)現(xiàn)問題，有利于制定出合理的結(jié)構(gòu)方案，優(yōu)化結(jié)構(gòu)和布局。
通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)解決了數(shù)據(jù)無法及時共享的問題，在設(shè)計階段就發(fā)現(xiàn)在施工階段可能存在的矛盾問題，有利于提高設(shè)計質(zhì)量。
通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)和運行維護相互結(jié)合，可以為線路運檢作業(yè)提供直觀、形象的指導(dǎo)。有助于提高運檢作業(yè)水平，提高安全性、可靠性和作業(yè)效率。
輸電線路評審數(shù)字化應(yīng)用
在面臨更加復(fù)雜的輸電線路工程設(shè)計方案時，工程評審的難度和復(fù)雜度也隨之增大，作為輸電線路工程質(zhì)量管控的重要環(huán)節(jié)，工程評審的質(zhì)量與可靠性至關(guān)重要，有效利用數(shù)字化技術(shù)，可有效提升評審質(zhì)量和效率，同時進一步保障工程設(shè)計質(zhì)量。
建立數(shù)字化輔助評審管理模塊，管理模塊將從專業(yè)能力、制度建設(shè)、信息化管理、評審質(zhì)量等4項對評審單位評審能力進行評價，專業(yè)能力評價包括評審團隊、評審人員資格資質(zhì)。制度建設(shè)包括評審管理制度建設(shè)、zhuan家輔助評審體系建設(shè)。評審質(zhì)量包括評審計劃落實情況、工程評審質(zhì)量、業(yè)主滿意程度、評審典型工程案例分析、項目評審后評估。信息化管理包括電力化評審管理系統(tǒng)建立情況。
建立并形成數(shù)字化輔助評審管理模塊，通過數(shù)據(jù)的高效處理，建立完善的初步設(shè)計評審單位能力評價體系，對評審單位的評審質(zhì)量開展評價，通過橫向、縱向比較促進各評審單位能力提升，使各單位評審質(zhì)量與評審效率不斷提高，隊伍建設(shè)、制度建設(shè)也逐步完備。
綜上，在輸電線路工程設(shè)計與評審過程中應(yīng)用數(shù)字化方法，可有效解決設(shè)計與評審難題，提高設(shè)計與評審質(zhì)量，提升設(shè)計與評審效率。隨著數(shù)字化設(shè)計手段的不斷豐富，會有更廣闊的應(yīng)用場景，數(shù)字化技術(shù)將在工程設(shè)計中將扮演更加重要的角色。
