虚拟现实技术在输电线路施工的应用

葛睿

摘要：输电线路的建设满足了各个地区对电能的需求，但是受施工环境的影响，输电线路施工的难度较大，严重影响到输电线路施工质量。本文主要通过对当前输电线路的施工现状进行分析，提出了建立输电线路施工虚拟仿真系统，对施工进行模拟，进行辅助施工，保障输电线路施工顺利进行。同时，就虚拟现实技术在实际的输电线路工程中的运用进行分析，根据输电线路工程的实际情况，阐述了虚拟现实技术的具体应用。

关键词：虚拟现实技术；输电线路；施工

前言：

虚拟现实技术是通过计算机对输电线路的施工现场进行模拟，以便能够实时了解到施工现场的具体情况，明确施工中所存在的问题，从而针对性地采取相应的措施加以解决，在保证施工质量的同时，对施工成本进行控制。输电线路的施工环境极其复杂，想要准确获取到当地的地形信息，单纯靠人力去进行勘查，不仅耗费大量的时间，而且所获取的信息准确性有待商榷。因此，需要通过运用 软件建立三维模型，并将模型导入到卫星地图中，进行三维虚拟施工。

输电线路施工的现状

地理环境复杂

我国的土地面积是非常广泛的，土地跨度较大，南北跨度为5500km，东西跨度为5200km。正是因为土地面积广泛，使得我国地理环境非常复杂，各个地区的地质差异较大。加之输电线路一般是在远离人们居住地的地区，施工地区的环境更加复杂，存在很多不可预料的因素。同时，不同地区所采用的施工工艺和施工材料也不尽相同，大大增加了输电线路的施工难度，也带来了很大的安全隐患，严重阻碍了输电线路施工作业的开展。

隐蔽性工程较多

输电线路施工的隐蔽性程度较高，存在很多的隐蔽性工程。受人才匮乏、施工环境等因素的影响，输电线路很多细节之处无法有效地进行处理，存在很多细节方面的质量问题，加之隐蔽性无法及时发现这些问题，为后续的施工带来了严重的安全隐患，很容易发生安全事故。

施工进程不可逆

输电线路施工每一个环节的作业都是按照相应的顺序进行的，是不可以逆转的，如果逆向操作必然会影响到整体的施工质量。如果输电线路每一个环节的施工存在质量问题，会影响到输电线路的运行，而且后期检修的难度较大。这就要求在输电线路施工过程中必须严格按照相应的施工方案进行施工，并通过完善的施工管理措施对施工质量进行控制，保证输电线路施工质量满足实际的施工标准。

二、输电线路虚拟仿真系统的具体内容

建立虚拟的输电线路施工技术路线

在建立输电线路虚拟仿真系统之前，需要明确虚拟的输电线路施工技术路线的具体内容，在此基础上对输电线路虚拟仿真系统的各个组成进行确定。输电线路施工技术路线主要是将杆塔中心庄的坐标显示在 软件中，通过连接各个杆塔来建立输电线路三维模型，并对不同模块间的受力进行计算和分析，从而确定输电线路施工顺序，并运用到实际的施工过程中。在此过程中，工作人员可以就具体的情况对施工方案草案进行调整，并通过三维建模软件建立相关的模型，再导入到 软件中，进一步对输电线路三维模型进行优化，不断对施工方案进行完善，保障施工方案的可行性和合理性。

杆塔中心桩的定位

在 软件中输入相应的经纬度，按下回车键即可直接定位到该点，并在此处确定基塔中心桩。通过工具栏中的添加功能定位地标，并对杆塔的名称进行定义。同时，可以通过说明栏功能添加杆塔的属性，如杆塔的型号、转角读数等。

制作输电线路的三维模型

通过 软件建立输电线路施工模型，并将模型导入到 软件中，以形成可视化的三维模型，从而能够便于施工人员根据模型的具体内容开展施工。

将三维仿真模型与实际结合

输电线路施工涉及到的内容比较繁杂，如果在施工过程中再去查阅相关的资料必然会耽误施工时间。因此，在虚拟施工阶段就需要将相关的信息导入到仿真系统中。1.叠加等高线。在 软件中，可以直接获取到某个点的经纬度和海拔数据，如果还想了解该点的地区情况，可以通过建立等高线的方式。获取该点的 地理数据，再利用 软件建立等高线，导出KMZ文件，再导入到 软件中，即可形成该点的等高线。2.明确每个作业点的施工状态。选中某个杆塔，点击右键查看属性，并对杆塔的资料进行编辑，明确该杆塔的施工状态。或者可以打开地标库，双击某个线路上的杆塔，会自动弹出杆塔的属性框，对于需要补充的内容进行补充。

施工过程中对施工方案进行调整

技术人员通过加强对三维可视化模型的了解，从而确定不同模块的施工顺序，并对施工中所涉及到的材料、人力、物力等信息进行模拟，以明确施工中的重难点，并采取合理的措施对这些重难点进行控制。同时，对于施工方案中的不合理之处，可以通过模拟对施工方案进行调整，保证施工方案的合理性、可控性，对施工成本进行控制，并提高施工质量。

三、输电线路虚拟施工所运用的技术

计算机仿真技术

在输电线路施工过程中，计算机仿真技术的运用是非常广泛的，能够对实际的输电线路施工进行模拟，从而能够直观地看到整个施工过程，明确施工各个环节的具体情况，确保每个施工环节都是严格按照相应的施工标准来进行，大大提高了施工质量和安全性。

虚拟现实技术

虚拟现实技术主要是结合GIS技术、计算机图形技术和卫星影像技术等，将施工现场的三维界面直接展示在人们的眼前，通过对实际的施工环境进行模拟，能够给人一种直接在施工现场的感觉，从而对输电线路施工情况有一个清晰的了解。

软硬件基础

输电线路施工三维模型的构建是建立在多种软硬件的基础上的。常见的软件如 、 和 等，常见的硬件则主要包括经纬仪、全站仪和GPS定位仪等。通过运用这些软硬件，才能构建输电线路施工三维模型。

四、虚拟现实技术的实际应用

以某大跨越输电线路为例，该输电线路采用的是耐-直-直-耐的跨越方式，跨间距分别为1093m、2600m、1344m，总跨越长度为5037m。该输电线路的两座基塔均坐落与江中，基塔的高度为455m，是当前世界上输电塔结构第一高度。跨越塔的基础主要采用的灌注桩群桩高桩承台基础，每一个基础采用92根钻孔灌注桩进行支撑，桩长85m。桩承台是由4个圆形单腿承台加连系梁所形成的，桩承台的平面尺寸为120m*130m。

在长江中下游深水区建立如此规模的高桩承台基础，建立巨大的水上工作平台，是当前的输电线路施工的先例。为了保障输电线路施工顺利开展，提高施工质量，此次作业中采用了特高压钢管塔。特高压钢管塔的结构比较复杂，对于施工技术的要求较高，需要建立相应的三维模型，以保证特高压钢管塔顺利建设。通过运用三维可视化技术，对施工现场的情景进行模拟，同时利用航空影像真实地模拟出了施工现场的环境，对于投标单位了解施工现场的实际情况有非常大的帮助。工作人员可以就模型对输电线路进行测试，并拟定相关的施工方案，并合理制定相应的施工计划，保证后期输电线路实际施工顺利开展。

在该输电线路工程项目中，建立了特大型大跨越高塔仿真系统，并将制定的施工进度计划导入到稀土中，能够直观地看到施工进度具体情况，从而实现对施工进度计划进行实时调整。施工管理人员通过将实际施工进度情况与施工进度计划进行对比，明确进度之间的差异，从而针对性地提出相应的决策，保证能够在规定的工期内完成施工。

小结：

总之，虚拟现实技术为输电线路施工中提供了非常大的便利，在输电线路的定位、铁塔施工等方面发挥着重要作用。因此，需要加强对虚拟现实技术的研究，不断完善虚拟现实技术，充分发挥虚拟现实技术的作用，保证输电线路施工顺利开展，使得输电线路能够正常运行，推动输电线路行业快速稳定发展。

参考文献：

[1]肖峰, 高正平, 朱海峰,等.虚拟现实技术在输电线路施工的应用[J]. 电气应用, 2017, 036(002):72-76.

[2]陈世举. 虚拟现实技术在输电线路施工管理与质量控制中的应用[J]. 电脑迷, 2017, 000(007):107.

作者简介：

葛睿（1989），男，本科，助理工程师，2011-2018年从事变电站交流、直流电源系统的调试、 维护及检修工作；现主要从事输配电线路迁改、 建设管理工作。