CN111737792A - 一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力传输领域,公开了一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法。包括:采集基础数据;基于三维图形引擎,完成基础、铁塔、绝缘子串、导地线、施工过程中各辅助对象、跨越物、植被等建模;模型坐标转化和组装;将模型加载到GIS平台中;利用GIS平台三维渲染和空间测距功能进行仿真推演。本发明可以对输电线路任一施工阶段进行模拟,特别适合于施工组织方案的设计。
Description
技术领域
本发明涉及电力传输技术领域,特别是一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法。
背景技术
由于整个输电线路的施工存在着施工过程复杂、难度大、隐蔽性等,其在施工过程中会出现很多细节方面的质量隐患。输电线路施工的每一步程序都是循序渐进且不可逆转的,这样对施工质量的要求提出了相当苛刻的条件。如果其中某一个施工程序出现质量问题,会导致整个输电线路的的正常运行,而且查找与修复难道极大,且所造成的经济损失巨大,因此,在输电线路施工过程中必须严格控制按照施工管理方法进行施工以及加强施工质量控制,以此做到万无一失。
而且,在施工之前须先对其施工的地理环境等进行勘测,并且根据现有情况制定出可靠可行的施工方案,对施工图纸所要求的严格施工,如果地理环境的因素造成没办法按图施工,要跟设计方协商并把实际情况详细说明。基于真实、有效的勘测数据,通过科学合理的施工管理和施工质量检测可以相应的缩短施工工期,保证质量而且避免了返修的发生。这样减少了不必要的人力、物力、财力的浪费,节省了工程造价,也提高了施工效率和施工时间,更加避免安全事故的发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对上述存在的问题,提供了一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,该方法综合考虑利用GIS技术、计算机图形技术和卫星影像技术展示真实三维界面,创设虚拟化信息环境,将工程物理点融入虚拟信息环境中,让施工产生身临其境的感觉。应用虚拟现实技术,可以实现三维模拟与仿真研究,将真实的施工情境再现出来,利用彩色航空影像逼真的显示施工环境。在招标阶段,即可帮助招标单位了解施工现场的状态,完成线路复测工作,在进行组塔施工时,可以为设计方案的选择提供参考,在架线施工时,可以进行合理的区域划分,根据地貌来制定施工计划,有效保证了施工的质量与安全性。
本发明采用的技术方案如下:一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,包括以下内容:
步骤1:采集输电线路的基础数据;
步骤2:基于三维图形引擎,并根据采集的基础数据,建立输电线路施工过程中各个对象的模型;
步骤3:对建立完成的模型进行坐标转化和组装;
步骤4:将模型加载到GIS平台中;
步骤5:利用GIS平台三维渲染和空间测距功能进行仿真推演。
进一步的,所述步骤1具体包括:
步骤11:利用数据采集设备,采集输电线路的地形、植被、建筑、交叉跨越和高程的数据信息,实地拍摄照片;
步骤12,将地形数据和高程数据从数据采集设备中导出,将植被的生长规律和分布范围数据、建筑的结构特征和尺寸数据、以及交叉跨越的位置和高度数据准确记录下来,并将其制作为GIS平台可交互的文件格式,这样可实现数据快速传输。
进一步的,所述数据采集设备选用移动智能终端或GPS定位设备
进一步的,所述步骤2中的模型包括:基础模型、铁塔模型、绝缘子串模型、导地线模型、施工过程中各辅助对象模型、植被模型和交叉跨越模型。
进一步的,所述步骤2中模型在创建时,各个对象分别建立各自的模型,以利于在虚拟现实系统中进行操作和考察。
进一步的,所述步骤2中,在各个对象的模型建立时,若存在复杂的对象运动或原理演示,则将该对象的运动或原理演示做成动画并保存为MP4文件格式,这样等待VR系统合适的触发事件,播放该MP4文件即可。
进一步的,所述步骤3具体包括:
步骤31:根据输电线路实际工程基本信息确定实际工程所需的工程对象和对应的模型数量;
步骤32:导入铁塔模型,并基于工程塔位坐标对铁塔模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤33:导入绝缘子串模型,并基于塔位和挂点三维坐标对绝缘子串模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤34:导入基础模型,并基于塔位和塔腿三维坐标对基础模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤35:分析输电线路中铁塔回路和工程回路信息,计算铁塔位置与导线的连接顺序,得到铁塔与导线的回路连接关系成果;
所述铁塔回路表示每种塔型具备的回路和挂点坐标信息,用于驱动铁塔自身的几何关系;所述工程回路用于表达实际工程中回路的布置和连接要求,决定了铁塔在工程中的姿态;
步骤36:根据输电线路中铁塔的位置与姿态,输入导地线参数计算导地线的弧度;
步骤37:导入导地线模型;
步骤38:导入植被模型、建筑模型、交叉跨越模型以及施工过程中各辅助对象模型,完成输电线路施工模型的组装。
进一步的,所述步骤5具体包括:
步骤51:进行不同模型间的干涉分析、受力计算、可靠性论证、施工顺序合理性分析;
步骤52:当施工顺序不合理时,重新调整模型并加载;
步骤53:当施工顺序合理性分析后,形成施工方案成果。
与现有技术相比,采用上述技术方案的有益效果为:本发明的技术方案借助虚拟系统,可以在可视化系统平台上,对现场进行技术性研究,对新技术进行虚拟预演,保障施工在可控状态下进行。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示,一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,包括以下过程:
步骤1,采集基础数据。
优选的,步骤1的具体过程为:
步骤11,利用GPS定位设备,采集线路走廊范围内的地形、植被、建筑、交叉跨越等数据信息,实地拍摄照片;
步骤12,将地形和高程数据从GPS设备中导出,将植被生长规律及分布范围、建筑的结构特征和尺寸、交叉跨越的位置和高度等准确记录下来,制作为GIS平台可交互的格式,快速实现数据传输。
步骤2,基于三维图形引擎,完成支撑铁塔的各类型基础、工程应用的铁塔、绝缘子串、导地线、施工过程中各辅助对象、交叉跨越以及植被等建模。
在能够保证视觉效果的前提下,尽量采用比较简单的模型,能够用参数化方法构建的对象尽量用参数化方法;同时,在模型创作过程中,对模型进行分割,分别建模,以利于在虚拟现实系统中进行操作和考察。对于复杂对象的运动或原理演示,可以预先将对象的运动和原理演示做成动画存为MP4等文件,然后等待VR系统合适的触发事件,播放该MP4文件即可。
步骤3,模型坐标转换和组装。
优选的,步骤3的具体过程为:步骤31,根据输电线路工程基本信息确定工程所需的工程对象和模型数量;
步骤32,导入铁塔模型,并基于工程塔位坐标对铁塔模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤33,导入绝缘子串模型,并基于塔位和挂点三维坐标对绝缘子串模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤34,导入基础模型,并基于塔位和塔腿三维坐标对基础模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤35,分析输电线路中的铁塔回路和工程回路信息,计算铁塔位置与导线的连接顺序,得到铁塔与导线的回路连接关系成果,所述铁塔回路表示每种塔型具备的回路和挂点坐标信息,用于驱动铁塔自身的几何关系,所述工程回路用于表达实际工程中回路的布置和连接要求,决定了铁塔在工程中的姿态;
步骤36,根据输电线路中铁塔的位置与姿态,输入导地线参数计算导地线的弧度;
步骤37,导入导地线模型;
步骤38,导入植被、建筑、交叉跨越、施工过程中各辅助对象等模型,完成输电线路模型的组装。
步骤4,将输电线路模型加载到GIS平台中。
步骤5,利用GIS平台三维渲染和空间测距功能进行仿真推演。
优选的,步骤5的具体过程为:
步骤51,进行不同模型间的干涉分析、受力计算、可靠性论证、施工顺序合理性分析;
步骤52,当施工顺序不合理时,重新调整模型并加载;
步骤53,当施工顺序合理性分析后,形成施工方案成果。
另一实施例,在输电网三维设计中,利用移动智能终端能够方便地实现建设成果的二三维一体化展示,并且可以方便地进行成果输出。移动智能终端将线路杆塔排位的成果生成三维图像,输电网线路上的导线、地线、金具、绝缘子串等材料设备可以利用三维模型展示出来,用户还能够方便地进行二三维切换,高效率地进行地形勘测和现场比对,实现二三维空间数据的集成化管理并且在设计完成后,工作人员可以利用移动智能终端进行成果输出。
应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,施工仿真模拟方法是通过应用虚拟现实、计算机仿真、GIS等技术,对实际送电施工过程进行计算机模拟和分析,达到对施工过程的事前控制和动态管理,以优化施工方案。虚拟施工将在输电线路施工中以及企业员工技能培训等方面起到很大作用,并在设计创新方向有大的提升空间,具有相当大的经济效益和实用意义。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员,在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进,都应该属于本发明权利要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,其特征在于,包括以下内容:
步骤1:采集输电线路的基础数据;
步骤2:基于三维图形引擎,并根据采集的基础数据,建立输电线路施工过程中各个对象的模型;
步骤3:对建立完成的各个模型进行坐标转化,并组装成完整的输电线路模型;
步骤4:将组装完成的输电线路模型加载到GIS平台中;
步骤5:利用GIS平台三维渲染和空间测距功能对输电线路模型进行仿真推演。
2.根据权利要求1所述的一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:
步骤11:利用数据采集设备,采集输电线路的地形、植被、建筑、交叉跨越和高程的数据信息,实地拍摄照片;
步骤12,将地形数据和高程数据从数据采集设备中导出,将植被的生长规律和分布范围数据、建筑的结构特征和尺寸数据、以及交叉跨越的位置和高度数据准确记录下来,并将其制作为GIS平台可交互的文件格式。
3.根据权利要求2所述的一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,其特征在于,所述数据采集设备选用移动智能终端或GPS定位设备。
4.根据权利要求1所述的一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,其特征在于,所述步骤2中的模型包括:基础模型、铁塔模型、绝缘子串模型、导地线模型、施工过程中各辅助对象模型、植被模型和交叉跨越模型。
5.根据权利要求1所述的一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,其特征在于,所述步骤2中模型在创建时,各个对象分别建立各自的模型。
6.根据权利要求1所述的一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,其特征在于,所述步骤2中,在各个对象的模型建立时,若存在复杂的对象运动或原理演示,则将该对象的运动或原理演示做成动画并保存为MP4文件格式。
7.根据权利要求4所述的一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:
步骤31:根据输电线路实际工程基本信息确定实际工程所需的工程对象和对应的模型数量;
步骤32:导入铁塔模型,并基于工程塔位坐标对铁塔模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤33:导入绝缘子串模型,并基于塔位和挂点三维坐标对绝缘子串模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤34:导入基础模型,并基于塔位和塔腿三维坐标对基础模型进行坐标变换,使其位置符合实际工程情况;
步骤35:分析输电线路中铁塔回路和工程回路信息,计算铁塔位置与导线的连接顺序,得到铁塔与导线的回路连接关系成果;
所述铁塔回路表示每种塔型具备的回路和挂点坐标信息,用于驱动铁塔自身的几何关系;所述工程回路用于表达实际工程中回路的布置和连接要求,决定了铁塔在工程中的姿态;
步骤36:根据输电线路中铁塔的位置与姿态,输入导地线参数计算导地线的弧度;
步骤37:导入导地线模型;
步骤38:导入植被模型、建筑模型、交叉跨越模型以及施工过程中各辅助对象模型,完成输电线路施工模型的组装。
8.根据权利要求1所述的一种应用于输电线路施工动态仿真的实现方法,其特征在于,所述步骤5具体包括:
步骤51:进行不同模型间的干涉分析、受力计算、可靠性论证、施工顺序合理性分析;
步骤52:当施工顺序不合理时,重新调整模型并加载;
步骤53:当施工顺序合理性分析后,形成施工方案成果。
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Legal Events
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201002 |