浅析三维虚拟现实技术在输电线路运检中的运用

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:monowing
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  摘要:随着科技和市场经济的快速发展,对输电线路运检工作提出了越来越高的要求。而且近年来信息化和自动化技术的逐渐普及,较大程度的提升了其在输电线路的运用水平,也决定了在运检过程中对新技术应用和优化的必然趋势。本文主要概述了三维虚拟现实技术及其在输电线路运检工作中的应用,以期为相关研究人士提供借鉴。
  关键词:三维虚拟现实技术;输电线路运检;运用
  引言
  我国电力在近些年的发展过程中对电网输电电压不断扩大并提升等级要求,这和跨区500kV和特高压线路的较大进步是无法分割的,也因此获得良好发展,因此想使输电线路的自动化和信息化从根本上得到较大发展,对线路提高规范化的要求势在必行,也可使二维技术应用效果较差的现象得到有效改变,因此以三维视觉效果为核心的虚拟现实技术在电力行业得到广泛的应用[1]。同时,随着当前激光雷达技术和倾斜摄影技术的进一步完善,计算机和输电线路走廊建模技术也得到完善的发展,为三维虚拟现实技术在输电线路运检工作中的应用奠定了坚实的基础。
  1.概述三维虚拟现实技术
  我们所讲述到的三维虚拟现实技术实际上指的是一种可以对虚拟世界进行创建并体验的计算机仿真系统。它的工作主要是以计算机为基础,通过对其有效利用而生成的一种对环境模拟,属于一种交互式的融合多源信息为一体的实体行为的三维动态视景系统仿真,可以在这种营造的环境中让用户获得真切的感受。
  因虚拟现实技术是当前仿真技术重要的发展方向,它是集仿真技术、传感技术、多媒体技术和计算机图形学为一体的,具有的挑战性较强,是当前阶段前沿研究的知识体系。
  概括三维虚拟现实技术当前的特征主要有:(1)具有的感知能力较强。指的是三维虚拟现实技术同时具有计算机视觉感知功能,和基本运动和听觉、触觉的功能,甚至还有感知气味的功能等。从理想化的角度分析,虚拟现实技术具有可以媲美人类的感知功能;(2)拥有的存在感超强。它主要指的是在该系统中用户会在模拟的虚拟场景中有一种真实的感受。从理想化的角度分析,用户在这种模拟环境中会产生一种难辩真假的感觉;(3)具有较强的交互性,这里所说的交互性实际上指的是用户可以通过相关操作对模拟场景中的物体做相应的反馈;(4)具有一定的自主性,这里主要指的是在虚拟的环境中物体的运动规律协调现实世界的程度。但在具体的运用过程中,对三维建模和平台开发的应用较多,下面就对这两方面的知识做简单的分析:
  1.1三维建模
  根据当前的实际发展情况分析,三维建模技术是虚拟现实技术的基础,只有通过对三维建模技术的充分利用制作出相关的模型才能在虚拟的现实中实现虚拟的效果。但在输电线路运检过程中,主要是利用三维激光点的云数据对实体三维模型进行构建,而且在处理输电线路走廊的过程中主要采用的技术是数据预处理、点云滤波、构建几何模型和三维可视化化。一般在建模的过程中都是采用3Dmax相结合SktechUP的方式进行[2]。
  1.2平台的开发
  近些年那些场景较大的地方所使用的三维可视化应用管理平台主要是三维地理平台和游戏引擎。游戏引擎位于两者之间主要发挥渲染场景和提升用户体验效果的作用。这样其在空间属性方面就相对较弱,而且对于地形的可视化也存在相关的问题,因为在图像中还存在相应的抽象画,缺乏较强的精准度。但是三维地理信息平台则具有非常明显的空间属性,其对可视化的定性具有一定的倾向性,而且其在管理空间数据方面具有的经验也比较丰富,同时还可对空间三维进行分析和查询。对于整个平台来说发挥的重要作用是可为模型的准确性提供有效的保障。因此在对输电线路进行运检工作时应根据实际情况,通过对两种技术的有效结合建立辅助巡检业务的相关系统。
  2.三维虚拟现实技术在输电线路运检中的应用情况
  2.1采集相关数据
  在对输电线路进行运检的过程中,可通过对采集相关数据的技术的充分利用详细的记录和分析走廊与其通道附近的物体,如房屋的外形尺寸、植物的生长速度等为三维建模的运用奠定坚实基础。
  2.2交叉跨越
  交叉跨越指的是在输电线路运检工作过程中对三维虚拟技术进行运用时对其路径走向有影响的重要原因,所以电力企业想要设计出更加完善的方案,便需要尽可能搜集交叉跨越相关的信息,而且要保证能搜集到可靠真实的信息。不同于传统的根据施工图纸全面进行外业实测的方法,三维走廊重建技术主要是通过详细的分辨三维走廊,進而可有效的确定交叉跨越的位置,然后再进行相关测量和统计工作,进一步保障可获得更加可靠真实的信息[3]。
  2.3巡检预警
  主要是通过对相关管理系统的运用,对如气象、负荷等不同的环境下的改变进行相应的检测和对于一些如植物等可变化的物体的成长情况进行检测,然后再综合线路的具体情况的基础上进行相应的警告。
  (1)在外设中通过对监测和观测设备的接入,与自动采集该系统中线路的负荷情况,并有效的结合所监测到的温度来自动计算导线的弧度作用。如线路自身因受风力、温度、荷载、覆冰等环境变化和运行条件的影响而导致的空间距离的变化。根据系统中所记录的地形及某些有固定外形的交跨物等的参数来自动测量交跨的距离,如果检测到和相关标准不相符合,或有临界值出现时警报装置会自动的发出相应的警报,并对相关结果进行记录。
  (2)可以较大程度的搜集和掌握在通道中跨越的一些树木类型在不同的气候环境下的生长情况,并可安全的检测通道和树木之间交跨的距离,如果其和相关标准不相符合,系统便会自动开启相应的预警功能。
  (3)该平台还具有以下功能,即可在一些重要的交叉跨越区域和大型的施工区域等视频监控中,有效的采集和分析通过电力线路及其附近的大型车辆和施工机械;可以自动计算其外形尺寸,然后科学的分析其是否会影响到电力线路的安全,如果分析出其靠近了危险物体就会有相应的提示自动发出。
  (4)通过利用人工手段自动计算风力、线路运行环境温度和负荷等条件下,有效的录入电力线路和交叉跨越物之间的安全距离[4]。特别是还没有对系统的运行方式进行相应的调整之前,在遭遇高温或大风等情况需要做出预警的情况下,需提前有效确认线路的运行条件。
  因此可以运用以上这些方法合理确定有没有必要在现场设置监控和安全警示标识,以及是否需提升巡视的频率等。
  结语
  综上所述,我国电力方面在当前科技飞速发展的情况下已经获得一定的成效,而且也进一步提升了我国电网的信息化程度,所以在这种形势下电力企业应该对输电线路的运检工作引起重视。在运检工作中有效的运用三维虚拟现实技术,可使运检信息及其智能化水平得到大大提升,电力企业利用运检平台可随时对地物在各种气候环境下的变化规律进行检测,并通过对相关信息的搜集,为线路检修奠定良好的数据基础,所以要使输电线路运检质量得到有效的提升,电力企业应该对三维虚拟现实技术加强推广和应用的力度。
  参考文献:
  [1]曾旺.三维虚拟现实技术在输电线路运检中的运用[J].科学与财富,2017(19):194.
  [2]陈峰.输电线路运检中三维虚拟现实技术的实际应用[J].科学技术创新,2017(34):102-103.
  [3]赵永强.三维虚拟现实技术在输电线路运检中的应用[J].电子技术与软件工程.2018(13):141.
  [4]陈晓晋.三维模型在输电线路交叉跨越中的应用[J].电力勘测设计,2017(06):68-70.
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