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摘要：通过将移动智能终端与三维智能设计技术相结合的方法，可实现高效的数据采集和资源整合。本文就对移动智能终端在输电网三维设计中的应用相关内容进行分析，以供参考。
关键词：输电网;三维智能;设计;移动终端
1移动终端及电网三维智能平台技术分析
移动互联网的高速发展，3G、4G通信技术与云计算技术的结合，使得移动智能终端发生了革命性的变革。将智能终端用于输电网三维辅助设计已成为未来的发展趋势。目前，移动智能终端与无线互联网相结合的技术已成熟，多种终端产品已应用到生活中的各方面。移动智能终端、GPS、无线互联网等技术与GIS的结合，拓展了GIS的应用领域。我国电力系统规模日益扩大，输电网的规划设计也日益重要。输电网的设计业务主要包括项目规划、前期可行性研究、初步设计及施工图设计等环节。由于输电网设计业务的特殊性，在线路路径初设和施设阶段，需要野外沿线踏勘或重点踏勘，因此对输电网三维智能设计技术移植到移动终端有迫切需求。电网移动三维智能设计平台具有智能选线、杆塔智能排位、高度共享数据等功能特征，能方便地进行矢量地形数据管理、电网多阶段数据管理、遥感影像数据管理、设计选型数据管理，并在输电网设计中通过进行专题数据集成及应用、空间分析、三维展示实现信息资源高度共享。
2移动智能终端在电网三维设计的应用
2.1基础数据采集
基础数据是电网设计的重要决策资料，设计人员在进行规划、可研、初设及施设过程中都要参考采集的基础数据辅助决策。原有的输电网设计方式是设计人员到野外现场采集数据，在现场用纸笔记录，回去后再录入系统。此种工作模式效率低且错误率高。将移动智能终端应用于电网设计业务，可在野外精准定位当前位置，实时采集当地的气象数据、环境数据等信息。通过对比原影像数据与实际地形查找错误，利用移动智能终端自带的摄像功能，拍摄实地照片并利用无线传输至服务端方便后续修改。利用移动智能终端不仅可提高工作效率，也减少了因记录失误或遗失造成的数据误差。
2.2输电网智能选线及线路验证
在输电网三维设计中，移动智能终端发挥的一项非常重要的作用就是对输电网线路野外查勘进行智能化处理，实现了智能选线及线路验证。利用计算机技术手段对电子矢量地形图、遥感影像图、航片数据等进行处理，结合移动设计平台的三维智能设计技术，能对沿线障碍物进行自动避让，实现智能选线。移动智能终端为用户提供非常直观的辅助编辑环境及人性化的编辑工具，用户在移动智能终端上只要指定路线的起始点、终结点及应避开的各种区域，系统将会根据优化算法自动构建线路，还能提供多条参考路径，并对线路信息进行说明。在设计人员对线路进行野外沿线踏勘验证时，所用移动终端中的地图、线路设计数据仅在每次进行现场比对时通过系统专线传递，避免了机密敏感数据的随意下载和传播，保证了数据的安全性，用户通过使用移动终端对所选线路和杆塔排位进行现场比对，及时查找或发现设计缺陷，亦可在终端平台上标定错误点，进行人工修改，最终确定最后设计方案。通过使用移动智能终端为野外查勘带来了巨大的便利性，提高选线工作效率。
2.3二三维一体化数据展现及成果输出
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、金具等材料设备可以利用三维模型展示出来，用户还能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。
2.4电网建设集成管理
移动智能终端利用其固有的便携性和易操作性，方便实现电网数据集成，获取区域电网各类规模的线路、变电站、电厂的空间位置属性等。对这些数据进行整合与管理，并将数据传送到三维设计平台服务端，可快速地建立起全数字化电网模型。工程现场人员在三维模拟场景中，操作三维模型进行线路进度数据的采集填报，真实的展现工程现场建设的过程和重要环节，并将工程建设进度数据传输到相应的省电力公司、国网公司基建管理信息系统，可进行全程监控管理。通过移动终端的使用使得电网建设数据采集位置与实际工程建设现场的同步对应，提高安全生产的管理水平。
3关键技术演技
3.1电网三维智能设计移动
终端应用平台电网三维智能设计移动终端应用平台主要内容包括终端业务设计器、解析器和中心业务服务三部分。终端设计器用于提供配置和二次开发功能，提供移动应用模拟和仿真，为应用组件提供插拔接口，支持各类移动开发平台界面组件。解析器是标准化协议解析引擎，通过采用灵活的传输协议和方式，能够保证传输核心数据安全，文件传输支持断点续传，提供高效压缩解压等功能。中心业务服务提供数据服务和应用接口，按照可扩展、高可配置原则，实现跨移动应用系统平台特性并与现有在运系统紧密集成。
3.2选线的最短路径算法
路径分析的核心问题是寻求两节点间距离最短、费用最低的路径，即最佳路径问题。最佳路径问题求解算法有许多，其中Dijkstra（迪杰斯特拉）算法由于能适应网络拓扑变化及性能稳定等优点被GIS系统广泛采用。本平台系统的智能选线即采用Dijkstra算法，该算法能解决一个节点到其他所有节点的最短路径问题，主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点，找到最短路径的最优解为止。但由于该算法需遍历计算所有节点，若网络节点较多时，求解效率较低。
3.3动态规划的优化排位算法
在杆塔的自动优化排位过程中，综合运用了动态规划的两种优化方法，即严密法和快速法。严密法是将每一个塔位点依次与多个塔型配对作为目标点，指定必须经由的倒数第二点，校验各项技术要求，最后选用通过校验且费用最低的塔型作为最佳排位结果，如此每个目标点前一点都已完成排位，直到终点的杆塔排位结束。快速法是为提高严密法的效率及减少内存提出的方法，其基本思想是对每个塔位点与多个塔型的配对只用最佳费用作为筛选条件，而不用指定必须经过某点，从而可以加快速度，大大减少存储量。
3.4海量三维数据处理与多级纹理交换技术
海量数据大范围三维场景快速漫游的实现主要受制于几何数据与纹理数据的数据量庞大、地物繁多。对管理大数据量最行之有效的办法是数据分块技术。在三维场景中，由于纹理图像数据占90%以上，因此要实现海量数据场景的管理和漫游，采用“多级纹理交换”技术。该技术主导思想是将场景中使用到的纹理拼合成为大小一致的紋理块，再将每块纹理生成几个细节等级的纹理，每个等级通过上一等级压缩得到，然后计算物体在屏幕上成像的大小，并以此决定选用哪一级纹理，最后在内存中建立纹理缓冲池，使用LRU算法进行纹理块的调度，确保使用频率高的纹理调度次数尽可能少。
4结语
总之，我们应该抓住机遇，将移动智能终端与三维智能设计平台提升为产品化研究，真正做到前沿科技创新，为智能电网的发展再添动力。
参考文献
[1]三维设计软件在清远抽水蓄能电站电缆敷设中的应用[J].陈涵.吉林水利.2017（07）
[2]核电站三维设计的发展和应用[J].曾保罗，马屹松，康斌.产业与科技论坛.2019（02）
作者简介：马国平（1979.9），男，宁夏固原人，宁夏大学电气工程及自动化本科，研究方向：输电线路。
关键词：输电网;三维智能;设计;移动终端
1移动终端及电网三维智能平台技术分析
移动互联网的高速发展，3G、4G通信技术与云计算技术的结合，使得移动智能终端发生了革命性的变革。将智能终端用于输电网三维辅助设计已成为未来的发展趋势。目前，移动智能终端与无线互联网相结合的技术已成熟，多种终端产品已应用到生活中的各方面。移动智能终端、GPS、无线互联网等技术与GIS的结合，拓展了GIS的应用领域。我国电力系统规模日益扩大，输电网的规划设计也日益重要。输电网的设计业务主要包括项目规划、前期可行性研究、初步设计及施工图设计等环节。由于输电网设计业务的特殊性，在线路路径初设和施设阶段，需要野外沿线踏勘或重点踏勘，因此对输电网三维智能设计技术移植到移动终端有迫切需求。电网移动三维智能设计平台具有智能选线、杆塔智能排位、高度共享数据等功能特征，能方便地进行矢量地形数据管理、电网多阶段数据管理、遥感影像数据管理、设计选型数据管理，并在输电网设计中通过进行专题数据集成及应用、空间分析、三维展示实现信息资源高度共享。
2移动智能终端在电网三维设计的应用
2.1基础数据采集
基础数据是电网设计的重要决策资料，设计人员在进行规划、可研、初设及施设过程中都要参考采集的基础数据辅助决策。原有的输电网设计方式是设计人员到野外现场采集数据，在现场用纸笔记录，回去后再录入系统。此种工作模式效率低且错误率高。将移动智能终端应用于电网设计业务，可在野外精准定位当前位置，实时采集当地的气象数据、环境数据等信息。通过对比原影像数据与实际地形查找错误，利用移动智能终端自带的摄像功能，拍摄实地照片并利用无线传输至服务端方便后续修改。利用移动智能终端不仅可提高工作效率，也减少了因记录失误或遗失造成的数据误差。
2.2输电网智能选线及线路验证
在输电网三维设计中，移动智能终端发挥的一项非常重要的作用就是对输电网线路野外查勘进行智能化处理，实现了智能选线及线路验证。利用计算机技术手段对电子矢量地形图、遥感影像图、航片数据等进行处理，结合移动设计平台的三维智能设计技术，能对沿线障碍物进行自动避让，实现智能选线。移动智能终端为用户提供非常直观的辅助编辑环境及人性化的编辑工具，用户在移动智能终端上只要指定路线的起始点、终结点及应避开的各种区域，系统将会根据优化算法自动构建线路，还能提供多条参考路径，并对线路信息进行说明。在设计人员对线路进行野外沿线踏勘验证时，所用移动终端中的地图、线路设计数据仅在每次进行现场比对时通过系统专线传递，避免了机密敏感数据的随意下载和传播，保证了数据的安全性，用户通过使用移动终端对所选线路和杆塔排位进行现场比对，及时查找或发现设计缺陷，亦可在终端平台上标定错误点，进行人工修改，最终确定最后设计方案。通过使用移动智能终端为野外查勘带来了巨大的便利性，提高选线工作效率。
2.3二三维一体化数据展现及成果输出
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、金具等材料设备可以利用三维模型展示出来，用户还能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。
2.4电网建设集成管理
移动智能终端利用其固有的便携性和易操作性，方便实现电网数据集成，获取区域电网各类规模的线路、变电站、电厂的空间位置属性等。对这些数据进行整合与管理，并将数据传送到三维设计平台服务端，可快速地建立起全数字化电网模型。工程现场人员在三维模拟场景中，操作三维模型进行线路进度数据的采集填报，真实的展现工程现场建设的过程和重要环节，并将工程建设进度数据传输到相应的省电力公司、国网公司基建管理信息系统，可进行全程监控管理。通过移动终端的使用使得电网建设数据采集位置与实际工程建设现场的同步对应，提高安全生产的管理水平。
3关键技术演技
3.1电网三维智能设计移动
终端应用平台电网三维智能设计移动终端应用平台主要内容包括终端业务设计器、解析器和中心业务服务三部分。终端设计器用于提供配置和二次开发功能，提供移动应用模拟和仿真，为应用组件提供插拔接口，支持各类移动开发平台界面组件。解析器是标准化协议解析引擎，通过采用灵活的传输协议和方式，能够保证传输核心数据安全，文件传输支持断点续传，提供高效压缩解压等功能。中心业务服务提供数据服务和应用接口，按照可扩展、高可配置原则，实现跨移动应用系统平台特性并与现有在运系统紧密集成。
3.2选线的最短路径算法
路径分析的核心问题是寻求两节点间距离最短、费用最低的路径，即最佳路径问题。最佳路径问题求解算法有许多，其中Dijkstra（迪杰斯特拉）算法由于能适应网络拓扑变化及性能稳定等优点被GIS系统广泛采用。本平台系统的智能选线即采用Dijkstra算法，该算法能解决一个节点到其他所有节点的最短路径问题，主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点，找到最短路径的最优解为止。但由于该算法需遍历计算所有节点，若网络节点较多时，求解效率较低。
3.3动态规划的优化排位算法
在杆塔的自动优化排位过程中，综合运用了动态规划的两种优化方法，即严密法和快速法。严密法是将每一个塔位点依次与多个塔型配对作为目标点，指定必须经由的倒数第二点，校验各项技术要求，最后选用通过校验且费用最低的塔型作为最佳排位结果，如此每个目标点前一点都已完成排位，直到终点的杆塔排位结束。快速法是为提高严密法的效率及减少内存提出的方法，其基本思想是对每个塔位点与多个塔型的配对只用最佳费用作为筛选条件，而不用指定必须经过某点，从而可以加快速度，大大减少存储量。
3.4海量三维数据处理与多级纹理交换技术
海量数据大范围三维场景快速漫游的实现主要受制于几何数据与纹理数据的数据量庞大、地物繁多。对管理大数据量最行之有效的办法是数据分块技术。在三维场景中，由于纹理图像数据占90%以上，因此要实现海量数据场景的管理和漫游，采用“多级纹理交换”技术。该技术主导思想是将场景中使用到的纹理拼合成为大小一致的紋理块，再将每块纹理生成几个细节等级的纹理，每个等级通过上一等级压缩得到，然后计算物体在屏幕上成像的大小，并以此决定选用哪一级纹理，最后在内存中建立纹理缓冲池，使用LRU算法进行纹理块的调度，确保使用频率高的纹理调度次数尽可能少。
4结语
总之，我们应该抓住机遇，将移动智能终端与三维智能设计平台提升为产品化研究，真正做到前沿科技创新，为智能电网的发展再添动力。
参考文献
[1]三维设计软件在清远抽水蓄能电站电缆敷设中的应用[J].陈涵.吉林水利.2017（07）
[2]核电站三维设计的发展和应用[J].曾保罗，马屹松，康斌.产业与科技论坛.2019（02）
作者简介：马国平（1979.9），男，宁夏固原人，宁夏大学电气工程及自动化本科，研究方向：输电线路。