一种基于三维数字化设计的输电线路基坑验槽方法与流程

1.本发明涉及输电线路工程技术领域，尤其是一种基于三维数字化设计的输电线路基坑验槽方法。


背景技术：

2.数字化设计技术是经历图板设计、cad辅助设计后的第三次设计技术革命。数字化设计技术是一个多专业、多阶段、多参与方的过程，与传统设计技术的主要区别在于，以数据为基础实现了工程模型及信息模型的融合统一，以协同设计为手段实现了信息资源的共享。
3.电网eim以设计为龙头，以数据为基础，以模型为载体贯穿设计、建设、运维、退役全生命周期内各个阶段，将各阶段碎片化数据整合为完整的信息模型，推进了工程建设技术的不断创新，提高了工程建设质量及工作效率。
4.电网工程数字化设计技术是建模技术、信息技术、网络技术在设计领域的集成创新，是“互联网＋设计”的新结合，输变电工程数字化设计技术最终目标就是实现设计对象数字化表达、设计平台统一、多专业设计协同、数据具备唯一性、关联性、溯源性，并在全生命周期工程管理中充分利用。
5.基础工程是输电线路工程体系的重要组成部分，它的造价、工期和工作量在整个线路工程中占有很大比重。根据统计：输电线路基础工程施工工期约占整个工期的50％，运输工程量约占整个工程的80％，费用约占工程本体造价的15％～20％。输电线路工程建设要做到安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境友好，科学合理的基础设计是至关重要的因素之一。
6.质量验收是控制工程质量的重要环节,基槽验收更是重中之重，是保障基础施工乃至架空输电线路施工至关重要环节。现行的基槽验收一般由总监理工程师或建设单位项目负责人组织建设、监理、勘察、设计及施工单位项目负责人、技术质量负责人，到项目现场，共同按设计要求和有关规定进行，常用的办法有观察法、钎探法，耗费时间较长，步骤繁琐，且效果一般。同时随着电网的不断发展，特别是特高压线路的大举动工，一条输电线路动辄几百基铁塔，其基础数量更是会达到近千个，现行的验槽方式很难满足工程的进展需求。
7.鉴于以上存在的问题，很有必要提出一种全新高效、高质的输电线路基坑验槽方式。


技术实现要素：

8.本发明需要解决的技术问题是提供一种基于三维数字化设计的输电线路基坑验槽方法，在保证基坑质量前提下，能够实现高效、高质的输电线路基坑验槽，减少设计人员外业工作量，提高整体工程建设质量与效率。
9.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于三维数字化设计的输电线路基坑验槽方法，包括以下步骤：1）、基于统一的地理信息系统和统一的三维信息模型建模技术，构建多专业一体化的数字化协同设计平台；2）、建立三维数字化协同设计组织体系，重塑三维数字化协同设计流程，明确不同设计专业权限，实现多专业三维数字化协同设计；3）、利用无人机搭载高清摄像头获取施工过程高清实时矢量影像；4）、基于统一的地理信息系统处理原始高清矢量影像，实现高清影像、精细高程与信息模型在同一坐标系显示；5）、基于统一的三维信息建模技术，完成输电线路三维信息模型建模；6）、基于多专业一体化的数字化协同设计平台，通过内置基坑验槽规则，完成输电线路三维信息模型与施工现场高清影像融合度自动校核，完成自动高效基坑验槽；7）、验收结果自动生成验收报表，一键发至各相关单位归档。
10.本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1）中，所述数字化协同设计平台关联不同专业设计所需的专业软件，同步打通不同专业设计转件底层数据无缝流转。
11.本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2）中，所述三维数字化协同设计组织体系为直线职能式组织结构。
12.本发明技术方案的进一步改进在于：所述数三维数字化协同设计组织体系包括在总指挥和总指挥架构下的三维协同、线路电气、线路结构、勘测专业和技经专业。
13.本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2）中，三维数字化协同设计包含不同设计专业三维数字化协同设计流程。
14.本发明技术方案的进一步改进在于：所述不同专业包括线路电气专业、线路结构专业、勘测专业和技经专业。
15.本发明技术方案的进一步改进在于：步骤5）中，基于统一的三维信息建模技术为利用实际坐标环境、实时地理信息数据系统。
16.本发明技术方案的进一步改进在于：步骤7）中，所述各相关单位包括建设单位、监理单位、设计单位、勘察单位和施工单位。
17.由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：1、本发明通过三维数字化设计技术与施工现场的集成融合创新，在输电线路建设过程基坑验槽环节中集成建模技术、数字技术、信息技术、地理信息技术，最终目标就是实现高效、高质的输电线路基坑验槽，减少设计人员外业工作量，提高整体工程建设质量与效率。
18.2、本发明以统一的地理信息系统和统一的信息模型建模技术，搭建成适用于不同专业的三维数字化平台，关联不同专业设计所需软件，打通不同专业软件底层数据无缝流转，使得不同专业在同一平台内同一坐标系地理信息系统内完成各自工作，保证不同专业设计质量与效率。
19.3、本发明通过建立三维数字化协同设计组织体系及三维数字化协同流程，明确了不同专业的设计权限，保障了不同专业各司其职，提高了不同专业协同流程，保障了整体三维数字化设计成果质量。
20.4、本发明通过无人机搭载高清摄像头，实现现场施工情况与原始地理信息数据实
时获取、实时分析、实时掌握。
21.5、本发明基于同一的协同设计平台，能够实时对获取的现场地理信息数据进行处理，实时对现场环境进行还原，通过坐标转换，完成所获取的地理信息数据与设计的信息模型同一坐标系显示，保证了现场地理信息数据与设计信息模型处于实际位置。
22.6、本发明基于三维数字化协同设计平台，以实际坐标体系下的地理信息数据系统环境中，不同设计专业通过数字化协同设计完成输电线路三维信息模型的建模。
23.7、本发明利用计算机技术、信息技术对现场实际地理信息数据与设计完成的信息模型实现自动融合与自动校核，通过在平台内置基坑验收规则，高效、高质完成输电线线路基坑验槽。
24.8、本发明基于协同一体化平台自动完成验槽结果报表，并自动发至项目不同参建方，实时传输验槽结果减少中间环节，保证数据唯一、真实，大幅提高不同参建方协同工作效率。
附图说明
25.图1是本发明中一种基于三维数字化设计的输电线路基坑验槽方法的流程图；图2是本发明中建立的三维数字化设计组织体系示意图；图3是本发明的重塑三维数字化协同设计流程图。
具体实施方式
26.下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：本发明公开了一种基于三维数字化设计的输电线路基坑验槽方法，该方法基于相同的协同设计平台、相同的坐标系统，融合现场实施施工地理信息数据与设计所提供的信息化模型，内置基坑验槽规则，能够实现高效、高质输电线路基坑验槽，验槽结果自动生成发送，大幅提高了不同参建方协同工作效率。
27.如图1所示，一种基于三维数字化设计的输电线路基坑验槽方法，包括以下步骤：1）、基于统一的地理信息系统和统一的三维信息模型建模技术，构建多专业一体化的数字化协同设计平台。
28.统一的地理信息系统与统一的三维信息模型建模技术所构建的不同专业协同设计平台，数字化协同设计平台关联不同专业设计所需的专业软件，同步打通不同专业设计转件底层数据无缝流转，可以让不同专业甚至于不同参与方在相同坐标规则下，完成施工现场状况反馈与三维建模成果的协同、规范融合。
29.2）、建立三维数字化协同设计组织体系，重塑三维数字化协同设计流程，明确不同设计专业权限，实现多专业三维数字化协同设计。
[0030]“质量规范，制度先行”，在本发明技术方案中，通过建立有效的三维数字化协同设计组织体系，使得不同专业设计有据可依。打破传统设计工作模式，重塑三维数字化协同设计流程，明确不同专业工作权限，保证流畅设计过程，保障设计成果唯一且有源可溯，提高工作效率与质量。
[0031]
如图2所示，三维数字化协同设计组织体系为直线职能式组织结构，包括在总指挥和总指挥架构下的三维协同、线路电气专业、线路结构专业、勘测专业和技经专业五部分，
在原有设计习惯上增加三维数字化协同内容，保证三维数字化协同体系高效、高质运转。
[0032]
三维数字化协同设计流程如图3所示，包括以下步骤：s1、工程启动：s1.1工程立项，包括工程创立、中标通知书、合同、批复文件输入；s1.2人力资源管理，设总任命及各应用专业设计人员；s1.3卷册初始化，各应用专业、设计卷册划分；s1.4权限分配，工程登录账号设定及卷册权力分配；s1.5准备数据库，结合工程，挂接专业数据；s1.6设计进度；s2、导入初步设计成品；s3、三维数字化协同下的定位设计；定位设计包括线路电气专业、线路结构专业、勘测专业和技经专业三维数字化协同设计，如果定位设计方案通过审核，则执行下一步，如果定位方案设计方案不通过，则重新进行定位设计。
[0033]
s4、主要线路三维模型及锁定，专业间提资；s5、三维数字化协同下的施工图详细设计；施工图详细设计包括线路电气专业、线路结构专业、勘测专业和技经专业三维数字化协同设计，如果施工图详细设计方案通过审核，则执行下一步，如果施工图详细设计方案设计不通过，则重新进行施工图详细设计。
[0034]
s6、模型锁定，设计成品输出；s7、校审输出的施工图，如果满足则进行下一步，如果不满足，则进行上一步；s8、成品出版，提取移交成功，并进行归档。
[0035]
三维数字化协同设计流程不同于原有设计习惯，明确规定了不同设计专业三维数字化协同设计流程。
[0036]
3）、利用无人机搭载高清摄像头获取施工过程高清实时矢量影像。
[0037]
结合施工现场状态，利用无人机打在高清摄像头实施获取现场影像及高程。
[0038]
4）、基于统一的地理信息系统处理原始高清矢量影像，实现高清影像、精细高程与信息模型同一坐标系显示。
[0039]
将获取的原始高清矢量影像，置于统一的地理信息系统内，通过坐标转换实现与信息模型在同一坐标体系显示。
[0040]
具体的，将获取的原始高清矢量影像通过坐标转换后置于系统内。该信息准确、及时的反映了施工现场进展情况。
[0041]
5）、基于统一的三维信息建模技术，完成输电线路三维信息模型建模。
[0042]
利用实际坐标环境、实时地理信息数据系统，在统一的坐标系统内，输入设计实际坐标，结合实际坐标，建立输电线路三维信息模型。
[0043]
6）、基于多专业一体化的数字化协同设计平台，通过内置基坑验槽规则，完成输电线路三维信息模型与施工现场高清影像融合度自动校核，完成自动高效基坑验槽。
[0044]
将基坑验槽规则置于坐标系统，引用人工智能，自动检测根据设计实际坐标所建立的输电线路三维信息模型与同一坐标体系下高清影像的融合程度，实现高效、高质基坑
验槽。
[0045]
7）、验收结果自动生成验收报表，一键发至建设、监理、设计、勘察、施工等单位归档。
实施例
[0046]
本发明成果在某地500kv输变电工程中进行了实际应用，以bim技术为核心，深度融合gis、iot等先进技术手段，实现物理实体与数字虚拟的同时设计、同时规划、同时实施、同时运行。项目的实施主要包含以下几个步骤：1）为满足某智慧城市的要求，在建设源头设计阶段，搭建了方便不同专业开展三维数字化协同设计的平台，满足不同专业在同一平台协同设计。
[0047]
2）项目地处某智慧城市，针对工程设计，结合三维数字化设计要求，建立有效的三维数字化协同设计组织体系，重塑基于三维数字化协同设计流程，明确不同设计专业权限，实现多专业三维数字化协同设计。
[0048]
3）项目对接规划建设管理流程以及规划建设bim管理平台，相比同等项目规模设计工期缩短3个月，建设过程中实时获取航拍影像。
[0049]
4）基于统一的地理信息系统处理原始高清矢量影像，实现高清影像、精细高程与信息模型同一坐标系显示。在获取的实时地理信息数据基础上，采用批量参数化建模手段，实现线路走廊三维场景真实还原。
[0050]
5）在生成的三维地理信息数据模型上进行选线定位，实现二三维联动杆塔排位，同时，将排位规则内置系统内，实现部分地段自动排位，有效提高排位效率。基于统一的三维信息建模技术，完成输电线路三维信息模型建模，成为某地第一个通过全口径正向三维设计的500千伏输变电工程。
[0051]
6）基于一体化数字化协同设计平台，通过内置基坑验槽规则，完成输电线路信息模型与施工现场高清影像融合度自动校核，完成自动高效基坑验槽。利用本发明成果，使得输电线路基坑验槽技术，成为第一个全过程、全专业、全员开展bim实施的输变电工程。
[0052]
7）验收结果自动生成验收报表，一键发至建设、监理、设计、勘察、施工等单位归档。应用该成果，物理电网与数字电网同时交付，形成全过程数据资产，落实数字建设移交标准。
[0053]
综上所述，本发明需要解决的技术问题是提供一种基于三维数字化设计的输电线路基坑验槽方法，能够实现高效、高质的输电线路基坑验槽，减少设计人员外业工作量，提高了整体工程建设质量与效率。