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移动智能终端在输电网三维设计中的应用研究 摘要：移动智能终端在输电网设计领域用来采集输电网设计基础数据、智能选择及验证输电线路、对电网建设进行集成管理等，将移动智能终端与三维智能设计技术相互结合，能够采集数据并进行整合。文章在分析三维智能设计技术的基础上，根据输电网设计业务的特点提出了符合电网设计要求的移动智能终端的多种功能特性。关键词：移动智能终端；输电网设计；三维智能设计；输电线路；电网建设 ：A：TP316 ：1009-2374（2016）36-0050-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.36.025近年来，我国电网智能化建设水平不断提高，这与我国移动互联网技术的不断发展与成熟是密切相关的。由于移动智能终端携带方便、能够快速实现数据共享、方便存储地图数据及展开地图，因此移动智能终端在输电网设计中的应用变得越来越普遍。本文基于现有的输电网三维平台技术及移动终端，分析研究了移动智能终端在输电网三维设计中的各种应用以及应具有的功能特性问题，旨在帮助输电网设计人员实现基础数据的高效采集、比对及查找输电网设计缺陷，解决当前输电网三维设计中存在的一些问题。1 移动终端及电网三维智能平台技术分析移动互联网技术的快速发展推动着移动智能终端的变革，现有的移动智能终端具有多媒体应用、动态查询、即时通讯、大容量存储等特点，已经广泛应用到人们生产生活的各个领域。在输电网三维设计中，移动智能终端的诸多功能，能够起着重要的辅助设计作用。输电网设计分为几个阶段，包括进行项目规划与前期可行性研究，然后是进行初期阶段的设计和施工图设计。在设计前期阶段，工作人员需要进行野外沿线踏勘或重点踏勘，以采集各类设计数据，利用移动智能终端能够在很大程度上提高工作效率。输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、即时通讯、根据定制模板输出成果、真实人机交互等功能特征，能够方便地进行矢量地形数据管理、电网多阶段数据管理、遥感影像数據管理、设计选型数据管理、杆塔材料数据管理等，并且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。未来，在电网三维智能设计中，移动智能终端将会发挥更加重要的作用，移动智能终端在硬件方面将会进一步适应输电网设计业务需求，而在软件上也将会不断升级，将会搭建系统数据库，具备真实三维模拟功能。2 移动智能终端在输电网三维设计中的重要作用移动智能终端在输电网三维设计中主要起辅助设计作用，其作用主要体现在以下方面：采集基础数据、智能选择输电网线路并进行线路验证、输出成果、展现二三维一体化模拟景象、对电网建设进行综合集成管理等。2.1 基础数据的采集在输电网三维设计中，采集基础数据是非常重要的工作内容，设计人员需要根据采集的数据来进行各项决策。利用移动智能终端，能够实现在野外精准定位，方便地采集当地的各种数据信息，实地拍摄照片，快速实现数据传输。这种工作方式大幅度减少了工作人员因记录错误或是数据遗漏造成的失误，不仅提高了数据采集的精度与可靠度，也大大提高了采集基础数据的效率。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、卫星数据、数字高程模型等进行处理，结合移动设计平台的三维智能设计技术，能够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以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，还能够提供多条参考路径，并对线路信息进行说明。在线路验证方面，设计人员只有在进行野外沿线踏勘验证并进行现场比对时才能够通过系统专线来下载移动智能终端中的地图及设计数据，采取这种设计方式主要是为了保证机密数据及敏感数据的传输安全。输电网设计人员可以方便地利用移动智能终端来进行现场比对，这样就很容易发现设计中存在的一些问题，通过及时进行标注及修改，能够快速解决设计缺陷。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，包括工程资料、设计方案、材料匹配、杆塔明细等成果的输出，用户能够随时查看这些设计成果。2.4 电网建设集成管理移动智能终端可以用来对输电网建设进行集成管理。首先，移动智能终端具有易操控、方便携带的特点，利用移动智能终端能够对与电网三维设计有关的各种数据及资料进行整合及管理，并将各类数据集成后传送到输电网三维设计平台的服务端，快速建立全数字化的电网模型；其次，工作人员可以通过操作移动智能终端的三维模型来采集、填报线路进度数据，并将相关数据传输到国网公司及相应省电力公司的基建信息管理系统，真实展现出工程现场建设的重要环节及进程，实现远程监控；最后，利用移动智能终端能够对各工程相关责任人进行工作考核，从而保证工程质量。3 移动智能终端的关键技术将移动智能终端应用到输电网三维设计中需要解决一系列的技术难题，包括三维智能设计技术、移动智能终端平台的软件及硬件升级等。 3.1 移动智能终端应用平台的开发移动智能终端应用平台的开发是非常重要的，是实现其各种功能的关键所在。移动智能终端应用平台主要包括终端业务设计器、解析器及中心业务服务三部分内容，如图1所示：终端业务设计器具有很多功能，包括提供配置、具有二次开发功能、支持其他移动开发平台界面、有各种数据接口、支持模拟及仿真等。解析器的主要功能是解析标准化协议，保证核心机密数据能够安全可靠地进行传输，支持断点续传文件，并且解析器能够快速实现文件压缩机解压。中心业务服务主要是提供各种数据服务接口，保证各种应用，能够与现在运行的系统进行高度集成，实现移动应用系统平台的跨越。3.2 移动智能终端的网络架构移动智能终端的网络架构关系着其各种辅助设计功能能否实现，综合来看，移动智能终端应集成多种智能化技术，具有多项功能，移动智能终端的网络架构应如图2所示。3.3 路径优化运算移动智能终端平台需要选择合适的运算方法来进行路径分析。在输电网三维设计中，路径的选择是非常关键的，要想得到两节点间路径最短、费用最低的最佳路径就必须要考虑采用哪种运算方法。目前，在GIS系统中，通常采用能适应网络拓扑变化的、性能非常稳定的Dijkstra（迪杰斯特拉）算法，該算法是以起始点为中心逐渐向外层扩展，直至终点，通过复杂运算找到节点间的最短路径。由于Dijkstra（迪杰斯特拉）算法会涉及到所有节点，因此如果网络节点很多，用这种运算方法则会影响到计算效率。3.4 杆塔的自动优化排位算法在输电网三维设计中，利用移动智能终端进行杆塔的自动优化排位通常会综合运用严密法和快速法两种动态规划方法。严密法相比快速法除了要考虑费用最低外，还必须要指定经过的节点，通过对目标点的各项技术指标进行检验来确定选择何种塔型。严密法需要依次完成所有的目标点直至塔杆排队结束，因此运算过程中数据存储量大，速度相对较慢。3.5 海量三维数据处理与多级纹理交换技术输电网三维设计需要处理大量三维数据，包括海量的几何数据与纹理数据，要想实现数据快速漫游，就必须要应用数据分块技术。在处理大量纹理数据时，考虑采用多级纹理交换技术是很重要的，多级纹理交换技术的核心是将应用于各类场景中的纹理拼合成一样大小的纹理块，再将每一个纹理块生成为5个细节等级的纹理。为了提高运算速度，应采用LRU算法来对纹理块进行调度，尽可能地减少使用频率高的纹理块的调度次数，实现快速处理海量数据的目的。4 结语随着我国智能电网建设速度的不断加快，利用移动智能终端来进行输电网三维设计必将成为行业发展趋势。在现阶段，输电网三维智能设计技术尚处于初级阶段，进一步开发移动智能终端与三维智能设计平台是非常关键的，将决定我国智能电网的发展水平。参考文献1 电子技术标准化研究院.智能终端白皮书（2012年修 订版）M.北京：中国标准出版社，2013.2 陈良超，李锋.海量三维数据高效组织及集成研究 J.地理信息世界，2012，10（4）.3 林榕，李中，蔡桂华.智能变电站三维设计系统构建 J.中国电业（技术版），2012，2（6）.4 陈显龙，孙敏杰，陈晓龙，贺志刚.移动智能终端 在输电网三维设计中的应用与设计研究J.地理信息 世界，2013，（6）. -全文完-