浅谈VR技术在输电线路改造工程的应用前景

浅谈VR技术在输电线路改造工程的应用前景

关键词:输电线路;VR;安全

前言:随着我国社会经济的迅速发展,电力发展极为迅速,导致以往的老线路已不适应城市发展,致使改造工程项目增多。而改造工程项目,均具有时间紧、任务重、风险点集中等特点,施工安全、质量、进度、技术等管理也面临着前所未有的风险和挑战。

一、实施背景

(一)改造工程作为超高压和高压线路工程停电施工的一个重要节点,其能否按照既定计划竣工直接影响着整条线路按计划恢复送电或者投运,同时改造工程相对于一般线路工程建设施工,一旦停电必须在有效时间节点内完成,不会再次停电。因此,改造工程的建设施工是保证超高压和高压线路工程停电建设按期完工、顺利恢复或投产的关键。

(二)解决改造工程特殊施工难题的需要

改造工程施工技术难度均远超于一般线路工程,存在以下特殊的施工难题:

塔材组立风险大。改造立塔施工一般在线路下方,上方存在多条线路,给立塔施工造成很大的局限性。吊车立塔对吊车站位、吊件位置及进场道路有特别的要求,而抱杆立塔存在抱杆起立受限、外拉线设置难等风险。

改造施工技术手段单调。改造施工相比较一般施工在技术方面有更多的难点和控制点,通过CAD图形和二维模型给施工人员解说感受比较单调,部分细微的控制点技术上口头解说不形象不直观。

改造工程安全管理控制难。改造工程一般伴随着停电操作,施工工期紧、任务重、外部环境复杂,尤其是三跨改造有效施工受高铁、高速通行的制约,安全管理控制难。改造工程施工场地集中,采用大规模的人、机投入施工模式,会造成高空施工交叉作业以及施工风险点多等安全隐患。

二、主要做法

(一)开展数据交互设备攻关研发

输电线路改造工程原有线路的具体平面位置关系需使用GPS全球定位系统确定;改造工程中原有线路金具连接等实际情况需利用无人机在现场有序拍摄的照片通过软件进行整合排版,形成初步的全景图,将全景图上传至服务器,在谷歌地球中,对相关杆塔坐标关联服务器网站,即能形成对应杆塔对应全景图的功能;改造工程的现有线路的具体平面位置关系和金具连接等情况需利用道亨公司开发的架空送电线路定位CAD系统确定;最后需要把以上数据全部整合转化成VR技术可读文件,形成VR影像。

为解决数据交互难题,公司拟通过内部团队与外协机构联合开发,制作出数据交互设备,将各系统数据共享使用。这样可以有效解决系统之间数据不兼容等软件难题。

(二)研设可视施工技术方案

改造工程施工技术施工方案主要以文字叙述为主,已显然不能满足改造工程施工技术要求,现场需要更直观、更可视化的了解施工过程,将改造施工中的难点、风险点进行可视化情形展现,预先查找和暴露改造施工难点和风险点。公司拟研设可视施工技术方案,实现施工技术新飞跃。2018年在广东电网惠州供电局输电管理所500kV核惠线运维中,将720°VR全景技术[1]运用于输电线路运维中来,将所拍照片进行模块化整合,并输出一张简单直接的全景照片,可直视并进行无死角观察,用于巡线道验收、巡线道勘察、杆塔金具勘察、基础护坡、日常巡视和防外力破坏特巡等任务,大大提升输电线路运维管理工作的效率。如果将VR技术应用于改造工程,真实反映施工周边环境和进行工况模拟,通过真实模拟,现场指挥人员可以准确掌握施工状态,实施直观指挥;施工人员可以事先模拟施工状态,选择合适工器具,使施工更为安全顺利。可视施工技术方案在改造施工中暂未实际应用,成熟应用可使改造施工水平得到显著提升,施工安全保障能力得到显著提高。

(三)加强安全技术研发应用

改造工程一般工期紧、任务重,高空作业人员较多,受力系统多,地面人员难以实现对塔上人员安全监督的全面覆盖;立塔的工作状况与原有线路的位置,直接关系到立塔施工的安全;架线施工各受力系统的布置事关施工安全。为此,公司研发应用施工安全可视化管理系统,现场管理人员通过手持终端设备进行现场视频监测,实现对在建改造工程施工全景、全过程、全周期安全监控;如果施工前期利用VR全景技术将技术难点和风险点注明和使用红色标志警示,再利用交互设备导入公司已研发的施工安全可视化管理系统,重点关注难点和风险点,这样有针对加强安全管控,有利于解决改造施工中人多难控制和受力系统多的难题,保障改造施工安全。通过加强安全技术手段的研发与应用,既有效解决施工关键技术难题,又保障改造施工安全监护和观测受力系统的安全、可靠。

(四)建立与设计部门的协调机制,保障工程施工进度

不同项目的改造工程施工建设,一般需要大量杆塔平面和立塔位置及金具连接等相关数据。为解决上述问题,建立由相关专业组与设计部门对接机制,针对施工前期的需要及时与设计人员进行沟通。如杆塔相对位置、线长对立塔影响等提前知晓了解,并逐项精准到关键施工控制点。通过施工单位与设计单位密切配合,为改造工程的施工建设施工提供可靠的技术支持和保障。

三、实施效果

(一)实现输电线路改造工程建设的重大突破

随着社会的发展,电网建设速度快速发展壮大,线路改造施工越来越复杂,线路走廊紧张导致改造施工临近带电体繁多,施工前期往往没有具体的影像参考,与设计人员和施工人员的交流没有直观的演示,纯文字的提示无法给人安全震慑。

同时,公司承建的改造工程建设越来越多,但是没有新的技术革新可以改善施工作业环境。如熟练应用VR技术对输电线路改造工程施工环境和工况模拟,这将会是改造工程施工的重要变革,实现改造工程建设的重大突破,会给改造施工带来大大的便利。

(二)取得显著的安全效益

利用VR技术的可视功能和全球GPS定位系统定位功能应用于输电线路改造工程施工环境和工况模拟,直观观察改造前后对比杆位与导地线位置关系和周边施工环境,并结合相关参数,模拟实际工况。通过VR的直观演示,便于参建人员了解改造工程的技术难点和安全风险点,有利与设计人员的沟通,以及施工人员的交底,并做到提前安全管控,可取得明显的安全效益。

参考文献:

[1]郑建荣.输电线路720°VR全景技术的应用[J].电力设备,2017(34).

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