三维建模

本项目提出了一种全新的建模方法，操作更简单、效率更高，从根本上解决了电网三维建模生产效率低、生产周期长、技术要求高、模型质量不统一等问题，通过重复利用数宇化移交等成果资源库数据，提升了数据应用价值，避免了重复建设投入，降低了三维项目建设成本，为普及三维新技术应用，莫定了良好的基础。本项目成果创立了一套高密度点云多级索引工作机制，提高了点云数据处理效率。创建了变电站高密度点云多级索引、变电站设备符合度评价的作业方法和工作机制，提升了点云数据处理精度，提高了工作效率。提出了变电站标准模型编码机制，实现了标准模型库的科学管理。基于电网设备生产运行编码规则，制定了变电站设备标准模型编码体系，实现了电网三维标准模型库科学管理，提高了点云数据自动识别与拟合效率。发明了基于自适应形状匹配的点云识别与模型拟合算法，开拓了三维建模新方法。发明了基于自适应形状匹配点云识别与模型拟合算法，打破传统的三维模型构建方式，减少人工干预，提高生产效率和产品精度，降低变电站三维建模成本。引入了VR虚拟技术，增加了人机互动效果。采用Unity:3D仿真系统和虚拟现实硬件设备，提高了变电站三维场景的展示效果，支持了人机互动的漫游浏览、信息查询、环境模拟等功能。

广东电网公司在2022年实现变电站无人机智能巡检技术在全省范围内的深入应用，成为全国首个省级变电站无人机应用示范区。在建设历程中，积累了大量的变电站三维建模、航线规划以及系统建设等方面的技术技能，在发现设备缺陷、程序化操作、应急处置等方面的应用取得一定成效，同时发现了不少尚未解决的痛点难点问题，并立足于现实对未来的技术发展方向进行一些深入思考。

国网安徽电力目前已形成500千伏为骨干网架的电网结构，110千伏及以上架空输电线路达1955条，长度达39632公里；同时过境特高压和跨区线路14条，长度达3813公里；形成了5大国网公司级重点输电通道，线路遍布皖北平原、皖南大别山区等区段；线路肩负西南水电、内蒙风电、新疆煤电等外送，是确保“电从空中来”的能源替代的战略贯彻落实的重要支撑。 随着电网规模快速增长，传统的人工模式和直升机无人机协同的“三位一体”巡检模式，已难以满足大电网运维的需要。主要体现在人工巡视存在视野盲区、认知误区，“三位一体”的立体化巡检无法实现通道环境的全方位、立体化展示和隐患智能管控，同时巡检的二维数据无法形成三维立体感知。 为解快上述问题，国网安徽电力提出」智能巡检的理念，研制丁基于激光点云技术的直升机无人机智能巡检平台，融合机载激光扫描、多光谱、全景摄影、倾斜摄影以及图像智能分析等技术，提高了激光扫描数据分析的时效性，实现丁输电通道三维建模、线路实时工况分析、树种的智能识别和树患的自动告警、外部隐患的智能识别和智能预警，显著提升了大电网运维管控水平。

本PPT介绍和总结了SDMT变压器特高频局部放电定位技术和装置，以及部分案例。该技术通过安装在变压器壳体上的4只特高频局部放电传感器，由装置自动捕获和计算特高频局放信号到达各传感器的时间差，再结合变压器内部结构三维建模技术，实现基于指纹库的变压器局部放电自动定位，定位精度可达30cm以内。因该技术能够实现全自动的局部放电定位工作，因此对间歇性信号也能取得令人满意的定位结果。

随着现代构图技术的飞速发展、三维造型软件的不断完善与成熟，工程、机械等设计构图领域已从传统的二维设计逐步发展为三维造型，并应用到了很多行业的实际应用当中。但是在国内外通过三维建模，特别是对水轮发电机组结构进行建模，还在初步应用的阶段，一般为国内外知名大型制造厂家在使用进行零部件的设计，如我国电力制造业的龙头企业哈尔滨电机厂，目前使用三维建模来进行单个零部件的设计，还没有成熟地应用到大规模的设计建模，而本项目使用三维建模技术，对已建成电站设备进行反向建模，建立起全厂所有设备的三维模型库。该点可以很好地推广到全行业中。此外，三维模型的二次发开，如将三维模型的动作代入到视频软件制作成为培训课程，将三维模型代入虚拟现实软件中制作成为模型场景的虚拟现实系统，将三维模型结合到3D打印技术当中将模型打印成为实体模型等，这些都可以广大的推广。

利用直升机平台搭载的激光雷达扫描系统，可以获取高压输电线路上的高密度、高精度激光雷达点云和光学影像数据，实现输电线路本体及周围环境的 真三维建模，进行高精度三维空间量测、模拟分析及通道可视化管理。

现阶段配网无人机巡检对比输电巡检还较为滞后，主要是由于配网规模大、网架结构复杂、飞行环境恶劣、新投异动频繁等特点，导致我们不能直接复制输电巡检的模式应用到配网巡检。传统基于三维建模、航迹规划的自主巡检策略应用到配网巡检时会遇到投入大、周期长、后期数据维护频繁等难题。 重庆公司结合重庆配网特点，提出利用AI视觉识别技术来实现配网自主巡检，通过实时识别网配杆塔及线路走向，自动控制无人机进行拍摄，解决了现有自主巡检技术在配网应用过程中的一些弊端，拓展了无人机自主巡检技术的多样性。

水电水利工程枢纽通常建设于地形地质条件复杂的河谷中，传统的二维地质设计方法很难直观、准确地表现复杂的地质情况。且随着我国水利水电工程项目开发进程的加快，工程勘察设计任务日益繁重，传统的设计手段和生产设计流程已经不能适应形势发展的需要。地质三维建模正是针对传统的地质信息模拟与表达方法的缺陷，借助计算机技术，直接从三维空间角度去理解和表达地质体和地质环境。采用三维设计手段不仅可以有效消除二维设计存在的缺陷，还可以显著提高工程地质勘察成果质量和工程设计效率，缩短工程设计周期，节约工程建设成本。 在水电行业标准中，尚无专门的三维地质建模技术规程，为适应水电建设发展的需要，统一水电工程三维地质建模的内容、技术要求，并使其符合GB50287规范对有关水电工程地质勘察工作的要求，提高勘察成果质量及地质人员工作效率，结合已建或在建的大型水电工程三维地质建模技术经验，吸取有关科技攻关成果的基础上，制定本规程，用以指导水电工程三维地质建模工作。 本规程是根据《国家能源局关于下达2011年第二批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》（国能科技[2011]252号）安排制定的。

中国南方电网公司重点科技项目产出成果，采用小型轻量化设计，机身折叠尺寸（43cm×42cm×43cm）仅为市场主流机型的16.22%，在行业内首创仿线飞行算法、高集成多功能吊舱、激光点云前端实时三维建模、输电线路通道隐患实时评估预警等多项功能，实现了无需事前规划航线、不依靠网络信号，即可自主巡视并采集可见光、红外、激光点云数据，一架次飞行作业相当于传统技术路线三架次作业量，作业效率整体提升5倍以上。

本项目建立了基于物探探测规律的滑坡体分类标准，提出了基于权重和可信度的物探组合探测技术及综合解释方法，建立了一套基于3S和综合物探技术的滑坡体三维建模系统，实现了对滑坡体无扰动、快速准确、高效低成本的性状识别。提出了基于INSAR.三维激光扫描、无人机倾斜摄影等的滑坡体移动式变形监测方法及实时在线变形监测技术，实现了满足精度要求的滑坡体非接触式变形监测。提出了不同类型滑坡体安全综合评判方法及判据，并对相关判据指标赋权，构建了从监测点、监测项目、基本部位到滑坡体的分层分级安全评价及预警体系。研发了基于地形地质、监测探测信息、安全综合评判技术的具有多源数据融合、数据分析与信息发布等功能的一体化、可视化综合管理和安全预警应用平台，实现快速准确的数据处理和信息发布。 本项目获得发明专利6项，实用新型专利10项，主编行业技术标准1部，软件著作权11项，发表论文11篇。成功应用于红石岩堰塞湖滑坡、苗尾水电站滑坡、大华桥沧江桥滑坡、小扎局滑坡、大华滑坡、拉古滑坡等工程，并已在瑞丽江一级水电站进水口边坡（提前一天成功预警）、乌弄龙拉金神古滑坡应急抢险与处置中应用、推广，通用性强，实现了通过事先识别、过程监控、预测预警等方式预防或减少滑坡体地质灾害带来的危害，可在地灾、工程边坡及滑坡、矿山、道路边坡等多领域为土木工程勘察、性态监测与安全评价提供解决方案，在边坡应急抢险，反馈设计、指导施工、专家决策、稳定治理、安全评价及保障电站发电及工程安全等方面意义重大，经济和社会效益明显。初步估算，采用该套技术后滑坡体综合费用降低40％左右、工期节省50％，直接及间接经济效益上亿元，推广应用前景广阔。