基于多技术融合的输电线路施工质量管理方法

基于多技术融合的输电线路施工质量管理方法

孙华伟

江西饶电建设工程有限公司 江西省 334000

摘要：电力工程安全稳定运行离不开输电线路的正常工作，影响着整个电力工程施工质量，提高输电线路规划设计，是确保电力工程安全运行，提高整体输电效率的重要基础。所以，需要我们电力工程施工人员有着清晰的规划，依据实际工程情况、施工区域地形、气候特点，做出科学合理的规划设计，以满足整体电力工程系统需求。

关键词：多技术融合；输电线路；施工质量；管理

1研究现状

现阶段，有学者开发了输电线路施工管理系统，实现巡检数据记录、分析、辅助决策等，该系统仅相当于数据库的功能，为输电线路施工管理提供信息支撑；也有学者利用BIM技术建立输变电工程全生命周期管理平台，实现工程进度、质量、安全、技术和造价管理，并建立了多维施工的BIM5D模型（3D实体+1D时间+1D内容），为施工人员提供可视化的输变电工程建设信息；另有学者以三维激光点云技术为基础，实现输电线路工程的巡检和质量检查，将施工人员的工作环境从施工场地转变为计算机前。然而，以上三种方法（系统）有个共同缺点：在施工质量检查时，需由检查人员现场手动操作获取，且质量检查过程烦琐。

现阶段BIM技术和三维激光点云技术的融合应用在输电线路施工质量管理中仍属空白；BIM模型与点云模型虽同属三维可视化模型，但二者间的相互转化和融合分析等关键技术仍有待突破。

2基于多技术融合的输电线路施工质量管理方法

2.1BIM建模工作

这部分工作主要依据设计图纸和施工方案建立输电线路的4D模型（含时间轴），整个施工过程以3D动画的形式展示在用户面前。

建立输电线路的BIM模型，有利于施工过程可视化，实现多个参建单位的高效协同工作，还可进行作业区布置、施工预演等，促进输电线路建设的全生命周期管理。

利用BIM技术将施工过程制作成动画，形成3D施工方案，形象化地向评审人员介绍施工方案并指导作业人员规范、安全地操作，大大节省了方案审查、安全交底的时间，提升工作协同效率。

基于设计图纸建立的三维BIM模型可以形成宝贵的三维模型数据库，有效对模型中所存在的数据进行分类汇总，形成系统性的技术知识库，用于后期的指导施工。对非结构化数据信息进行调整，确保在数据传输上可以实现无缝对接，实现平台之间的互相交流，有效对工艺和档案文件进行储存。

2.2输电线路跨越带电线路的安全事宜

在架线施工前，确保导线材料的完好，施工人员需将导线线盘进行规整，并存放有序为后续工作做准备，将放线滑轮妥善的悬挂。合理地选择牵引地点并布置牵张机和绞磨，并依照施工工序在每个杆上进行悬挂，直到滑轮的最上方，方便进行有序单线牵引工作。同时，借助牵张机和绞磨，有序缓慢地将导线收紧并进行捆扎，随后对滑轮进行拆除工作。在施工过程中，需要做好准备工作，搭设钢或者铝合金门型跨越架，确保其稳固，在通过钢绞线、尼龙网绳进行封顶作业。跨越架横梁搭设完成后，借助起吊绳完成横梁两抱杆作业，同时用铁线绑扎进行固定处理。

最后，拆除施工中，如遇复杂地形的线路工程，对于架线拆除工作提高了作业的难度。因此，在线路拆除工程中，一般选用多旋翼无人机展放导引绳，统一管理跳线工艺，减少突发事件的发生，提高安全性能，也能够起到保护环境的作用。同时，为保证施工的安全性，被跨越线路从停电到恢复通电期间，需要有专门人员一直在旁边进行检查，并与停送电部门时刻保持通讯顺畅，确保信息传达精准无误。在线路拆除工程中，应当严格控制导地线相间弧垂偏差，对子导线分裂间距、跳线、杆塔间隙等项目进行统一管理。在接地施工过程中，依照施工规范进行接地处理，做好接地槽开挖、接地体敷设施工质量分析严格把控焊接质量，做到实时监督检查。

2.3输电线路点云数据采集及处理工作

输电线路点云数据的采集由工作人员采用地面式或机载式三维激光扫描仪来完成，但采集回来的点云数据需要经过一系列的处理方能使用，这是因为点云数据受三维激光扫描仪自身固有误差、外界环境、被测目标以及配准误差等多种因素影响，得到的点云数据通常质量较差且数据量较大，这些问题很大程度上导致了点云数据业内处理时间的增长，无法为工程施工方案的调整和决策等提供有效的参考依据。

点云金字塔化，即通过分析海量激光点云数据与影像数据的共同点，研究影像金字塔数据模型及其构建方法，对海量点云数据采取抽稀、切割分块的方法，构建一种类似于影像金字塔的“点云金字塔”数据模型，基于该数据模型进行四叉树空间索引的构建，采用一种面向“点云金字塔”的四叉树搜索算法，从而实现根据空间位置及比例尺动态的读取、显示点云数据，以达到海量点云数据的动态可视化的目的。

2.4无人机放线工艺

通过实际现场查看，在晴朗无风，适合飞行作业的环境下进行，视野宽阔、视距良好，然后将第一牵引绳头安装在无人机下部。此时，要求无人机驾驶人员站在A铁塔的下方，通过操控无人机将第一引绳穿过铁塔对应的定滑车内，需要注意的是，滑车性能保持良好状态。随后，驾驶无人机开始沿设计的线路飞行至B铁塔。到达指定位置后，与铁塔上相关人员确认，将第一引绳的绳头引至地面，同时与A塔工作人员联系，开始人力牵引第二引绳。重复上述步骤，直至将第三牵引钢丝绳送至目标区域，完成工作。在进行放线过程中，需要考虑无人机额定载荷程度，尽可能选用经济、适用的引绳，根据实际工作需要，综合考虑施工环境等条件制约，施工第一引绳需要满足重量轻、高强度、高破断力、耐摩擦、直径小等特点，保证施工的顺利进行。迪尼玛绳采用迪尼玛高强度聚乙烯纤维材料，并采用线体加强工艺制成，是一种超圆滑敏感的绳，作为第一引绳最合适了。迪尼玛绳表面涂层加入了润滑因子，能够使线绳经久耐用，耐磨性较好，且保持颜色持久。之所以选用迪尼玛绳，原因在于其强度是优质钢的10倍，且拥有重量轻、密度底、能浮于水面等优点，在施工中可以做为高质量的拖绳和牵引绳使用，保障施工的顺利安全进行。

2.5输电线路施工质量检查工作

已得到输电线路的点云模型和BIM模型，要想实现输电线路施工质量检查，需将两模型转换为同一种模型，在同一个三维数据平台下展示，这里选择将输电线路的BIM模型转换为点云模型，转换方法即为提取BIM模型中所有的面、线和顶点，并将顶点保持不变，而将面和线以均匀间隔点填充表示，这样即可将BIM模型转换为点云模型，点云数据量不易过多或过少。点量过多，会增加后续程序处理时间；点量过少，则难以表现电力设施的全部特征，一般一座电力杆塔用一万点表示即可。由于BIM模型转换而得的设计模型和点云模型分属不同坐标系，因此需进行两模型间的自动配准，配准前先对点云模型进行体素滤波，使滤波后的点云模型和设计模型有大致相同的点云总量，体素滤波同样是为了增快配准。点云模型和设计模型的配准分两步进行：粗配准和精配准，粗配准采用Super-4PCS(4-PointsCongruentSets）算法进行，该算法效率较高，且抗噪性较强；精配准则选用经典的ICP算法，该算法精度高，可取得十分精准的配准效果。

结论

综上所述，在进行架空输电线路施工中，需要明确施工的安全准则，保障施工管理以安全为前提，通过合理细致的规划设计，选用最优的设计方案，提高各环节的检查力度，严格把控产品质量和施工进度，着重提高施工者和被施工者的素质水平，从而提高架空输电线路的设计与施工质量。

参考文献：

[1]苏凯.无人机在输电线路架设中的应用[J].四川建筑，2019(05):176-177.

[2]曾雷.关于架空输电线路张力架线施工技术探讨[J].价值工程，2018(26):252-254.