基于三维设计的输变电工程全生命周期管理

　　摘要：三维设计软件已被广泛地应用于各个行业，通过三维设计的介入，使多种工程的管理方式发生了改变。为此，文章针对利用三维设计开展的输变电工程进行全生命周期管理的效果加以研究。介绍了三维设计的国内外发展现状，阐述了三维设计的理念，分析在三维设计基础上的输变电工程的规划设计、采购建设、运营维护以及退役报废环节的全生命周期管理方法，希望能够为相关的电力工程管理人员提供一些有价值的参考。

　　目前，随着信息化时代的到来，计算机无论是运算能力还是应用范围，都在不断扩展，这样一来，也进一步扩大了三维设计理念的应有规模，多个行业都开始应用三维设计软件。比如，20 世纪70 年代中期，相关的研究学者提出了 BIM 建筑信息模型，该模型就是利用计算机作为辅助设计，将此作为基础而逐渐发展成为一种先进化的集成技术。在接下来的发展中，欧美等发达国家更是直接把BIM 技术应用到政治、军事领域中。我国在科学技术不断创新高的情况下，也针对BIM 技术规定了一系列发展政策，并随着技术水平的不断提升，也进一步推动了产业升级，促使三维设计技术朝向更加深远的方向发展。截至目前，大量国内研究学者将三维设计的建模、造价以及实现方式应用于输变电工程领域中，为输变电工程的全过程管理提供了大量具有价值的研究理论。对此，本文通过借鉴参考文献、查阅相关资料等方式。重点研究利用三维设计技术对输变电工程进行全生命周期管理的方法，希望能够进一步提高输变电工程管理和运维的水平。

　　1　三维设计的理念

　　三维设计，具体指的就是以工程项目的相关信息数据为基础，利用这些信息数据构建三维模型，通过数字信息进行仿真模拟实验，展示出工程项目具备的各种真实信息，从而确保各个工程参与方均能够进行资源共享的一种工程信息模型，真正地实现项目工程的精细化和可视化运营与建造。具体来说，三维设计的理念主要体现在4 个方面。

　　（1）应具备设计标准规则。从理论的角度进行分析，三维设计有两个标准，分别是项目级标准、企业级标准。前者主要是对参与工程项目的各个参与方进行规范，使其能够遵循统一工作目标、工作方法、工作规范以及其他要求。后者指的将三维设计技术作为企业信息化建设与管理系统的一部分进行综合性考量，比如企业的管理原则、管理方法等。在如今的电网公司中，经过研究后已经明确规定了8 项关于三维设计的标准，包含建模、软件、移交以及设计等多个维度，其中，建模维度、设计维度和软件维度被纳入到设计板块中，具体包括设计建模的规范性、设计软件基本工程的规范性、设计模型交互的规范性以及设计技术导则等；移交维度则被纳入到工程数据中心建设模块中，主要以成果移交技术导则为主。

　　（2）应具备设计模型。在三维设计中，模型是实施具体操作的载体，不仅能够约束各方的工作行为，同时，也是传递数据的媒介。在构建三维模型时，应遵循标准统一、兼容交互以及通用的原则，从而有效解决交互技术存在的缺陷和问题，真正做到在不同建模软件中数据可以相互连通，使所构建的三维模型能够满足不同工程项目不同阶段的设计方案，从整体上满足工程应用的需求。

　　（3）应具备大数据技术的支持。在三维设计成果中，数据是主体基础，所以，有必要构建统一的数据中心。现如今，常见的数据中心主要包括数据分析域、数据处理域以及数据管理域3 部分。数据分析域的作用就是将各种不同类型的数据进行汇总，并完成数据转换，一般支持分析决策和采集监测类的应用；数据处理域的作用就是对生产、经营与管理过程中所产生的各种数据信息进行存储、汇总、处理，一般支持业务处理类应用；数据管理域的作用就是对数据模型和主要数据进行管理，该域也是确保数据安全、正确以及实现数据规范的关键与保障。

　　（4）应具备不同阶段的协同。三维设计与二维设计之间有很大的区别。传统的工作模式下，收集的信息资源呈现散点式分布的状态，而在三维设计中，则实现了一对多的信息资源收集模式。不同阶段的协同关键就是各个参与方对三维设计的掌握程度以及所积累的实践经验，而这又完全取决于应用人员的能力与水平。

　　2　三维设计在输变电工程中的应用

　　将三维设计技术应用到输变电工程管理中，也针对数据采集、软件平台、模型搭建等多个方面提出了新的要求，这样也就进一步提高了输变电工程设计效率和设计质量，具体来说，三维设计在输变电工程管理中的应用主要体现在以下

　　3 方面。

　　（1）应用于软件、硬件的碰撞检测。利用模型、分析模型与模型之间的衔接情况。比如，判断变电站的地线管线分布和土建工程是否合理；模型中的电气安全距离是否满足电气安全距离的要求以及是否能够有效避开或跨越交叉线路和建筑物等。

　　（2）应用于统计实体模型。利用射频识别技术，使工作人员能够更加高效地开展资产设备编码工作，从而进一步提高数据统计工作的效率。

　　（3）应用于优化设计和施工方案。这样就可以准确找出施工中存在的各个风险点，根据风险点制定有效的防控措施。同时，利用3D 模型也能模拟施工进度，从而更加合理地安排人力资源和物力资源，使工程造价能够得到更加有效的控制。

　　3　三维设计在输变电工程全生命周期管理中的有效应用

　　3.1　规划设计阶段

　　在此阶段内，联合应用GlS 技术和三维设计技术，可以从选线、选站方面发挥出辅助作用，这样就能够从两个方面提高规划设计阶段的管理质量。一方面，通过三维可视化，能够使形象表达的更加生动、具体。另一方面，可以实现设计建筑、勘察和电气等多个专业领域的协同作业，比如，将不同专业与三维设计平台进行协同作业，能够有效强化其他作业和设计作业的效率与质量，并降低成本。另外，也可以将智能设计技术应用于该阶段，通过自动化生产与设计图纸等文件的方式，为后续的变更、修改等工作提供便利，从而有效提高规划与设计工作的效率。

　　3.2　采购建设阶段

　　在如今的三维设计平台中，主要就是应用三维设计与质量、三维设计与安全以及三维设计与项目等功能，借此强化工程项目招投标管理、工程项目施工技术、工程项目施工安全、工程项目施工进度以及工程项目施工质量等工作的管理水平，同时也能够及时提供施工阶段的各种数据信息，从而为预测与控制成本工作提供便利条件。

　　3.3　运营与维护阶段

　　在三维设计平台中，离不开大数据的支持，利用大数据能够准确提供建筑的相关使用情况、电器设备的运行状态等信息，同时也可以将三维设计平台与智能远检系统进行对接，从而真正实现数据信息的贡献，不仅可以为监控、管理工作提供便利，而且也有助于辅助决策。另外，也能够提供完整的运维记录，为后续的改造、优化等工作提供充足的数据支持。

　　3.4　报废退役阶段

　　三维设计平台中的大数据技术结合了资产管理体系中的价值、资产以及最优决策等特征，能够智能筛选出符合退役报废条件的设备，同时也能够及时提醒相应的工作人员及时办理相关的替换手续、退运手续等。

　　4　结语

　　综上所述，在如今智能信息化的发展时代，将三维技术应用到输变电工程的管理工作中已经成为一种必然的发展趋势，在这种大背景下，也针对电网企业向综合能源型公司转型发展提出了新的要求与挑战。但是，在如今的电力企业中，依然存在工作人员对三维设计掌握程度不充分、协同作业效率较低以及数据信息采集困难的问题，因此，应提前做好相应的准备，实现统一标准和统一要求，积极推进协同作业，进一步强化工作人员的三维设计水平，使电网工程能够与其他工程领域结合，真正实现智慧城市的建设目标，促进我国电力行业的持续发展 。

　　（作者单位：中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司）

关注读览天下微信， 100万篇深度好文， 等你来看……