摘 要

目前，我國常規(guī)的電力巡線工作主要還是通過人工檢查和光電吊艙航拍等方式來進(jìn)行，前者巡檢人員勞動量大，工作效率與可靠性較低，有些無人區(qū)域人員無法到達(dá)；后者雖為光電巡檢，但數(shù)據(jù)精度較低，無法準(zhǔn)確測量線路本體和線下物體的安全距離，而且數(shù)據(jù)的再次利用率低。伴隨著光電測量與電子信息技術(shù)的發(fā)展，激光雷達(dá)作為一種新型光電測量裝備應(yīng)運(yùn)而生，激光雷達(dá)的出現(xiàn)為電力巡線提供了可行的解決方案。伴隨著我國超高壓輸電線路及智能電網(wǎng)的建設(shè)，機(jī)載LiDAR將會在電網(wǎng)工程中得到廣泛的應(yīng)用。


電網(wǎng)是一個跨越大區(qū)域的工程，從電網(wǎng)的規(guī)劃、勘測、設(shè)計(jì)、施工、到運(yùn)營、管理、維護(hù)、營銷、決策分析等，都對區(qū)域性空間信息有著強(qiáng)烈的需求。激光LIDAR測量技術(shù)由于具有精度高、全三維特性，從而為電網(wǎng)設(shè)計(jì)和管理的精細(xì)化、科學(xué)化及高效化提供了空間數(shù)據(jù)支持。

輸電線路是電網(wǎng)的最重要組成部分，而線路走廊的地形、地貌、地物等都對線路的建設(shè)和安全運(yùn)行產(chǎn)生重大的影響，是線路設(shè)計(jì)和管理最為關(guān)注的區(qū)域。目前，電力線路走廊空間數(shù)據(jù)采集手段主要有人工測繪、航測和遙感等，而激光LIDAR測量技術(shù)可以快速對線路走廊進(jìn)行高精度三維測量，從而為輸電線路的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)、管理企業(yè)和專業(yè)人員提供更快速、更高效和更科學(xué)的手段。采用激光LIDAR

測量系統(tǒng)，可以直接采集線路走廊高精度激光點(diǎn)云和高分辨率的航空數(shù)碼影像，進(jìn)而獲得高精度三維線路走廊地形地貌、線路設(shè)施設(shè)備，以及走廊地物的精確三維空間信息，包括桿塔、掛線點(diǎn)位置、電線弧垂、樹木、建筑物等，從而為電力線路規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)提供高精度測量數(shù)據(jù)成果。下圖是激光LIDAR測量技術(shù)在電網(wǎng)工程中的應(yīng)用思路。


圖 機(jī)載LiDAR電網(wǎng)應(yīng)用總體思路


輸電線路在線路設(shè)計(jì)階段，需要在初步選定的線路走廊的一定寬度范圍內(nèi)進(jìn)行高精度的三維測量，以進(jìn)行線路路徑和桿塔定位的優(yōu)化，盡最大程度地降低建設(shè)投資。對于輸電線路和部分高壓線路在施工圖設(shè)計(jì)階段采用航空攝影。航空攝影測量相較于工測來說是一個大的突破，但是仍然存在線路平斷面精度不高、外業(yè)工作量大、數(shù)據(jù)不直觀、軟件平臺不易用等問題。

激光雷達(dá)測量技術(shù)高效率采集的線路走廊三維數(shù)據(jù)精度高、信息豐富、數(shù)據(jù)使用方便，并能大大減少外業(yè)工作量，提高了設(shè)計(jì)效率和成果質(zhì)量，而且該技術(shù)的應(yīng)用還可以大大的節(jié)約設(shè)計(jì)、勘測的費(fèi)用、縮短作業(yè)周期，使設(shè)計(jì)更為合理，而且能將復(fù)雜的電力、電網(wǎng)信息快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、可視化的管理，可以產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。



圖 輸電線路優(yōu)化設(shè)計(jì)



圖  植被茂密的線路走廊掃描效果