利用高清影像地圖精確計(jì)算輸電線路工程人力運(yùn)距

張 鯤

(中國電建集團(tuán)貴州電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽 550002)

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)及居民日常生活對電力供應(yīng)的需求日益增加，這使得電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入了高峰期，因而各地電網(wǎng)投資也不斷加大，如何控制輸電線路造價(jià)也就成為亟待解決的問題。而人力運(yùn)距對輸電線路的造價(jià)影響較大，在以往的工程建設(shè)中，一般根據(jù)地形圖量出各段線路距離公路的直線距離乘以彎曲系數(shù)，再加權(quán)平均求得人力運(yùn)距，但由于地形圖年代久遠(yuǎn)，目前已有的公路不能在圖上體現(xiàn)，且地形劃分不夠準(zhǔn)確，故計(jì)算結(jié)果與實(shí)際存在一定的偏差，進(jìn)而影響了工程造價(jià)的合理性。本文提出利用高清地圖精確計(jì)算各段線路距離公路的直線距離，并根據(jù)等高線準(zhǔn)確劃分各段線路地形，加權(quán)平均求得人力運(yùn)距，既提高了預(yù)算編制的準(zhǔn)確性，又提升了工程造價(jià)管理水平，達(dá)到了控制工程成本的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了造價(jià)最大效益化，在具體實(shí)踐中應(yīng)根據(jù)工程不同階段的精度要求，選擇相應(yīng)的影像圖源，可研階段對人力運(yùn)距的精度要求較低，公開的航天影像時(shí)效性和現(xiàn)實(shí)性較差，對人力運(yùn)距計(jì)算引起的誤差較大，可在可行性研究階段選用；初設(shè)階段需對可研路徑進(jìn)一步優(yōu)化，因此應(yīng)選用航測影像；施工圖階段則應(yīng)選用低空影像來確定施工路徑，節(jié)儉工程造價(jià)。

1 人力運(yùn)距的計(jì)算方法

在確定運(yùn)輸?shù)匦螘r(shí)，應(yīng)按運(yùn)輸路徑的實(shí)際地形來劃分，人力運(yùn)輸?shù)穆窂娇梢詤⒖脊こ痰匦蝃4-7]。

人力運(yùn)距的計(jì)算公式為：

式中：Yj為平均距離(km)；Rj為各段線路材料量；Lj為各段線路材料的人力運(yùn)輸直線距離；K為彎曲系數(shù)。

其中各段線路材料量以各段線路長度為代表：彎曲系數(shù)指受地形、地勢和地面障礙物等影響，運(yùn)輸路徑中發(fā)生彎曲，包括上坡、下坡、盤山道路以及一處卸料向數(shù)基桿塔分運(yùn)等，是運(yùn)輸實(shí)際距離與直線距離之比。彎曲系數(shù)不等同于地形增加系數(shù)，地形增加系數(shù)是指線路沿線地形地貌非平地發(fā)生變化，引起施工難度增加而調(diào)整的系數(shù)。人力運(yùn)輸彎曲系數(shù)參考表1[8]。

表1 彎曲系數(shù)

由于人力運(yùn)輸路徑大多數(shù)是從公路或河流向線路橫向運(yùn)輸，路徑中常遇平地和相對便于運(yùn)輸?shù)钠渌匦?，幅度中的上下限可視?shí)際運(yùn)輸路徑情況而定。

2 輸電線路中各種地形的定義

在輸電線路設(shè)計(jì)及施工過程中，會遇到各種地形的劃分如丘陵，一般山地，高山峻嶺等，各種地形的劃分方法如下：

平地——地形比較平坦廣闊，地面比較干燥的地帶，見圖1。

丘陵——陸地上起伏和緩，連綿不斷的矮崗、土丘，水平距離1 km以內(nèi)地形起伏在50 m以下的地帶，見圖2。

山地——一般山嶺或溝谷等，水平距離250 m以內(nèi)，地形起伏50～150 m的地帶，見圖3。

高山——人力、牲畜攀登困難，水平距離250 m以內(nèi)，地形起伏150～250 m的地帶見圖4。

峻嶺——地勢十分險(xiǎn)峻，水平距離250 m以內(nèi)，地形起伏250 m以上的地帶，見圖5。

泥沼——經(jīng)常積水的田地及泥水淤積的地帶，見圖6。

沙漠——地面完全被沙所覆蓋、植被非常稀少、雨水稀少、空氣干燥，在風(fēng)的作用下地表會變化和移動，晝夜溫差大的荒蕪地區(qū)，見圖7。

3 人力運(yùn)距計(jì)算實(shí)例

3.1 可研階段人力運(yùn)距的計(jì)算

在可研設(shè)計(jì)階段，對人力運(yùn)距的精度要求不是太高，可選用公開的航空影像來計(jì)算人力運(yùn)距，本文以某110 kV新建工程施工圖路徑為依據(jù)，利用谷歌公開的衛(wèi)星影像圖及公開的30 m高程，利用軟件生成平斷面，排位后按塔計(jì)算該線路工程的人力運(yùn)距，其路徑圖及各塔位到公路的直線距離，見圖8。

根據(jù)上文所述地形劃分方法可從衛(wèi)星地圖得知該線路全線地形為平地，故全線彎曲系數(shù)取1.1，線路各段材料量用各段線路長度表示，則該線路的人力運(yùn)距求解，見表2。

根據(jù)計(jì)算，該線路的平均人力運(yùn)距為163.3 m，考慮到從圖上量得的各塔位到公路的直線距離與實(shí)際距離的偏差及地形劃分的偏差，該線路的人力運(yùn)距取200 m，與用1∶10 000的地形圖計(jì)算結(jié)果300 m相比減少了100 m，較大地節(jié)約了本體工程的投資。

表2 某工程路徑人力運(yùn)距計(jì)算過程

3.2 初步設(shè)計(jì)、施工圖階段人力運(yùn)距的計(jì)算

初步設(shè)計(jì)、施工圖階段需對可研設(shè)計(jì)路徑進(jìn)一步優(yōu)化，因此應(yīng)選用更高精度的影像文件來確定路徑，本文以某220kV新建線路工程路徑為依據(jù)，利用衛(wèi)星影像圖，計(jì)算該線路施工圖階段的人力運(yùn)距。路徑圖及各塔位到公路的直線距離見圖9。

根據(jù)上文所述地形劃分方法可從衛(wèi)星地圖得知該線路全線地形為一般山地，故全線彎曲系數(shù)取1.3，線路各段材料量用各段線路長度表示，則該線路的人力運(yùn)距求解見表3。

根據(jù)計(jì)算，該線路的平均人力運(yùn)距為844.3 m，考慮到從圖上量得的各塔位到公路的直線距離與實(shí)際距離的偏差及地形劃分的偏差，該線路的人力運(yùn)距取900 m，與用1∶10 000的地形圖計(jì)算結(jié)果1 100 m相比減少了200 m。通過對實(shí)際的線路路徑進(jìn)行對比分析，根據(jù)衛(wèi)星地圖對塔位直線距離進(jìn)行測算，結(jié)合地形起伏高度量化指標(biāo)對工程地形進(jìn)行規(guī)范劃分，采用科學(xué)方法對本工程的人力運(yùn)距進(jìn)行計(jì)算，得出的結(jié)論比可研估算值更為精確，相關(guān)指標(biāo)與可研階段相比大幅降低[1-3]。

表3 人力運(yùn)距計(jì)算表

續(xù)表3

4 結(jié)語

隨著5G時(shí)代的到來，數(shù)字化技術(shù)必將在電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮重要作用，國家電網(wǎng)及南方電網(wǎng)都提出了打造數(shù)字智能電網(wǎng)的目標(biāo)，在不遠(yuǎn)的將來，利用三維軟件平臺導(dǎo)入矢量地形圖等地理信息數(shù)據(jù)，通過程序自動劃分地形數(shù)據(jù)，識別線路路徑到公路的距離，就能快捷精確地計(jì)算出線路人力運(yùn)距。據(jù)此可以得出，運(yùn)用高清地圖規(guī)范劃分工程地形地貌，采用科學(xué)的方法計(jì)算輸電線路工程的人力運(yùn)距，既提高了概算編制的準(zhǔn)確性，又提升了工程造價(jià)的管理水平，達(dá)到了控制工程成本的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了工程造價(jià)效益的最大化，為建設(shè)環(huán)境友好、資源節(jié)約型綠色電網(wǎng)提供了堅(jiān)實(shí)保障。