三維數(shù)字化仿真技術(shù)在電纜通道建設(shè)管理中的應(yīng)用

高青

（青島頤杰鴻利科技有限公司，山東 青島 266100）

一、概況

在以往的電纜通道工程建設(shè)中，由于不同建設(shè)階段由不同職能部門負(fù)責(zé)，各部門管理方法和理念各不相同，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。所以從來沒有過哪個數(shù)據(jù)庫可以貫通整個工程，數(shù)據(jù)在一個階段傳遞給下一個階段基本都需要人工分類，篩選，記錄，分析后再使用。在建設(shè)周期中存在大量的數(shù)據(jù)冗余、重復(fù)和錯誤，造成了大量人力、物力的浪費(fèi)。通過使用GIS地理信息技術(shù)建立的管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，僅使用平面繪圖技術(shù)，較之以前的人工繪圖和CAD輔助繪圖已經(jīng)有了極大的技術(shù)進(jìn)步，但平面視圖仍具有一定的局限性。三維數(shù)字化仿真以面向?qū)ο蟮乃悸罚瑢⑿畔①x予以三維空間或多維對象，使信息貫穿工程項(xiàng)目的全生命周期。三維數(shù)字化仿真內(nèi)容不僅包括建立逼真的三維模型，進(jìn)行設(shè)計(jì)階段的合理性檢查，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，更為設(shè)計(jì)，施工，運(yùn)行維護(hù)管理各階段提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支撐，提高工程項(xiàng)目的整體建設(shè)效益。

二、電纜通道地理信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

目前各類電纜通道三維應(yīng)用基本上以人工建模，三維展示應(yīng)用為主，為解決人工建模工作效率低、工作量大，成本高的問題，本文設(shè)計(jì)應(yīng)用了一種基于電纜井生成電纜通道路徑以及根據(jù)電纜通道路徑GIS數(shù)據(jù)、規(guī)格類型數(shù)據(jù)、臺賬信息數(shù)據(jù)和電纜敷設(shè)記錄數(shù)據(jù)作為三維模型的基準(zhǔn)參數(shù)，利用分段樣條插值和曲線平滑算法自動生成各類電纜通道模型，各種不同類型通道銜接自然，仿真程度高，極大地解決了信息管理三維可視化與人工建模工作量大難以匹配的問題。

在工程項(xiàng)目中，在電纜通道信息管理系統(tǒng)中，集成三維引擎，利用電纜通道信息管理系統(tǒng)中的通道及通道內(nèi)設(shè)施/設(shè)備信息，結(jié)合電纜通道三維建模算法，通過采用三維數(shù)字化自動建模手段，創(chuàng)建整個通道不同類型管網(wǎng)設(shè)施的三維模型，實(shí)現(xiàn)電纜通道的三維模型智能生成，自動生成的三維模型具體內(nèi)容包括通道結(jié)構(gòu)三維仿真和通道內(nèi)敷設(shè)的電纜線路三維仿真兩部分。

在電纜通道地理信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過嵌入三維仿真引擎，進(jìn)行動態(tài)電纜通道三維模型實(shí)體的計(jì)算機(jī)自動生成；還可以對電纜規(guī)劃敷設(shè)仿真漫游進(jìn)行視距檢查范圍，確保設(shè)計(jì)與項(xiàng)目現(xiàn)有情況一致，規(guī)劃及預(yù)留合理，保證后期施工的順利進(jìn)行。

在整個系統(tǒng)的三維仿真應(yīng)用中，無需通過外部三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行人工三維建模工作，電纜通道三維自動建模仿真，避免了需人工建模的巨大工作量的投入，極大的節(jié)省了使用三維仿真的時間，單條電纜通道，常規(guī)人工建模所需的的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)在通過自動建模仿真的時間，現(xiàn)在只需幾秒到幾十秒的計(jì)算機(jī)運(yùn)算和渲染時間，在提高工作效率的同時，減少了人工投入，有效地降低了系統(tǒng)實(shí)施和使用成本。

三、三維數(shù)字化仿真技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

三維數(shù)字化仿真，與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)相比，能通過建立三維信息模型直觀地反映出電纜通道結(jié)構(gòu)、內(nèi)部裝置和構(gòu)筑物的空間信息。通過對信息模型的數(shù)據(jù)提取，為工程全生命周期更好的提供服務(wù)，提升了設(shè)計(jì)的綜合價(jià)值。應(yīng)用計(jì)算機(jī)三維自動建模仿真的技術(shù)，通過基于電纜井生成電纜通道路徑以及根據(jù)電纜通道路徑GIS數(shù)據(jù)、規(guī)格類型數(shù)據(jù)、臺賬信息數(shù)據(jù)和電纜規(guī)劃/敷設(shè)記錄數(shù)據(jù)作為三維模型的基準(zhǔn)參數(shù)，利用分段樣條插值和曲線平滑算法自動生成各類電纜通道模型，各種不同類型通道銜接自然，仿真程度高，極大地解決了信息管理三維可視化與人工建模工作量大難以匹配的問題。

基于同樣的數(shù)字化設(shè)計(jì)架構(gòu)，各專業(yè)間能有效開展協(xié)同設(shè)計(jì)工作。集成多專業(yè)數(shù)據(jù)，通過協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，簡化設(shè)計(jì)步驟；采用專業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程自動化，完善標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程標(biāo)準(zhǔn)化。提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)效率。GIS地理圖形和三維可視化手段增強(qiáng)了用戶設(shè)計(jì)成果的直觀感受，所見即所得的模式能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上面的缺陷，及時糾正設(shè)計(jì)中的問題，避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在腦海中構(gòu)建三維立體場景。三維可視化的手段能較好地完成布置和空間占用沖突檢查工作。顛覆以往把設(shè)計(jì)資料以圖紙形式移交給下一道工序方的方式，轉(zhuǎn)變成以數(shù)字化模型(二維或者三維)為介質(zhì)移交給下一方，可視化的數(shù)字化模型明確地表現(xiàn)了設(shè)計(jì)的內(nèi)容，所見即所得的表現(xiàn)形式減少了圖紙的解譯和誤差，為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量起到積極有效的作用。

結(jié)束語

當(dāng)前電力工業(yè)正處在機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的發(fā)展時期，智能電網(wǎng)的發(fā)展對電力管理系統(tǒng)提出了更新、更高的要求。為解決電纜通道人工建模工作效率低、工作量大，成本高的問題，應(yīng)用計(jì)算機(jī)三維自動建模仿真的技術(shù)，自動生成各類電纜通道模型，各種不同類型通道銜接自然，仿真程度高，極大地解決了信息管理三維可視化與人工建模工作量大難以匹配的問題。