虚拟照亮现实 走近三维数字化电网

当前，我国正大力发展基础设施数字化、城市设施智能化。如果将国家和城市比作人体，那么电网则如同为人体输送能量的血管，高电压等级输电网络则堪比连接城市的“大动脉”。随着城市的数字化和智能化不断推进，输电网络的三维数字化将成为基础设施建设的关键一环。

什么是三维数字化电网？电网的三维数字化是指通过软件建立电网设备、建筑的三维模型，并在电网的设计、建设、运营过程中，基于模型对电网组件进行监控和管理的过程。通俗地讲，相当于在软件中以1∶1的比例虚拟出一个与现实世界中完全相同的电网体系，并且通过传感器、摄像头等设备，与电网设备连接，实时保持虚拟和现实的同步。目前，在三维数字化技术手段上，主要包括：GIS（地理信息系统)、BIM(建筑信息模型)、VR(虚拟现实)、AR(增强现实)。

其中，GIS系统的特色在于，它可以在管理电网数字化模型的同时，管理海量的地理信息。例如，输电线路周围的山脉、农田、房屋等。在电网的设计过程中应用这种技术，能够在设计阶段完成对电网线路走向、电厂位置等设计方案的优化，并在三维实景中校验和查看设计成果，提升设计效率和质量。

BIM系统的特色则在于，能够管理全寿命周期中的电网模型以及模型的全部属性信息。例如，在输电线路的BIM模型当中，不仅包含可视化的三维模型，还包括线路中铁塔的制造厂家、零件个数、导线尺寸、流量，甚至由现场传回的实景监控录像等。在电网建设过程中，通过BIM模型能够模拟和监控施工进度，并管理和控制施工物资的进场情况、堆放位置等，提升施工效率。在电网建设完工后，还可通过设备芯片、传感器等，实时监测和预警电网运行情况，确保电网安全运行。

VR及AR技术，可以看作对BIM以及GIS技术的综合应用。通过BIM、GIS系统构建的模型及实景环境，可在AR、VR场景中更多维度的观看和体验。例如，在穿戴VR设备后，工作人员可在虚拟场景中巡视和检查电网设备。抑或在AR场景中，工作人员可将一个虚拟的电厂设备摆放在面前，练习模拟检修。由于虚拟设备与真实设备完全1∶1还原，这为检修人员的培训，以及不断电故障清除等常规工作提供了更多练习机会，进一步确保了电网的高效、稳定运行。

曾经，在“科幻大片”中出现过的场景：在个人电脑中分层、分零件查看电厂、架空线路等设施，并通过对虚拟模型的操作来控制实际电网设备……这些均由GIS+BIM技术的应用成为现实。相对而言，AR、VR技术的应用仍在探索阶段——其应用瓶颈主要在于构建虚拟场景的数据匮乏，且可穿戴设备成本较高，尚未达到大规模应用条件。

随着相关技术飞速发展，软硬件设备不断升级，相信大面积应用AR、VR技术进行三维数字化电网建设并不遥远。届时，人们将能够在沉浸式的VR场景中观看电网设备的设计、建设、运营过程；发生暂时停电事故时，可实时查看故障点的检修进程。在数字中国、智慧城市的建设中，三维数字化电网作为不可或缺的数据基础，将不断发挥重要作用。

据经济日报

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