基于编码的电力平断面自动成图系统研究_束庆波.pdf

基于编码的电力平断面自动成图系统研究束庆波，郑少将（安徽华电工程咨询设计有限公司，安徽 合肥 ）摘要：在电力线路工程中，平断面图是最为关键的测量成果资料，是电力线路设计的重要依据。详细讨论了基于编码的电力平断面自动成图系统的外业工作模式、编码标准、数据格式、观测方法及基于 的电力平断面图绘制功能，提供了架空送电线路工程测量从外业数据采集到内业数据处理等一整套流程的解决方案，并自主研发、实现了该软件系统，现该系统已在架空送电线路工程中得到广泛应用。关键词：编码；平断面图；中图分类号：，（，）：，：；收稿日期：作者简介：束庆波（），高级工程师，研究方向为地理信息技术、数字化成图。引言 架空送电线路平断面图处理系统（以下简称“”）在架空送电线路工程中早已普遍使用，其提供了平断面图的输入、编辑和修改等功能，但数据输入是以传统全站仪工作模式为基础，仅支持极坐标格式数据，且坐标数据无法直接导入，与现行 作业模式相冲突。针对这一问题，通常采用人工在作业现场逐点记录距离和角度，内业成图时逐点录入。但逐点编辑成图存在效率低、操作繁琐、容易出错等诸多弊端。针对上述问题，虽有多款不同的接口软件，在外业能将观测数据点名编码化，制定外业编码标准，并形成规范化的外业观测模式，无需记录数据和绘制草图，在内业数据处理中按照此编码标准，全自动绘制平断面图，从外业到内业一整套解决方案几乎没有。结合多年工作经验，本文提出了将编码应用于架空送电线路测量的全新、高效的工作模式，制定地物地貌观测编码标准，统一外业观测方法，并自主设计并研发基于 编程工具的 接口软件，实现真正意义上的“一键成图”，消除了传统作业模式的效率低、工作量大等诸多弊端，与现有的同功能软件比较具有高便捷性、高成图率等优势。编码标准 地物编码通过研究“”的 文 件 格 式 规 则、分 析 手簿点名输入特点，以符合惯性思维为原则，制定了该系统的外业测量编码标准。该标准覆盖 以上的测量地物地貌，可根据工程需要增加地物地貌，定制编码。部分编码如下。（）转角桩、直线桩。转角桩，（）；直线桩，（）（）。（）房屋。房角，转角名点号（）宽度；房角，转角名点号（）宽度。（）道路。中心断面点，转角名点号（）宽度；方向点，转角名点号（）。（）交 叉 跨 越。中 心 断 面 点，转 角 名点 号（）电压 等 级高 度；方 向 点，转 角 名点 号（）。（）坟、路灯等独立地物。坟，转角名点号（）；路灯，转角名点号（）高度。（）坎、塘灯等独立地物。坎，转角名点号（系统解决方案电工技术 ）（）；塘：转角名点号（）（）。（）断面点。直线连接，转角名点号（）；梯形连接，转角名点号（）。同一耐张段以小号侧的转角为转角名，同一地物采用同一点号，数据采集不分先后。观测数据文件格式在线路工程测量中，耐张段间的直线桩、断面、地物等均为独立观测、绘制。根据这一特点，制定了如下观测数据格式标准。数据采集方法架空送电线路平断面图测量分为平面图测量和断面图测量。平面图测量包括沿线路中心线左右两侧一定范围内道路、河流、塘、沟、交叉跨越等地物；断面测量包括线路中心线断面点、左边线、右边线等。因此架空送电线路工程测量与一般地形测量存在着较大的差异，同时“”软件提供了多种便捷绘制方式，如两点房、三点房、悬距法等，也为断面连线提供了多种连接方式，有直连、梯形连等；根据这一特点，制定了如图所示的观测方法。图 地物观测方法系统方案基于编码的电力平断面自动成图系统是利用 研发的软件。其基本思路为在野外采集时，根据编码标准命名，记录地物属性和坐标点间平面和断面连接关系，再通过该系统进行处理，转化为 软件可识别的 文件。具体方案为首先将三维坐标换算成以转角为基点的极坐标数据，并提取地物编码中地物属性和矢量关系；其次翻译编码以 文件格式要求进行加工处理，例如断面点赋予点编码，坟赋予点编码 ，沟断面点赋予 格式点代码 等；最后以 软件要求的形式逐行输出成果文件 ，从而实现与 软件的无缝对接，完成全自动成图。该系统分为四大模块，即数据导入、数据转换、编码识别、文件输出模块，系统结构如图所示。图 系统结构系统实现 数据导入批量导入坐标数据后，对坐标数据的格式、特征字母、断面点是否在所定义的耐张段之间、直线桩（断面点）是否偏离中心线、转角角度是否超 等进行检查、提示，针对不同地物类别单独定义数组进行存储，方便读取、调用。偏线距离为：（）（）（）（）（）（）式中，（，）、（，）分别为耐张段前后两个转角坐标；（，）为地物点坐标；为该地物点的偏线距离。数据转换将坐标数据先换算成以该耐张段转角为基点的极坐标形式，再按照里程从小到大进行排序，实现坐标数据的格式转换。两点间距离为：（）（）（）两点间方位角为：（）（）式中，（，）为耐张段前转角坐标；（，）为地物点坐标。编码识别提取地物编码的点号后，按同一点号为同一地物的原则建立平面拓扑关系，以系统赋予的点代码建立断面连接关系，再结合地物特征字母、高度、宽度等地物属性，完成对地物的识别、分类。电工技术系统解决方案 成果输出将转角桩、直线桩、沟、房屋等地物按里程从小至大的顺序，以耐张段为单元，以 特定的格式逐行输出，保存至指定文本 格式文件，该文件可运用 软件直接打开生成平断面图。系统运行理论上采集线路断面点时，只能无限接近中心线，以兼顾效率和精度，该系统默认中心断面点的偏线距离为左右，为了能满足各类工程需要，也可自行设定，例如在地下电缆工程，一般电缆是靠近路边敷设，此时缩小默认为断面点的数值，可提高绘图精度。此外，为了便于与现有平断面图间的拼接，增加了起始点号、起始里程进行设定，默认起始点号为，起始里程为。系统运行成果如图所示。图系统运行成果图结语该系统制定了编码规则、数据格式、外业观测方法，利用 编程软件实现了数据编码与 格式文件间的编译，提供了高效绘制电力平断面图的一整套解决方案。该系统的成功研发，真正实现了架空送电线路测量专业高效率、高质量，内、外业一体化的作业模式。同时通过研究和分析断面点间的逻辑关系、断面连接特点，实现了对断面线高精度拟合，沟、塘等水系地物断面线的自动断开等，是行业内同类软件的首创，使得架空送电线路平断面图外业测量效率提高了 以上，内业成图效率提高了 以上，大大缩短了整个工程测量专业的工期。该软件系统已被行业内多家单位使用，在行业内具有广阔的应用前景。参考文献 李旷建 高程拟合在线路高程控制测量中的应用电力勘测设计，（）：高俊海，汪洋，魏建华送电线路平断面图系统的研究电力勘测设计，（）：周余红架空送电线路平断面图处理系统数据接口的研究电力勘测设计，（）：王日输电线路平断面图自动绘制程序设计山西电力，（）：（上接第 页）更重要的是供电可靠，不受外界影响，不易发生因雷击、冰雪等自然灾害造成的故障，在现代化城市电网中应用得越来越多。但当其发生故障时，因深埋于地下，故障点的寻找变得非常困难，若不能及时发现故障点并对其进行修复，就会给用户造成巨大的经济损失，故城市的发展离不开地埋电缆的故障检测技术。本文针对目前电缆故障点定位方法设备复杂及故障点检测可靠性不高的缺点，设计并实现了一种高精度电缆故障定位系统。该系统首先向地埋电缆中发射特定的双频混合信号，然后基于电磁感应定理利用磁传感器检测电缆周围的高频正弦信号用来确定电缆路径信息及故障点的范围，采集电缆故障点周围土壤中的低频信号后根据其占空比变化精确确定故障点的位置。该方法解决了电缆故障点定位的问题，具有很强的实用前景，对后续电缆修复工作具有重要的现实意义。参考文献 巨汉基，朱万华，方广有磁芯感应线圈传感器综述地球物理学进展，（）：鹿洪刚，覃剑，陈祥训，等电力电缆故障测距综述电网技术，（）：崔江静，梁芝培，孙廷玺电力电缆故障测试技术及应用的概述高电压技术，（）：，：许珉，郑文棋基于单片机的低压脉冲发生器研制电力自动化设备，（）：李继伟，于建国智能电缆路径检测仪的硬件设计与实现 电子质量，（）：张志刚智能电缆故障检测系统的研究上海：上海交通大学，：系统解决方案电工技术