秦皇岛福电电力工程设计有限公司 河北秦皇岛 066000
摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，变电站建设越来越多。探讨了基于三维技术的变电站施工管理内容，通过建立4D、5D数字化信息模型，在施工质量管理、进度管理和成本管理三个方面进行三维技术应用研究，并分析了产生的成效。
关键词：数字化三维；变电站；运用
引言
纵观我国变电站设计工程发展史，历经了图版制图、计算机制图和计算机辅助设计三个重要阶段。信息技术发展踵事增华，计算机技术辅助变电站设计的广度和深度一波才动万波随。一方面，工程模型上二维模型正逐步向实体模型开始过过渡，另一方面，设计信息的传递日趋便捷，逐步显现出跨专业，多平台的合作。最近科学技术的发展，三维数字化设计技术逐渐被应用在变电站设计工作中。
1变电站施工组织设计现状
变电站施工是一项复杂且有安全风险的系统工程，而施工组织设计是对施工活动实行科学有效管理的重要手段。施工组织设计的主要作用是：通过编制，明确工程的施工方案、施工顺序、劳动组织措施、施工进度计划及资源需用量与供应计划，明确临时设施、材料及机具的具体位置，有效地使用场地，提高经济效益。经验证明，如果变电站施工组织设计能反映客观实际，符合国家政策和合同规定的要求，符合施工工艺规律，并能认真地贯彻执行，那么施工就可以有条不紊地进行，就能较好发挥投资效益。施工组织设计的编制一般由项目经理组织，由项目总工及相关技术骨干，依据合同文件及调查资料，以及设计成果，根据自身的工作经验及国家相关部门制定的规章规范，自行编制。现行的规章制度及标准工艺等，多以定性的条件来约束施工的边界，控制安全施工的范围，针对一类施工过程进行通用性的要求和规定，缺乏针对具体工程的具体问题，进行定量和精确的分析，进而给出合理化建议。正是因为如此，使相关的规定和要求流于形式，无法落地指导实际施工组织设计工作，进而引发施工过程与施工组织设计脱节，形成风险隐患，并影响项目进度和质量。
2变电站安装工程施工特点
变电站所涉及到的设备具有非常强的专业性，并且具有一定特殊性，对于技术水平要求较高，所以在设备安装时存在一定难度。另外，变电站安装会涉及到很多电缆、管材等，具有型号多、规模大等特点，电缆敷设方式存在较大差异。同时，主控、继电器室和室外盘柜量较大，安装和验收规范比较严格。除此之外，现代变电站具有较大的
3三维数字设计技术介绍
在项目工程实施的各个阶段，载体逐渐演变为信息模型，核心更是信息数据。当架构被统一之后，搭建平台需要倚重工作流、资金流和物资流，达到共享项目资源信息的目的，实现设计、采购、施工以及管理等各项工作，促进施工工序得以顺利开展，实现项目工程一体化。工程数字化建设的重要组成之一便是三维数字化设计，这种设计技术是以信息图形影像技术、网络技术、数据库技术等多种现代化计算机技术作为基础手段，通过与操作人员和设计人员之间的协调合作，实现项目工程精准设计的目标，实现变电站设计的三维可视化以及信息一体化，数字化三维设计与传统设计之间的区别主要是在于传统的设计需要将诸多信息数据详细的罗列在设计图纸上，并且对信息数据予以说明，这种设计操作的习惯将会在很大程度上造成信息数据离散。工程项目设计的不同阶段，工程项目的建设的不同阶段中产生的新的信息数据只能通过技术人员进行收集分析，辨别信息数据的有效性。面对庞大的信息数据，不仅会增加人员的工作负荷，还会在造成信息数据缺失，丧失完整性。利用数字化三维设计技术，可以规避传统设计技术的缺陷，处理数据信息的时候利用信息模型，统一管理设计建设产生的数据信息，共享和利用在设计全过程以及项目工程建设阶段产生的信息数据。
4基于三维技术的施工管理应用
4.1数字化三维设计线路选线
在传统的南方电网设计过程中，优选线路路径主要是依靠工作人员的个人主观经验，利用数字化三维设计技术在采用动态性的规划思路将较为复杂的问题进行分段化解决，优化过程采用递推的方式进行分段，进而达到整个过程最优化，辅助企业的决策管理人员进行决策。南方电网的线路铺设不同于北方，南方线路的铺设线路较长，线路沿途的地形也比较复杂，拥有极高的精准度。输电线路工程能够实现快速、精确的自动优化排位。在完成起始点与终止点的选择之后，在数字化三维系统中建立起矢量地理信息，同时与应该设置好障碍物的缓冲半径，数字化三维系统可以自动化的选择出适合该工程的诸多电线线路路径，对输电线路影响村镇、耕地和厂矿的能力作出分析，并且在设计交互的过程中可以避免风景名胜区、自然保护区等多种重点设施，若是存在问题将会在最短的时间内发出警告。智能选择好多条路径之后，再通过手动选线将智能选项的路径进行优化。设计人员在进行设计的时候利用数字三维设计，能可以将传统的设计方式进行转变，降低大量的统计工作时间，提高工作的准确率。在选择站点的时候，能够自动的计算出所选定的范围最近的缓冲区距离。
4.2基于三维技术的施工质量管理
（1）项目的可视化模拟。项目的施工过程是一个随时间变化的高度动态的过程，存在着很大的不确定性，通过三维信息模型可以对变电站工程项目建设过程进行不确定性分析和最佳方案的模拟，通过实际施工进度和质量情况与三维可视化模型进行比较，直观地了解各项工作的执行情况，从而帮助施工人员了解施工过程中可能出现的问题。（2）施工过程分析。施工过程分析是指在利用三维信息模型进行变电站施工安装过程中，对进度拖延或质量偏差的原因进行分析，从而采取相应的补救措施。在变电站项目实施的过程中，由于业主或设计方原因造成设计变更的现象较为普遍，利用三维模信息型可以在施工开始之前通过可视化模拟，进行错漏碰缺检查以及管线综合检查等工作并形成综合分析报告，及时反馈给业主或者设计单位进行修改。（3）施工过程管理。基于三维信息模型的施工过程管理主要包含施工资源管理和施工场地管理。施工资源管理是对材料、施工人员、施工机械以及各种资源的三维模型信息管理，模型系统将各项施工资源与构件的三维信息模型关联起来，从而实现对任意构件、构件组从及流水段在不同施工时间的资源需求进行计算，通过更新资源模板实现对所有相关构件的资源属性的更新，从而实现资源管理的目标。
4.3在施工进度管理中的应用
施工进度管理模块包含甘特图控件，用以网络图变电站施工工序规划方案中一级对象（单位工程）与二级对象（最小安装单元工程）在时间维度上的展现。甘特图控件可展示工序规划方案中项目工程的层级结构，以及工序对象的先后关系。通过推演功能实现变电站施工方案的动态模拟。施工进度管理模块能够更加直观、全面的对变电站项目施工方案的全过程，从而提高施工进度管理的科学性。
结语
总之，利用信息化手段，结合三维设计成果进行信息化的施工组织设计是完全可行的，且具有很大经济效益和社会效益。不仅能提高施工设计的质量，还能提高整个施工的质量，降低施工过程中的风险，提高施工资源的利用率。
参考文献：
[1]王超，侯富.新建变电站和输配电线路工程施工组织设计方案[J].科技风，2018（9）.
[2]葛兆军.国家电网企管〔2019〕63号关于《输变电工程三维设计模型交互规范》等7项技术标准.Q/GDW11809-2018，2019（2）.
[3]朱克平.基于GIM的模块化变电站电缆敷设三维设计[J].浙江电力，2019（7）.