當(dāng)前，我國正大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、城市設(shè)施智能化。如果將國家和城市比作人體，那么電網(wǎng)則如同為人體輸送能量的血管，高電壓等級輸電網(wǎng)絡(luò)則堪比連接城市的“大動脈”。隨著城市的數(shù)字化和智能化不斷推進(jìn)，輸電網(wǎng)絡(luò)的三維數(shù)字化將成為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)。
什么是三維數(shù)字化電網(wǎng)？電網(wǎng)的三維數(shù)字化是指通過軟件建立電網(wǎng)設(shè)備、建筑的三維模型，并在電網(wǎng)的設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營過程中，基于模型對電網(wǎng)組件進(jìn)行監(jiān)控和管理的過程。通俗地講，相當(dāng)于在軟件中以1∶1的比例虛擬出一個與現(xiàn)實(shí)世界中完全相同的電網(wǎng)體系，并且通過傳感器、攝像頭等設(shè)備，與電網(wǎng)設(shè)備連接，實(shí)時保持虛擬和現(xiàn)實(shí)的同步。目前，在三維數(shù)字化技術(shù)手段上，主要包括：GIS（地理信息系統(tǒng))、BIM(建筑信息模型)、VR(虛擬現(xiàn)實(shí))、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))。
其中，GIS系統(tǒng)的特色在于，它可以在管理電網(wǎng)數(shù)字化模型的同時，管理海量的地理信息。例如，輸電線路周圍的山脈、農(nóng)田、房屋等。在電網(wǎng)的設(shè)計過程中應(yīng)用這種技術(shù)，能夠在設(shè)計階段完成對電網(wǎng)線路走向、電廠位置等設(shè)計方案的優(yōu)化，并在三維實(shí)景中校驗(yàn)和查看設(shè)計成果，提升設(shè)計效率和質(zhì)量。
BIM系統(tǒng)的特色則在于，能夠管理全壽命周期中的電網(wǎng)模型以及模型的全部屬性信息。例如，在輸電線路的BIM模型當(dāng)中，不僅包含可視化的三維模型，還包括線路中鐵塔的制造廠家、零件個數(shù)、導(dǎo)線尺寸、流量，甚至由現(xiàn)場傳回的實(shí)景監(jiān)控錄像等。在電網(wǎng)建設(shè)過程中，通過BIM模型能夠模擬和監(jiān)控施工進(jìn)度，并管理和控制施工物資的進(jìn)場情況、堆放位置等，提升施工效率。在電網(wǎng)建設(shè)完工后，還可通過設(shè)備芯片、傳感器等，實(shí)時監(jiān)測和預(yù)警電網(wǎng)運(yùn)行情況，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。
VR及AR技術(shù)，可以看作對BIM以及GIS技術(shù)的綜合應(yīng)用。通過BIM、GIS系統(tǒng)構(gòu)建的模型及實(shí)景環(huán)境，可在AR、VR場景中更多維度的觀看和體驗(yàn)。例如，在穿戴VR設(shè)備后，工作人員可在虛擬場景中巡視和檢查電網(wǎng)設(shè)備。抑或在AR場景中，工作人員可將一個虛擬的電廠設(shè)備擺放在面前，練習(xí)模擬檢修。由于虛擬設(shè)備與真實(shí)設(shè)備完全1∶1還原，這為檢修人員的培訓(xùn)，以及不斷電故障清除等常規(guī)工作提供了更多練習(xí)機(jī)會，進(jìn)一步確保了電網(wǎng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。
曾經(jīng)，在“科幻大片”中出現(xiàn)過的場景：在個人電腦中分層、分零件查看電廠、架空線路等設(shè)施，并通過對虛擬模型的操作來控制實(shí)際電網(wǎng)設(shè)備……這些均由GIS+BIM技術(shù)的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。相對而言，AR、VR技術(shù)的應(yīng)用仍在探索階段——其應(yīng)用瓶頸主要在于構(gòu)建虛擬場景的數(shù)據(jù)匱乏，且可穿戴設(shè)備成本較高，尚未達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用條件。
隨著相關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展，軟硬件設(shè)備不斷升級，相信大面積應(yīng)用AR、VR技術(shù)進(jìn)行三維數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)并不遙遠(yuǎn)。屆時，人們將能夠在沉浸式的VR場景中觀看電網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營過程；發(fā)生暫時停電事故時，可實(shí)時查看故障點(diǎn)的檢修進(jìn)程。在數(shù)字中國、智慧城市的建設(shè)中，三維數(shù)字化電網(wǎng)作為不可或缺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，將不斷發(fā)揮重要作用。