吕培强

摘  要：为了更形象、直观地反映配网架空通道内经济作物、周边移动作业、勘查设计的全景式3D透视探测定位接收断面信号，并将连续捕获越限值进行断面扫描，得到预警清障的三维数据，再采用架空线路最低弧垂投影算法直接在3D断面进行限位提示，得到了纵向越限、生长期和修复的3D重构图像。由实验结果表明，通过该方法构建的3D图像与场景十分吻合，分辨率较高，对比度较好，为以后遥传系统传输的3D成像监测提供一定的技术支持。

关键词：配电通道  3D定位 成像探测 防护管控

中图分类号：TM77   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（c）-0029-02

近年来配电架空线路通道资源遭受“树线矛盾”困扰且屡禁屡犯，所引发的线路跳闸停电损失事件呈多发趋势，究其原因，一方面是社会群众对电力设施保护意识不强，土地资源再利用，种植经济作物收益高，绿化覆盖面广、修剪维护配备不足等因素。而在另一方面也值得关注，供电部门所提出的电力通道內安全距离与树种、树龄及生长周期科学管理、动态管控技术手段不尽完善，具体表现在丘陵地带、大范围绿化区域、街道公园等场所护绿修剪周期随意性较大，局部区段遗留树杈与电力线路互碰相生矛盾突出，亟待进行现场3D造型成像新技术的深入研究，预判电力通道周遭经济植被生长期，通过数据建模分析指导修护，保障配电架空线路通道清障的信息化预判。

1  现状分析

配电线路专业领域，由于面广量大，辐射地域广分支多，近年来新技术研究与应用，更多偏向于设备的自动化、发热重载检测，局部红外成像跟踪，对突出的易受外力破坏的线段点采用固定点摄录像观察，取得了一定的防控保护作用。但相对于全域配电网络监测“树线矛盾”、临近配电线路市政施工预控防护，深入3D造型成像新技术的研究，几乎处于摸索起步阶段。

三维（Three-dimensional，3D）显示成为继平板和高清之后显示领域的热点追踪方向之一。1908 年，诺贝尔奖获得者、法国物理学家G.Lippmann首次提出集成成像[1]，通过针孔阵列或者微透镜阵列将微图像阵列中的信息还原到现实空间中，从而重构出空间场景下的3D图像。集成成像3D显示具有全视差、连续视点、适合多人观看、易于实现双视3D显示、无需助视设备相干光源等优点[2-4]，具有巨大的研究价值和广泛的应用前景。

2  新方案研究

2.1 3D建模

结合已有配网线路GIS沿布成果，划分城市道路绿色景观带、城镇化市政建设地段、乡村果树林场经济作物区、偏远丘陵树障地带等典型“外力破坏”易发源，建立配电架空线路保护通道内3D数学模型，提出配电架空线路保护通道内基于3D成像外破防护预控技术方案。

（1）建立3D构造模型。以现场架空通道断面图数据为基础，在aisle建立与实际情况相符的构造模型，检查并修改模型中交叉物的接触面，需要提示的控制点、线、面，从而符合架空线路季节性通道防护要求。在构造模型中，夏季弧垂变化下出现错判;没有杆深基准的控制，沿水平张力方向上的连续性，需要关注。模型中的障碍框线与断面，将会控制后续的观测插值过程;构造模型前采集颗粒度将会对最终的观测模型产生较大的影响。因此，必须建立与现状架空通道相符的构造模型。

（2）采样密度。对初始采样，将采样密度经验值作为后续插值的参考。为建立合适的测距场，此次研究建立非均匀观测进行断面采样，在成像误差符合要求的区域中，采用舒展方式加长观测距离。对于成像误差不准确的区域，采用补漏巡回，目的在于筛选误差，趋向于有效均值。根据观测分析过程中的不均匀区域和观测目标脱离所在纵断面的范围，要合理选择、补充采样。

2.2 预警防护

根据配电架空线路保护通道技术规程确定各类安全净距，研判保护通道内“树障”生长期匹配树龄树种，提出“树障”生长期预警防护防控技术方案。

（1）3D观测空间插值。以构造模型中的断面观测点为基础，应用选取的插值算法进行纵向插值。纵向插值时，由极点断面的观测点位置处，按照前行方向往靠近断面最小值处插值。在断面的控制下，越限插值将不能跨越断面进行插值，停顿片刻约定记忆避免插值的无效性，断面两侧的捕捉分布将更符合通道描述。没有断面控制，越限插值将会穿过基准值，使断面两侧的观测点差异化丢失。

（2）断面控制的更新优化。在构建模型的控制下，使设定的3D断面控制模型和架空通道的实际情况相符。

2.3 全景定位

根据运检班组提供的通道“障碍物”信息，运用已有区域配网GIS定位，全景观测杆线、障碍物及周边临近市政建设工地，全覆盖收集配网设备设施安全运行距离，提出3D定线透视和剖面定位技术方案，解决人工巡视“盲区”或不能通畅到达的点位。

经应用资料证实，新方法的成像结果更准确，采集有效断面更好。在水平方向上成像的极点剖面上，架空通道最低点弧垂应交汇至警戒断面，同时实际观测点升至受限位置;在新的通道成果图模分析上，通道成果和实际架空通道相吻合，误差率在可控范围内。

2.4 成像解析

基于模糊图像信息解析，确定保护通道内“清障”最佳设置时间节点，提出相关配电架空线路改迁、入地、原址升高等可行性研究方案，优化不停电检修消缺、结合合适时间停电检修方案，有序指导运维人员按时及时“清障”，综合提升配网运维检修质量。

3  结语

该文利用全景式3D透视探测定位接收架空通道断面信号，并将连续捕获越限值进行断面扫描，得到预警清障的三维数据;采用架空线路最低弧垂投影算法直接在3D断面进行限位提示，得到了纵向越限、生长期和修复的3D重构图像。由模拟仿真和实验结果表明，通过该方法构建的3D图像与场景十分吻合，分辨率较高，对比度较好，也客观、形象、直观地反映了通道内障碍物的位置、形态和警戒级别，为以后遥传系统传输的3D成像监测提供一定的技术支持。

参考文献

[1] Lippmann G.La photographie integrale[J].Comptes Rendus de l′Académie des Sciences，1908（146）：446-451.

[2] Kwon KC，Erdenebat MU，Alam MA，et al.Integral imaging microscopy with enhanced depth-of-field using a.spatial multiplexing[J].Optics Express，2016，24（3）：2072-2083.

[3] Wang Qionghua，Ji Chaochao，Li Lei，et al.Dual-view integral imaging 3D display by using orthogonal polarizerarray and polarization switcher[J].Optics Express，2016，24（1）：9-16.

[4] Wu Fei，Deng Huan，Luo Chenggao，et al.Dual-view integral imaging three-dimensional display[J].Applied Optics，2013，52（20）：4911-4914.