Использование САПР для решения геодезических задач при строительстве высоковольтных линий электропередач

Одним из важных этапов при проектировании и реконструкции линий электропередач является применение уже на начальной стадии проектирования современных средств обработки геодезических данных, которые позволяют проводить быстрый анализ проектных решений и автоматизируют расчеты. От того, насколько правильно, грамотно и качественно будет выбрана САПР и выполнен в ней проект, зависит качество и длительность эксплуатации линии электропередач.

Ключевые слова: САПР, средства обработки геодезических данных, линия электропередач, ЦММ, ЦМП, проектирование, AutoCAD

Проектирование воздушных линий электропередачи — задача трудоемкая и начинается с анализа результатов электротехнических и геодезических данных и важным этапом энерго- и ресурсосбережений является применение уже на начальной стадии проектирования современных средств САПР, которые позволяют проводить быстрый анализ проектных решений и автоматизируют расчеты.

Одним из основных требований к программному обеспечению для проектирования линий электропередач является комплексный подход к проектированию. Задача номер один — это выбор трассы ЛЭП, составление цифровой модели местности, построение 3D-модели рельефа местности. Задача номер два — расстановка опор, механический расчет проводов, расчет нагрузок на опоры и фундаменты. Совместная работа, построенная на правильно выбранном программном обеспечении, позволяет отслеживать все изменения, возникающие при изменении трассы ЛЭП, и учитывать их при установке опор.

К сожалению, компьютерных программ, которые бы полностью создавали полноценный проект по строительству ЛЭП, в настоящее время не существует. Есть программное обеспечение, которое помогает решить некоторые вопросы и проблемы, возникающие в ходе проектирования. Соответственно возрастает необходимость комплексного подхода к выработке проектных решений. А это, в свою очередь, требует организации совместного комплексного использования информационных ресурсов, желательно в единой программной среде и с единым набором данных.

За последние 20 лет развития методов обработки, представления и использования топографо-геодезической информации в массовое производство изысканий вошли всевозможные системы автоматизированного проектирования, основанные на методах цифрового моделирования. Таким образом, произошел переход от «бумажного» результата к модели, а именно к созданию цифровой модели местности (ЦММ) и цифровой модели проекта (ЦМП) в едином информационном пространстве, построенном на единой идеологии, единых принципах и удовлетворяющем единым требованиям.

Когда речь идет о работе в едином информационном пространстве, то возникает вопрос, как обеспечить взаимодействие смежных отделов проектирования ЛЭП, работающих с разными программными продуктами. Поэтому при выборе программного обеспечения многие руководители предприятий, как показывает практический опыт, останавливаются на следующих продуктах проектирования:

AutoCAD Сivil 3D — система автоматизированного проектирования объектов инфраструктуры, в том числе и линейных объектов. В AutoCAD Civil 3D при изменении цифровой модели автоматически пересчитываются все профили и сечения, что крайне важно. Такую динамическую связь другие программы автоматизации проектирования не обеспечивают. В цифровую модель вносятся затем геологические данные, то есть описание пространственного расположения грунтов, а также положение границы между ними. Модель постоянно обновляется в соответствии с результатами работ, что обеспечивает актуальность данных [1];

GeoniCS — программный комплекс, позволяющий создавать крупномасштабные топографические планы, строить профили ЛЭП, автоматически пересчитывает и редактирует их.

CREDO Линейные изыскания. При использовании CREDO проектировщикам приходится дорабатывать оформление чертежей в AutoCAD или с использованием других программных средств для проектирования. Также при передаче из CREDO в другие системы существует риск частичной потери смысловой информации, использующейся CREDO. Построение элементарных объектов в этом программном комплексе занимает много времени, поскольку программный продукт остался на старой технологии автоматизированного проектирования. В конечном счете, проектировщики вынуждены доделывать свои проекты в AutoCAD [1].

На основании полученной модели в выше перечисленных системах посредством дополнительных программ, таких как Model Studio CS ЛЭП, САПР ЛЭП, работающих на базе AutoCAD, решается следующая задача — расстановка опор, механический расчет проводов, расчет нагрузок на опоры и фундаменты.

Рис. 1. Профиль линии электропередач, созданный в программе AutoCAD Civil 3D с последующей расстановкой опор и расчетом проводов в программе САПР ЛЭП

Основываясь на практическом применении различных САПР в строительстве линий электропередач, можно сделать вывод, что программное обеспечение, предназначенное для формирования ЦММ, должно обеспечивать:

-        эффективную технологию сбора и обработки топографо-геодезической информации, получаемой при наземной топографической съемке, которая в настоящее время является основным видом работ при инженерных изысканиях для рабочего проектирования [3];

-        использование максимального количества источников и различных форматов представления данных для оперативного получения топографо-геодезической информации (форматы х, y, z, облако точек по результатам лазерного сканирования и т. д.);

-        прием данных, импортируемых из систем обработки результатов аэросъемки и космических снимков высокого разрешения [3];

-        возможность обработки цифровых картографических материалов общего пользования;

-        возможность обработки существующих графических топографо-геодезических и картографических материалов на бумажных, пластиковых и других носителях;

-        традиционных методов линейных инженерных изысканий;

-        обработку наземной топографической полосной съемки;

-        управление большими объемами данных в ЦММ;

-        генерализацию и структурированность отображения топографической информации на ЦММ;

-        возможность создания продольного профиля с содержанием и оформлением в соответствии с СНиП II-9–78, его гибкость и редактирование по требованию заказчика;

-        автоматическое обновление ЦММ при внесении изменений в проект.

Литература:

1.             Ершова А. А. Применение ПО AutoCAD для создания топографических планов и дальнейшего управления инженерными данными на всех стадиях проектирования. Интерэкспо Гео-Сибирь-2013, г. Новосибирск: Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» сб. материалов в 3 т. Т.1 — Новосибирск: СГГА, 2013, С. 152–154.

2.             Шумихин Ю. Н., Лебедев В. И., Куклинский А. Л. и др. Выбор и изыскания трасс воздушных линий электропередачи // Москва / Энергоатомиздат.-1983.

3.             Пигин А. П. Цифровые модели местности — основа САПР и ГИС проектов. Преимущества и проблемы. // Геопрофи. — 2006. — Вып. 4. — С. 4–7.

4.             Карпик А. П. Анализ состояния и проблемы геоинформационного обеспечения территорий // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. — 2014. — № 4/С. — С. 3–7.

5.             СНиП 11–02–96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения / Минстрой России. — М.: ПНИИИС Минстроя России, 1997.

6.             Ловягин В. Ф. Геоинформационные технологии в инженерных изысканиях трасс линейных сооружений [Текст] / монография / В. Ф. Ловягин / Новосибирск / СГГА.- 2010. — 150 с.