智能测绘数据移动采集成图系统的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：金杰 1982.10.27 男，汉，上海，本科，研究方向：地下管线三维跟踪测量。-77-智能测绘数据移动采集成图系统的应用 金 杰 申玲丽 田千甜 程宝岩 上海茗川测绘技术有限公司，上海 201199 摘要：摘要：电缆是电能传输的重要通道，精准的电缆路径以及完备的配套信息在整个电缆系统运维过程中起着至关重要的作用。电缆测绘则是保证图纸台账完备的重要施工手段，传统的电缆测绘会产生手图不规范、信息错误等问题，标准无法统一。测绘采集规范化，成图智能化成为了电缆测绘下一步待解决的关键问题。智能测绘采集旨在通过技术手段实现测绘业务的数字化转型，从而达到无纸化办公的目标。这种方式能够保证项目全流程的精确控制，包括测量实时记录和质量检验，显著提高工作质量和效率，同时降低人力成本。通过高效的数据采集和处理，智能测绘不仅优化了数据管理，还增强了电缆系统的可靠性和供电的稳定性。关键词：关键词：电力工程测绘；智能采集；一键成图 中图分类号：中图分类号：TP311 1 总体情况 1.1 实施背景 随着我国城市化进程的加速发展，城市基础设施的现代化水平提升已成为国家发展的重要指标之一。其中，城市电网作为城市功能运行的命脉，其安全、稳定与标准化管理水平直接到城市活动的持续健康发展以及广大市民的生活质量。由于电缆数量庞大、分布广泛，传统高效的手工管理方式已无法满足、精准的管理需求。因此，电网电缆管理必须从手工绘制和记录转变为数字化测绘与管理相结合，利用现代信息技术手段实现数据的实时更新和准确归档，形成一套高效科学电缆资料管理体系。如何保证电缆数据的准确性和及时性，是提升电缆管理质量的关键。1.2 存在问题 传统的电缆测绘最主要的核心问题在于原先传统的电缆测绘外业只提供基础的电缆资料1（现场草图、设计书、测量文本等成果），内业人员需在 1-2 个工作日内对信息进行录入以及成果审核，内业人员工作繁杂易出错。如果能解决“电力测绘信息化最后一公里”的问题，对精准设备台账意义深远。这种方式还有诸多弊端，如电力方面的工作人员专业素质普遍偏低，外业人员需要根据相关设备进行合理的分析和处理。操作流程和手图绘制不规范，外业手工制图标准不统一，草图绘制标准难以制定，测量信息（测量点位、草图、照片）匹配度不高。对于电缆属性会有遗漏，会有返工情况出现，造成人员安排和资源管理的浪费。内业工作受制于外业收工时间，工作开展滞后。内业人工整理资料、重复劳动工作量大。测绘采集规范化，成图智能化是电缆测绘的待解决的关键问题。我们根据这些问题开发出智能测绘移动采集成图系统，提质增效。1.3 解决思路 为了设法解决诸多问题，建立一套智能测绘移动采集系统方案，内外业协同办公，提质增效。研究了内外业的业务流程，结合点位数据，表单数据，最终生成智能采集 APP 和 CAD 一键成图部分，实现数据采集流程规范和数据准确，成图部分快捷的目标。2 主要做法 本项目针对以下点开展研究：（1）现场管控作业系统业务融合（2）现场数据采集与录入（3）电子草图预览与自动生成（4）GPS 手簿数据接收&坐标数据关联任务单。2.1 现场管控作业系统业务融合 电缆测绘分内业和外业。外业涉及户外作业，主要根据电缆敷设入地的电缆来源来进行分类，由施工方在施工过程中委托具备测绘资质的人员或者在抢修中由运检人员同步进行测绘，在电缆敷设完成的同时短时间内完成电缆型号、截面、长度、接头型号等电缆位置信息的收集。内业人员依据施工方或抢修人员中国科技期刊数据库 工业 A-78-提供的电缆资料对电缆信息进行审核，存疑或者错误资料退回重新测量，核对无误的进行资料归档，生成CAD 图纸。根据这个思路生成：2.1.1 外业派工单 外业人员在去现场之前需要在外业管控系统上派发外业派工单，外业派工单包括自动生成的单据编号，外网带出工程账号、工程名称和外业班组，设备信息以及车辆信息等。外业人员到达现场后直接点击项目单号进行站收班会等安全记录后，直接进行电力工程项目的测量打点工作。2.1.2 内业处理平台 内业人员通过内业处理平台对施工方或抢修人员提交的电缆资料进行处理。内业处理平台包括数据导入、数据审核、数据归档、CAD 图纸生成等功能。内业人员通过处理平台对电力工程项目的进度、质量、安全等方面进行数据分析，为决策提供支持。同时，内业处理平台还可以根据数据分析结果，对外业人员进行优化调度和资源配置，提高工作效率和质量。2.1.3 数据共享与交互 现场管控作业系统可以实现数据共享与交互。外业人员和内业人员可以在系统中进行数据交互，确保数据的准确性和一致性。此外，现场管控作业系统还可以与其他系统进行数据交互，如 ERP、PM 等系统，实现数据的共享和整合。2.2 现场数据采集与录入 现场数据采集的内容主要是由 CAD 一键成图和表单生成的内容决定。所有 CAD 一键成图的前提是点位测量信息填写的规范化。现场数据采集主要是以点位为主，记录点位的坐标和所属电缆信息2-3。我们把所要在 CAD 上表达图符设施实体化，把每种测量设施作为一个单体模型，对测量设施进行分类，信息备注。现场全站仪打点后选择实体的分类，再选择点位的分类类型。例如电缆一上的中间接头，新建电缆一的模型实例，再新增点位，选择点位类型中间接头，获取点位坐标，坐标可以在测量信息总览列表里进行展示。这么设计的目的有两点：1、可以随时对测量实体进行增减，属性也可以定义赋予。2、点位的复杂场景可以解决，例如一个点位有多个属性，既穿过三根电缆，又穿过排管。我们下面详细展示下三个功能模块：2.2.1 测量信息总览 通过测量信息总览来看具体图符个数，如点位个数、电缆个数，工井个数，快速判断项目测量设施的不同数量，总览所有信息详情。在电力工程项目中，点位是非常重要的测量对象，它们代表着电缆的敷设起点、终点以及转弯点等关键位置。通过测量信息总览可以直观地看到不同类别的点位数量，比如起点、终点、转弯点、分支点等，从而判断项目的布局和线路的走向。电缆是电力工程中的重要组成部分，测量电缆的数量对于项目的规模和工程的范围具有重要意义。通过测量信息总览可以了解到不同类型的电缆数量，比如低压电缆、中压电缆、高压电缆等，从而更好地评估项目的规模和工程的难度。工井是电力工程中供电设备的重要组成部分，通过对工井位置的测量和记录可以有效监控和管理区域内的电力供应。通过测量信息总览可以清晰地看到工井的数量，包括不同类型的工井，如配电箱、变电站和开关室等，从而更好地了解工程的分布和规划。2.2.2 新建图符 这里的基础图符指的是测量实体在 CAD 上的表现形式，表达实体化，如电缆是线，电站、电箱是封闭矩形。通过新建一个个测量实体，并给与命名和属性。每种模型具体属性不一致，例如电缆的属性是铭牌、等级、型号、数值、截面、厂家，而工井的属性只有长宽。根据不同图符来决定不同的属性特征。在新建电缆图符时可以为每个电缆命名，并为其添加一系列属性，如铭牌（标识电缆的唯一编号）、等级（表示电缆的额定电压等级）、型号、数值（表示电流、功率等数值特征）、截面、厂家等。通过为每个电缆图符添加这些属性可以准确地描述每条电缆的规格参数，从而方便后续的管理和维护工作。在新建工井图符时可以为每个工井命名，并添加相应的属性，如长、宽等。工井是供电设备的重要组成部分，通过为每个工井图符添加这些属性可以详细记录工井的尺寸信息，从而为电力工程的设计和布线提供参考依据。通过详细记录每个测量实体的属性信息，系统可以提供准确、全面的数据管理和分析功能，为电力工程的设计、施工和维护提供重要支持。通过充分利用新建图符功能，电力工程项目的管理效率和质量将得到进一步提升。2.2.3 新建点位 中国科技期刊数据库 工业 A-79-在现场管控作业系统中，新建点位是指根据实际情况，在图符上选择具体位置并连接 GPS 坐标，用于标识测量实体的准确位置。通过新建点位功能能够将实际的地理坐标与 CAD 图纸相连接，实现实体打点和位置定位的精确记录。选择所在图符上的点位类型，例如电缆 1 上过程点位。（1）通过新建点位功能在图符上选择所需的点位类型。不同的实体具有特定的点位类型，比如电缆起点、终点、转弯点、分支点等。自动带出点位编号，也可以编辑修改。通过准确选择点位，为后续的数据管理和分析提供更多的信息参考。（2）根据实际需求，在对应的图符上选择相应的点位类型，点位类型选好，不可编辑。（3）在现场进行实际测量时，外业人员使用 GPS设备获取当前位置的经纬度坐标。在系统中选择对应的图符和点位类型并输入 GPS 坐标信息，通过连接功能将 GPS 坐标与图纸上的对应点位进行关联。上一连接点，上一连接点自动带出，可编辑。这样的操作可以有效保证实际位置与 CAD 图纸上的位置一致性，为后续的施工、检修和维护工作提供准确的位置信息。（4）通过添加属性信息进一步细化每个点位的特征，点位属性描述，可备注该点位的详细信息，如47金翟甲在此对接，型号 2316(3M)防爆*1，48 金翟乙在此对接，型号 2316(3M)防爆*1。（5）照片上传，上传所对应孔位的照片内容，有利于实时收集。通过充分利用新建点位功能，使电力工程项目的位置定位和数据管理任务变得更加简便和高效。2.3 电子草图预览与自动生成 2.3.1 草图预览 当 GNSS 系统记录下一个点位，可以预览单个点位在图纸上的位置，可以选择矢量图和百度地图底图。矢量图展示大致趋势走向，百度地图展示附近参照物。点击具体的点位展示详情有卡片展开信息。当 GNSS 系统记录下的点位可以围合成一个密闭图形，如电站、工井。当 GNSS 记录下点位是一长串的点连接成线，可以展示大概电缆趋势。2.3.2 草图自动生成 根据GNSS系统记录下的点位信息以及相应的点位属性智能生成相应的电子草图，可以直观看到电力工程的布局和走向。对于被记录为围合的点位，如电站和工井等实体，通过连接各个点位生成一个完整的闭合图形，并在图纸上呈现出来。这样的草图展示能够帮助工作人员快速了解电站或工井的空间位置和布局，便于后续的规划、施工和维护工作。对于以线段形式记录的点位，如电缆趋势，系统可以根据这些点位自动生成电缆的大致走向。通过连接各个点位，系统可以生成一条电缆线路，并在图纸上进行展示。这样的草图展示有助于用户理清电缆的敷设路径，并在规划和设计过程中提供参考。通过草图自动生成功能可以根据点位数据智能地生成相应的电子草图，展示实体的布局和走向。这样的功能不仅提高了工作效率，还有效地辅助了规划、施工和维护工作。2.4 数据接收&坐标数据关联任务单 2.4.1 数据传输 数据传输的有效性关乎整体系统的运行效果4。国产全站仪数据传输是到电脑端，自动解析，将 CVS 格式的文件转换成 TXT 文档。目前数据传输方式是在外业接口，将 APP 端生成的 JSON 文件和 TXT 文件进行匹配，匹配成功的 JSON 文件导入 CAD，在 CAD 里快速成图，同时外业管控系统会同步导出表单。目前的解决方案暂且不是最优解，全站仪自动接入，实行实时对接，不对应的点可以手动匹配。关联任务单可以通过已经输入的信息生成，例如工程名称、电缆铭牌；一些需要计算的信息例如电缆线路长度后台生成，电缆段根据电缆的中间接头判断，例如某根电缆有两个中间接头，一个供电终端，一个受电终端，则该电缆有三个电缆段。2.4.2 坐标数据关联任务单 根据已输入的工程名称和电缆铭牌等信息，自动生成任务单。这个任务单可以包括各个点位的具体位置、属性信息以及相关的操作指导。例如，对于电缆铭牌为“ABC123”的电缆，系统可以创建一个任务单，列出该电缆的起点、终点以及经过的所有点位，并注明相应的属性信息。这样的任务单充分利用了输入的相关信息，方便相关工作人员查阅和操作。在实际操作中，可能会遇到一些坐标数据与任务单中的点位不对应的情况。为了解决这个问题，工作人员可以通过手动匹配功能将相应的坐标和点位进行关联，并在内业处理平台中标注正确的坐标，使其与任务单中的点中国科技期刊数据库 工业 A-80-位对应，从而确保数据的准确性和一致性。3 实施效果 通过对新增图符、新增点位、点位排序、草图预览、图符库这五个功能，涵盖了整个外业工作的环节流程，实现测绘打点的流程规范化，成图的便捷化。新增图符将整个测绘实体图符化，定义图符增加流程也更加便捷：通过对点位设置选择点位属性，继续上一次点位信息快速将点位信息匹配给下个点位，方便用户快速编辑，在打点同时提高了点位记录效率，确保记录信息的规范化，避免信息重复艮余。草图预览能够准确观察整个电缆趋势走向,提供准确的位置和详细的电缆信息通过清晰的了解电缆路径、周边建筑、同路径电缆等情况，能够快速精准地开展检修、抢修工作。智能测绘采集成图系统通过将传统的手绘测绘方式转变为数字化测绘，极大地提高了测绘的效率和精确度。在过去，相关工作人员需要花费大量的时间和精力在纸质图纸上进行绘制和标注。而现在，引入智能测绘采集成图系统极大提高了电缆测绘的效率，并加强了内外业之间的良好工作，推动了电力工程测绘行业向无纸化和数字化办公的转型。通过该系统，不仅外业人员可以实时将测量数据传送到系统，在后台进行自动解析和关联，生成电子图纸，内业人员也可以及时查看和审核这些图纸，并进行相应的任务安排和操作指导。这样的协同工作模式大大减少了沟通和信息传递的误差。不仅优化了图纸台账以及记录数据的标准化，而且促进了测绘工作向规范化、系统化的方向发展。同时，通过数字化测绘系统，所有的数据和图纸都可以以电子形式进行存储和管理，减少了纸质文件的使用，降低了环境负荷，并且方便了数据的查询和共享。随着科技的不断进步，智能测绘采集成图系统将继续推动电力工程测绘工作向规范化、系统化的方向发展。参考文献 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