[發明專利]電力計量設備檢測系統三維實時仿真與數據可視化方法

有效

• 申請號: 201410077894.4
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103941658B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 高春雷;李天陽;安泰;龍孔操;丁希辰;張良;李建方;魏磊;杜蜀薇;彭楚寧;杜新剛;葛得輝;徐石明;劉愛華;葉劍斌
• 申請（專利權）人: 南京南瑞集團公司;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;汪慶朋

技術領域

本發明涉及的是一種電力計量設備檢測系統中生產調度仿真監控與數據分析方法，具體設計的是一種電力計量設備檢測系統三維實時仿真與數據可視化方法。

背景技術

隨著智能電網的全面建設與升級，信息技術在生產管理中扮演著越來越重要的角色。其中三維仿真與數據分析是其中的重要技術手段之一。但是目前的三維仿真技術更多的用于模擬訓練和培訓等用途，在實時仿真應用方面沒有突破和創新。另一方面，生產調度監控領域需要掌握的生產檢定線的運行狀況和生產數據，卻只能用二維平面圖來示意性的表示，和生產現場狀況相距甚遠。

1、生產調度監控手段現狀；

（1）采用與各生產設備配套的生產調度軟件，在普通臺式計算機上進行生產調度操作，一般通過二維平面圖來進行簡單的生產線狀態示意。由于一般的生產調度軟件基于常規的windows應用軟件理念進行開發，不會考慮到信息展示的形象化和友好化。而且對于生產數據的掌握，還需要打開其它的生產管理系統軟件進行配合瀏覽，才能對生產現場調度和生產數據情況有個初步的掌握。

（2）采用視頻監控了解生產現場的現場狀況。除了通過生產調度軟件系統掌握生產現場調度和生產數據情況，對現場生產情況的直觀了解也是必須的，包括流水線的運行情況、AGV、機械手的動作情況等等。

上述兩種生產信息的掌控都是必須的，但沒有形成一種全面有效的整合方式，各個系統相對獨立，給生產調度監控帶來不便。

三維仿真技術現在越來越多的應用到工業生產中，是一種新穎的信息呈現技術手段。那么在電力行業三維仿真技術的應用是個什么狀況。

2、三維仿真技術應用現狀；

在實際工作生產中，目前針對用三維仿真技術的應用大致可以分為如下幾個方面：

（1）用于操作培訓仿真的應用

將三維仿真技術用于模擬操作培訓，是目前電力行業最普遍的三維仿真技術應用方式，比較典型的是電網調度員培訓仿真（DTS）系統。DTS系統采用軟件或結合硬件模擬設備的方式，圍繞日常工作進行設計。比如：現場設備的操作培訓（開關的倒閘操作、互感器投切、變壓器有載調壓開關操作、檔位調節等）；仿真誤操作的嚴重后果，減少學員實際操作過程中的誤操作率；變電站典型事故的處理等等。

（2）用于對生產模式、流程方案進行預先仿真驗證

這類三維仿真技術的應用，其目的是能使決策者輕易地在計算機中建構及監控工業的分散式流程。

比如在流水線方案設計過程中，能夠幫助工程師，經理和決策者形象化地在動態三維虛擬現實環境中檢測新提議的操作，流程或是系統。在方案設計之初進行預先三維仿真模擬驗證，對于那些可能出現崩潰，發生中斷或是產生瓶頸的復雜流水線系統是必不可少的。通過預先創建系統模型，可以考察各種假設的場景，同時不會產生改變實際系統時所面臨的中斷，成本和風險。

從上面的應用方式可以看出，目前三維仿真技術在電力系統的應用，主要還是集中在線下的模擬操作培訓，或者是生產項目建設前的方案仿真驗證中，尚沒有在生產調度監控領域提供有效的三維信息化技術手段。

綜上所述，本發明在現有學術研究、實際工作的基礎上，為達到對現有生產監控提出更加有效的信息整合與監控手段的目的，對現有工作進行了大量整理、總結、提煉、系統化等工作，首次提出了采用三維實時仿真技術對生產現場進行現場狀況與數據整合的完善方法，這是在電力生產調度監控領域前所未有的。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明目的是提供一種電力計量設備檢測系統三維實時仿真與數據可視化方法，解決了傳統生產調度軟件與現場視頻監控，不能在一個系統平臺上對生產調度與現場狀況進行整合掌控的矛盾。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

電力計量設備檢測系統三維實時仿真與數據可視化方法，其方法步驟如下：

（1）生產對象、載具以及生產設備三維模擬步驟；采用三維建模技術對生產對象、生產載具以及生產設備進行柔性化的三維數字建模；

（2）數據整合與驅動步驟；為了保證三維仿真的實時性，用于三維場景驅動的數據均來自于生產設備廠家的實時數據庫，在采用Virtools三維仿真系統中進行由實時數據驅動的三維仿真對象系統程序開發，即三維仿真模塊，所述實時數據驅動包含兩種數據驅動模式：

一種是將生產數據整合在生產對象模型中以及生產載具中；

第二種是由獲取的實時數據對生產對象、載具和生產設備進行位置、狀態、動作和行為的模擬；

（3）場景整合與數據聯動步驟；