[发明专利]电力计量设备检测系统三维实时仿真与数据可视化方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力计量设备检测系统中生产调度仿真监控与数据分析方法，具体设计的是一种电力计量设备检测系统三维实时仿真与数据可视化方法。

背景技术

随着智能电网的全面建设与升级，信息技术在生产管理中扮演着越来越重要的角色。其中三维仿真与数据分析是其中的重要技术手段之一。但是目前的三维仿真技术更多的用于模拟训练和培训等用途，在实时仿真应用方面没有突破和创新。另一方面，生产调度监控领域需要掌握的生产检定线的运行状况和生产数据，却只能用二维平面图来示意性的表示，和生产现场状况相距甚远。

1、生产调度监控手段现状；

（1）采用与各生产设备配套的生产调度软件，在普通台式计算机上进行生产调度操作，一般通过二维平面图来进行简单的生产线状态示意。由于一般的生产调度软件基于常规的windows应用软件理念进行开发，不会考虑到信息展示的形象化和友好化。而且对于生产数据的掌握，还需要打开其它的生产管理系统软件进行配合浏览，才能对生产现场调度和生产数据情况有个初步的掌握。

（2）采用视频监控了解生产现场的现场状况。除了通过生产调度软件系统掌握生产现场调度和生产数据情况，对现场生产情况的直观了解也是必须的，包括流水线的运行情况、AGV、机械手的动作情况等等。

上述两种生产信息的掌控都是必须的，但没有形成一种全面有效的整合方式，各个系统相对独立，给生产调度监控带来不便。

三维仿真技术现在越来越多的应用到工业生产中，是一种新颖的信息呈现技术手段。那么在电力行业三维仿真技术的应用是个什么状况。

2、三维仿真技术应用现状；

在实际工作生产中，目前针对用三维仿真技术的应用大致可以分为如下几个方面：

（1）用于操作培训仿真的应用

将三维仿真技术用于模拟操作培训，是目前电力行业最普遍的三维仿真技术应用方式，比较典型的是电网调度员培训仿真（DTS）系统。DTS系统采用软件或结合硬件模拟设备的方式，围绕日常工作进行设计。比如：现场设备的操作培训（开关的倒闸操作、互感器投切、变压器有载调压开关操作、档位调节等）；仿真误操作的严重后果，减少学员实际操作过程中的误操作率；变电站典型事故的处理等等。

（2）用于对生产模式、流程方案进行预先仿真验证

这类三维仿真技术的应用，其目的是能使决策者轻易地在计算机中建构及监控工业的分散式流程。

比如在流水线方案设计过程中，能够帮助工程师，经理和决策者形象化地在动态三维虚拟现实环境中检测新提议的操作，流程或是系统。在方案设计之初进行预先三维仿真模拟验证，对于那些可能出现崩溃，发生中断或是产生瓶颈的复杂流水线系统是必不可少的。通过预先创建系统模型，可以考察各种假设的场景，同时不会产生改变实际系统时所面临的中断，成本和风险。

从上面的应用方式可以看出，目前三维仿真技术在电力系统的应用，主要还是集中在线下的模拟操作培训，或者是生产项目建设前的方案仿真验证中，尚没有在生产调度监控领域提供有效的三维信息化技术手段。

综上所述，本发明在现有学术研究、实际工作的基础上，为达到对现有生产监控提出更加有效的信息整合与监控手段的目的，对现有工作进行了大量整理、总结、提炼、系统化等工作，首次提出了采用三维实时仿真技术对生产现场进行现场状况与数据整合的完善方法，这是在电力生产调度监控领域前所未有的。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是提供一种电力计量设备检测系统三维实时仿真与数据可视化方法，解决了传统生产调度软件与现场视频监控，不能在一个系统平台上对生产调度与现场状况进行整合掌控的矛盾。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

电力计量设备检测系统三维实时仿真与数据可视化方法，其方法步骤如下：

（1）生产对象、载具以及生产设备三维模拟步骤；采用三维建模技术对生产对象、生产载具以及生产设备进行柔性化的三维数字建模；

（2）数据整合与驱动步骤；为了保证三维仿真的实时性，用于三维场景驱动的数据均来自于生产设备厂家的实时数据库，在采用Virtools三维仿真系统中进行由实时数据驱动的三维仿真对象系统程序开发，即三维仿真模块，所述实时数据驱动包含两种数据驱动模式：

一种是将生产数据整合在生产对象模型中以及生产载具中；

第二种是由获取的实时数据对生产对象、载具和生产设备进行位置、状态、动作和行为的模拟；

（3）场景整合与数据联动步骤；