用于配电网设备信息三维仿真可视化管理系统创建方法与流程

本发明涉及配电网管理技术，主要涉及用于配电网设备信息三维仿真可视化管理系统创建方法。

背景技术：

在配电网设备管理作业中中，对户外配电网设备的运行状况分析、设备检查、故障处理、风险分析是重要内容。人工现场巡视与勘察等是目前采取最为广泛的方法。使用人工现场巡视与勘察，主要有以下几个缺点：第一，使用人工现场巡视与勘察，费时费力，且网络分布地形可能复杂，导致有摔伤、交通事故、触电等各种较大安全风险。第二，现场环境不明，常常现场距离办公场所有较长距离。处理各种缺陷时，各类抢修设备、备品备件无法精确准备，常出现反复浪费时间在路途的情况，浪费物资、时间和成本；第三，配电网络复杂，要确定各种停电范围和保障检修安全，学习时间和成本要求极高。第四、传统配电网络平面图不能准确的反映配电网络的地形地貌，会极大的影响配电网络优化的准确性。

技术实现要素：

本发明目的是提供用于配电网设备信息三维仿真可视化管理系统创建方法。

为了克服上述缺点，有针对性的发明了一种配电网设备信息三维仿真可视化管理系统创建方法。此配电网设备信息三维仿真可视化管理系统创建方法不仅可以更优秀的达到配电网络管理效果，还能显著提升人工现场巡视、勘察与缺陷处理效率，降低安全隐患，节约人力成本，提高配电网的供电可靠性。并且此配电网设备信息三维仿真可视化管理系统具有较强实用性，能通过组合使用、优化升级、定制开发方式深化应用，极大方便设备管理、设计规划管理、工程管理。因此，将其应用到配电网管理中去具有十分重要的意义。

用于配电网设备信息三维仿真可视化管理系统创建方法，包括以下步骤：

步骤s1、利用公开或购买的配电网区域地形数据，生成动态实时三维地图；

步骤s2、从配电网设备实时管理信息系统中获得每个配电网设备坐标信息，利用配电网设备坐标信息在动态实时三维地图中的对应坐标处创建配电网设备按钮模型，从而生成含有所有配电网设备按钮模型的配电网区域地形展示动态实时三维地图；

步骤s3、在配电网设备所在位置实时生成具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面，创建每一个配电网设备按钮模型与对应配电网设备所在位置的三维仿真地形界面的对应关系，通过配电网设备实时管理信息系统获得每个配电网设备的设备信息、管理人员信息、设备操作历史信息，在对应配电网设备所在位置的三维仿真地形界面中创建每个配电网设备的设备信息、管理人员信息、设备操作历史信息的显示界面。

还包括步骤s4，

步骤s4、在配电网设备所在位置实时生成具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面，创建每一个配电网设备按钮模型与对应配电网设备所在位置的三维仿真地形界面的对应关系，通过配电网设备实时管理信息系统获得每个配电网设备的设备运行信息，在对应配电网设备所在位置的三维仿真地形界面中创建每个配电网设备的设备运行信息的显示界面。

所述设备运行信息包括监控数据、设备数据、数据统计分析，监控数据为：当前配电网设备对应的至少1个摄像机的实时监控画面，所述设备数据为：当前配电网设备的设备主要基础信息，所述统计数据分析为：设备操作历史数据统计。

在配电网设备所在位置实时生成具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面的具体为：

对动态实时三维地图进行地理自然环境优化处理，实时生成高度匹配的三维空间，在地理环境区域内根据相应坐标放置配电网设备真实模型。

生成具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面时，还创建有特殊角度的视角界面图，所述特殊角度的视角界面图包括高空观察角度的视角界面和第一人称观察角度的视角界面，所述高空观察角度的视角界面是以鸟瞰视角锁定具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面，所述第一人称观察角度的视角界面是以第一人称视角锁定具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面。

所述配电网设备为杆塔或/和变压器。

所述配电网设备为杆塔时，

配电网设备真实模型主要由杆塔本体真实模型、杆塔对应模拟开关设备模型、杆塔对应连接导线模型按照相应空间关系组合而成。

所述杆塔对应连接导线模型采用弧垂的计算及模拟和风吹导线的计算及模拟实时动态变化而形成的动态模型。

所述杆塔对应模拟开关设备模型采用算法计算电流路径和统计电流或电压通过设备、并模拟开闭操作的动态模型。

本发明的设计原理为：首先，利用公开或者购买的配电网区域地形数据，动态实时生成三维地图；利用坐标信息，达到三维地图与配电网设备实时管理信息系统的关联，将配电网的所有设备信息按照实际模型动态展示到三维地图上的配电网设备管理作业中；利用以上信息，既可以真实拟真配电网络的建设情况、周围环境情况，还可以模拟电流的流动及设备的开闭操作，完全反映配电网的真实环境的实时运行情况。

对于数据的展示，实现数据可视化，利用三维真实模型与三维地图的叠加以及可视化数据的叠加，对于可视化数据的叠加过程，其基于地理信息系统，实时生成配电网设备所在位置的三维仿真地形，实时适配当前配电网区域；实时反映配电网设备信息、配电网设备管理人员信息、配电网设备操作历史信息(配电网设备的设备信息、管理人员信息、设备操作历史信息)、配电网设备运行信息(监控数据、设备数据、数据统计分析)。达到对配电网设备信息的显示、图像数据的实时传输。

本发明还以锁定方式创建了2个特殊视角，即高空观察角度的视角界面和第一人称观察角度的视角界面。从而方便三维仿真可视化，可以拟真真实环境，其既可以从高空角度观察配电网络概况、信息、运行情况，还可通过第一人称角度观察整个网络及所在区域地形地貌。并且具有定制性和易优化的功能。

本发明创建配电网设备真实模型时，还配置有对应模拟开关设备模型，对应模拟开关设备模型能够模拟进行开闭操作，系统的数据统计分析根据开关设备的开闭状态，利用算法自动计算电流路径和统计电流通过设备，达到完整反映配电网络真实运行状态。

配电网设备配置有自然地理环境实时监控，通过组合使用监控摄像头、实时的现场图像数据结合拟真的运行环境和运行情况，方便对配电网设备的远程监控和管理，增强其实用性。

本发明三维仿真化配电网区域、配电网设备，从结构上整合传统数据，可视化配电网区域及配电网设备，提升管理效率、深化应用，方便配电网设备管理作业。解决目前配电网设备管理中使用人工检修的各种弊端，深化应用，极大方便设备信息管理作业。

通过上述方法构成的一种用于配电网设备信息三维仿真可视化管理系统：

首先对其可视化管理系统进行功能设计，明确配电网设备信息三维仿真可视化管理系统基本功能的同时，从结构上对其进行优化，包括设计系统结构、设计系统功能、设计易优化、定制应用等方面。

进一步，所述配电网设备信息三维仿真可视化管理系统基本功能是指对真实现场环境中所有的配电网设备进行立体化观察与信息实时反馈的作用，替代常用的人工巡视、勘察。因此，配电网设备信息三维仿真可视化管理系统使其具有良好的实用性。

进一步，所述配电网设备信息三维仿真可视化管理系统功能，即通过优化地理自然环境，实时生成高度匹配的三维空间结构，在地理环境区域内根据相应坐标放置配电网设备，使其与真实场景具有高度仿真性。

进一步，所述配电网设备信息三维仿真可视化管理系统功能，即通过优化配电网区域地理自然环境，设计配电网设备信息管理数据库，在配电网设备信息仿真可视化管理系统中提供前端数据接口接入后台数据库，在立体化配电网区域环境中可选择配电网设备进行环境与设备信息的模拟查看。

进一步，所述述配电网设备信息三维仿真可视化管理系统的深化应用方面，包括将其设备信息、后台数据管理设备信息进行整理，以方便适用更多应用场景。

进一步，所述述配电网设备信息三维仿真可视化管理系统的深化应用方面，包括根据配电网区域范围大小，调整区域环境、地理坐标，从而导入到其它配电网所的配电网范围应用中。

进一步，所述述配电网设备信息三维仿真可视化管理系统的深化应用方面，包括将多个管理系统组合使用，并且通过结构上的调整，将两个、三个或多个配电网所相连，便于管理，更多的适用到不同的地理位置的配电网区域。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：不仅可以更优秀的达到户外配电网设备信息巡视、勘察和缺陷处的效果，还可以查看配电网络的实际运行情况，也能非常直观的以三维视角观察设备所处环境，还能非常鲜明的提高设备管理作业效率，减少单项作业时间，降低安全隐患，节约人力成本。并且本发明具有较强实用性，能通过组合使用、优化升级、定制开发方式深化应用，极大方便设备管理。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为配电网设备信息三维仿真可视化管理系统三维仿真配电网区域地形展示主界面示意图。

图2为配电网设备信息三维仿真可视化管理系统第一人称下配电网设备自然地理环境示意图。

图3为配电网设备信息三维仿真可视化管理系统配电网设备远程数据信息反馈示意图。

图4为配电网设备信息三维仿真可视化管理系统配电网设备远程监控示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，

用于配电网设备信息三维仿真可视化管理系统创建方法，包括以下步骤：

步骤s1、利用公开或购买的配电网区域地形数据，生成动态实时三维地图；

步骤s2、从配电网设备实时管理信息系统中获得每个配电网设备坐标信息，利用配电网设备坐标信息在动态实时三维地图中的对应坐标处创建配电网设备按钮模型，从而生成含有所有配电网设备按钮模型的配电网区域地形展示动态实时三维地图(如图1所示)；

步骤s3、在配电网设备所在位置实时生成具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面，创建每一个配电网设备按钮模型与对应配电网设备所在位置的三维仿真地形界面的对应关系，通过配电网设备实时管理信息系统获得每个配电网设备的设备信息、管理人员信息、设备操作历史信息，在对应配电网设备所在位置的三维仿真地形界面中创建每个配电网设备的设备信息、管理人员信息、设备操作历史信息的显示界面(如图3所示)。

如图3所示，设备信息包括上联设备信息、所属线路信息、设备名称信息、电压值信息、设备简称信息、经度信息、纬度信息、海拔信息、定位方式信息、所述地市信息、运维单位信息、维护班组信息、运行编号信息、杆塔性质信息、杆塔材质信息、设备类型信息、杆高信息、基础形式信息、横担材质信息、是否农网信息、是否代维信息。设备管理人员信息包括：照片、单位、岗位、电话。

还包括步骤s4，

步骤s4、在配电网设备所在位置实时生成具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面，创建每一个配电网设备按钮模型与对应配电网设备所在位置的三维仿真地形界面的对应关系，通过配电网设备实时管理信息系统获得每个配电网设备的设备运行信息，在对应配电网设备所在位置的三维仿真地形界面中创建每个配电网设备的设备运行信息的显示界面(如图4所示)。

如图4所示，所述设备运行信息包括监控数据、设备数据、数据统计分析，监控数据为：当前配电网设备对应的至少1个摄像机的实时监控画面(如图4所示的摄像机一、摄像机二)，所述设备数据为：当前配电网设备的主要设备基础信息，所述统计数据分析为：设备操作历史数据统计。

如图4所示，所述监控数据包括摄像机一、摄像机二的实时画面数据、所述设备数据为主要设备基础信息；统计数据分析为当前配电网设备对应的电压或电流或功率在按年或按月统计的历史变化曲线。

在配电网设备所在位置实时生成具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面的具体为：

对动态实时三维地图进行地理自然环境优化处理，实时生成高度匹配的三维空间，在地理环境区域内根据相应坐标放置配电网设备真实模型。

生成具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面时，还创建有特殊角度的视角界面图，所述特殊角度的视角界面图包括高空观察角度的视角界面和第一人称观察角度的视角界面(如图2所示)，所述高空观察角度的视角界面是以鸟瞰视角锁定具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面，所述第一人称观察角度的视角界面是以第一人称视角锁定具有配电网设备真实模型的三维仿真地形界面。

所述配电网设备为杆塔或/和变压器。

所述配电网设备为杆塔时，

配电网设备真实模型主要由杆塔本体真实模型、杆塔对应模拟开关设备模型、杆塔对应连接导线模型按照相应空间关系组合而成。

所述杆塔对应连接导线模型采用弧垂的计算及模拟和风吹导线的计算及模拟实时动态变化而形成的动态模型。如图2所示，其中的杆塔对应连接导线模型采用弧垂的计算及模拟和风吹导线的计算及模拟。

所述杆塔对应模拟开关设备模型采用算法计算电流路径和统计电流或电压通过设备、并模拟开闭操作的动态模型。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。