3D 技術(shù)在電源系統(tǒng)全景智能檢測中的應(yīng)用

張可可 陳玉權(quán) 張 欣

（1.徐州供電公司，江蘇 徐州221005；2.江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇 南京211102）

0 引言

隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，信息化程度不斷提高，智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化管理成為必然趨勢。為提高整個電源系統(tǒng)維護(hù)和管理的安全性，就需要建立一套“可視化、智能化”的檢測系統(tǒng)，對電源系統(tǒng)的高效管理和安全運營提供有力保證［1］。

利用3D 技術(shù)將傳統(tǒng)的平面監(jiān)控轉(zhuǎn)化為具有高度現(xiàn)場感的立體監(jiān)控，通過多角度、全方位地展示，讓運維人員能夠身臨其境地查看整個大樓的全景視圖，清晰掌握電源系統(tǒng)中各類設(shè)備的運行狀態(tài)、實時數(shù)據(jù)信息、告警信息，大大提高了檢測系統(tǒng)的信息量，降低了信息查詢和瀏覽的難度，大幅度提升了管理水平和效率。

1 3D技術(shù)應(yīng)用分析

3D技術(shù)的核心是Away3D 引擎，具有開發(fā)快速、API清楚等優(yōu)點。同時由于Away3D 是基于Flash技術(shù)，鑒于Flash播放插件的高普及率，使用Away3D 開發(fā)的電源全景檢測系統(tǒng)可以在大部分電腦上直接運行，而不需要再安裝其他插件，改善了使用體驗。

在運行時，Away3D 通過Flash的stage3DAPI可以直接調(diào)用客戶機(jī)的DirectX、OpenGL等操作系統(tǒng)圖形接口實現(xiàn)圖形渲染，實現(xiàn)硬件加速，從而達(dá)到高效渲染三維場景、增強(qiáng)展示效果的作用［2］。

（1）模型庫：可以采用標(biāo)準(zhǔn)建模工具單獨建模，如3DMax，作為3D 構(gòu)建平臺的組件使用。3D 模型庫是構(gòu)建平臺的基礎(chǔ)庫之一，保存場景中所有的對象模型，并實現(xiàn)模型對象化。

（2）產(chǎn)品庫：3D 構(gòu)建的生成物。以3D 模型為基礎(chǔ)，結(jié)合行為方式定義，在場景中創(chuàng)建具體對象，共同描述或定義一個業(yè)務(wù)場景，可以在場景中定義事件和具體對象的行為動作方式，通過與具體設(shè)備資源產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，作為系統(tǒng)運行的一部分進(jìn)行發(fā)布，在3D 引擎支撐下提供場景服務(wù)。

（3）構(gòu)建平臺：構(gòu)建平臺是3D 建模平臺的核心部分，用來構(gòu)建業(yè)務(wù)場景，定義場景中的事件、角色、路徑、特性等。從模型庫中選取模型，定義業(yè)務(wù)場景，并結(jié)合模型行為組織打包成可以發(fā)布在引擎環(huán)境中的場景產(chǎn)品，保存到產(chǎn)品庫中使用。

（4）瀏覽插件：使用Flash瀏覽器插件，能夠把構(gòu)建并保存在產(chǎn)品庫中的場景加載到瀏覽器中展現(xiàn)，支持Web事件響應(yīng)、Web資源訪問。

（5）接口服務(wù)：封裝可提供Web訪問的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口，使得3D 引擎能夠響應(yīng)Web調(diào)用，如實時數(shù)據(jù)展示、告警定位等。封裝3D 場景中訪問Web 資源的接口，支持動態(tài)加載和訪問Web資源，如Action、Servlet等。

在3D 技術(shù)應(yīng)用于電源系統(tǒng)檢測時，我們可以簡化具體的細(xì)節(jié)部分，轉(zhuǎn)化為更容易理解的4種結(jié)構(gòu)——3D 模型庫、3D 編輯器、3D控件、3D電源檢測。

2 3D 技術(shù)實際應(yīng)用

2.1 3D 技術(shù)在電源系統(tǒng)全景智能檢測中的作用

電源系統(tǒng)智能檢測主要是對機(jī)房內(nèi)的電源設(shè)備（如UPS電源、配電表、智能開關(guān)等）的運行狀態(tài)以及設(shè)備運行數(shù)據(jù)、設(shè)備告警信息進(jìn)行有效監(jiān)控，傳統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)采用表格方式、平面圖方式或是視頻技術(shù)方式進(jìn)行監(jiān)控。使用表格雖然可以準(zhǔn)確地展示各個設(shè)備的采集數(shù)據(jù)和告警信息，但由于缺乏位置感和空間感信息，不便于檢測定位。而整個電源系統(tǒng)設(shè)備種類繁多、類型復(fù)雜，往往會跨越多個樓層，散布各處，如果使用多個平面圖展示，不僅缺乏空間感，也不能一目了然。視頻技術(shù)受發(fā)展的局限，只能進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)視，不能及時了解設(shè)備實時運行數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)，事件的確認(rèn)非常困難，無形中降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

使用3D 技術(shù)可以通過對整個電源系統(tǒng)環(huán)境的全景模擬，實現(xiàn)對設(shè)備的全面監(jiān)控和管理，做到系統(tǒng)全景可視化，達(dá)到設(shè)備實時監(jiān)測、實時告警、故障精準(zhǔn)定位的目的。

2.2 3D 技術(shù)在電源系統(tǒng)全景智能檢測中的應(yīng)用

通過3D 編輯器對大樓及電源設(shè)備進(jìn)行建模，并與實體設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射，將系統(tǒng)模型統(tǒng)一結(jié)構(gòu)進(jìn)行保存。再通過3D可視化檢測界面將設(shè)備模型與采集設(shè)備實時數(shù)據(jù)匹配進(jìn)行展示，運維人員即可根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)實現(xiàn)告警故障定位，這樣就建立了一個動態(tài)的電源系統(tǒng)可視化監(jiān)控引擎，實現(xiàn)整個電源系統(tǒng)多角度、全方位的實時數(shù)據(jù)展示、告警定位、智能檢測。具體架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 電源系統(tǒng)全景智能檢測架構(gòu)圖

2.2.1 3D 建 模

通過技術(shù)手段對場景內(nèi)一切物理存在的對象進(jìn)行數(shù)據(jù)建模（地板、墻面、設(shè)備、線纜等），以3D 方式生成并形成模型資源庫，供場景建模時使用。同時采用3D 可視化技術(shù)對整個大樓場景進(jìn)行建模，這也被稱為虛擬仿真。

2.2.2 模型與設(shè)備關(guān)聯(lián)

通過建立的電源設(shè)備模型與實體設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將設(shè)備屬性綁定在模型中，在3D 機(jī)房場景展示中可以依據(jù)綁定設(shè)備信息實時查詢設(shè)備信息及實時數(shù)據(jù)、告警狀態(tài)。

2.2.3 3D 電源系統(tǒng)可視化展示

利用3D 可視化技術(shù)對整棟大樓內(nèi)部進(jìn)行不同視覺角度的全景展示，擴(kuò)展了時空廣度和監(jiān)控粒度，輔以形象的視覺效果，對各樓層的任何設(shè)備實時數(shù)據(jù)信息、告警信息利用可視化技術(shù)進(jìn)行表達(dá)（圖2）。

圖2 效果圖實例

當(dāng)有告警產(chǎn)生時，能夠通過3D 技術(shù)準(zhǔn)確分析定位當(dāng)前告警的具體告警源及位置信息，為第一時間處理告警提供有力依據(jù)。

3 結(jié)語

采用3D 技術(shù)可以為電源系統(tǒng)的智能檢測建立可視化平臺，利用這個平臺來表達(dá)及展示整個電源系統(tǒng)的一切內(nèi)容信息，通過具體實時數(shù)據(jù)了解設(shè)備運行工況，解決了目前電源檢測系統(tǒng)中的諸多問題，提高了管理效率及安全性。3D 技術(shù)將帶來比現(xiàn)實世界更豐富的內(nèi)容，讓人們突破感官的限制，以簡單快捷的視覺形態(tài)來體驗電源系統(tǒng)的智能檢測。

［1］于洪珍，徐立中，王慧斌.監(jiān)測監(jiān)控信息融合技術(shù)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2011.

［2］Kaitila C.Adobe Flash 11Stage3D（Molehill）游戲編程初學(xué)者指南［M］.布凡，譯.北京：科學(xué)出版社，2013.