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全息展示平台的设计案例分析_段美前.pdf
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全息 展示 平台 设计 案例 分析 段美前
14 电子技术 第 52 卷 第 6 期(总第 559 期)2023 年 6 月Electronics 电子学通行和联动。2 全息展示系统的设计(1)建立可视化载体。运用人工建模、机器建模等技术构建数字化的虚拟电厂,展示电厂环境、地理位置、结构、设备、厂房及各个功能区域,为电厂全息展示平台提供可视化载体支撑。(2)构建数字孪生电厂。在虚拟电厂中接入电厂主要业务数据和机组核心设备重要数据信息,形成数字孪生电厂,可视化展示电厂和关键设备重要信息,实现对厂区设备、运行、安全等全面监控和有序管理。(3)建立智能化的告警信息服务。统一电厂各中心各系统的告警协议,实现告警信息集中展示,在数字孪生电厂中实现告警事件快速定位,联动搜索周边摄像、人员、应急物资等资源,告警处置快速启动及过程状态跟踪,历史告警信息查询等功能。(4)归一多系统登录主入口。实现多系统用户登录信息的统一认证管理,为用户提供一个统一、便捷的多系统工作平台,用户可一键单点登录到各系统,实现多系统主入口功能。3 水电厂全息展示平台的应用水电厂环境区域较广,一般包括营地、河流、库区、大坝、公路、桥梁、厂房、集控楼、主变区域、油罐区域、GIS室等,其中,大坝和发电厂房是最主要的功能区域。水电厂设备包括水轮发电机、输电设备、消防设备、机柜组等,其中,0 引言近年来,随着国家智慧电厂工程的推进和落地,互联网+、虚拟现实技术、遥感技术、视频监控、大数据等技术被运用到电力生产领域,将电厂从数字化推进到智慧化阶段,对电厂的安全、经济、高效、环保运行起到举足轻重的作用。但随着各个系统陆续投入使用,电厂用户需要线上关注的数据种类和处理的业务也越来越多,需要访问的系统入口也在不断增加,无形中给用户增加了不必要的负担。再者,当前各业务系统专业性较强,要素较单一,不同类型数据散落在不同的系统中,导致虽然数据种类多、体量大,但缺乏关联性、层次感、立体感和感知能力,无法发挥数据对智慧电厂的创新驱动潜能。因此,水电厂迫切需要建设一个平台,作为电厂众多系统的主入口和工作平台,打通系统壁垒和数据通道,同时借助智能技术构建数字孪生电厂,在虚拟环境中对水电厂进行全要素、全方位展示。1 水电厂全息展示平台的特点水电厂全息展示平台是水电厂全要素、全方位展示平台。它以数字化虚拟电厂作为可视化载体,接入水电厂各业务系统的主要数据,形成数字孪生电厂,对水电厂关键功能区域、核心设备进行全要素、全方位展示,同时联通水电厂各业务系统的用户权限,打破系统边界壁垒,与其他系统间无障碍作者简介:段美前,重庆大唐国际彭水水电开发有限公司;研究方向:信息系统设计。收稿日期:2023-02-08;修回日期:2023-06-12。摘要:阐述全息展示平台的特点和设计,以数字化虚拟电厂作为可视化载体,接入水电厂各业务系统的主要数据,形成数字孪生电厂,对水电厂关键功能区域、核心设备进行全要素、全方位展示。关键词:全息展示,数字孪生,虚拟电厂。中图分类号:TP274文章编号:1000-0755(2023)06-0014-02文献引用格式:段美前.全息展示平台的设计案例分析J.电子技术,2023,52(06):14-15.全息展示平台的设计案例分析段美前(重庆大唐国际彭水水电开发有限公司,重庆 409600)Abstract This paper describes the characteristics and design of the holographic display platform,takes the digital virtual power plant as the visualization carrier,accesses the main data of each business system of the hydropower plant,forms a digital twin power plant,and displays the key functional areas and core equipment of the hydropower plant in all aspects.Index Terms holographic display,digital twins,virtual power plant.Case Study on the Design of Holographic Display PlatformDUAN Meiqian(Chongqing Datang International Pengshui Hydropower Development Co.,Ltd.,Chongqing 409600,China.)电子技术 第 52 卷 第 6 期(总第 559 期)2023 年 6 月 15Electronics 电子学水轮发电机是水电厂最核心的设备。从经济效益方面考虑,建设水电厂全息展示平台时,可优先以大坝、厂房和水轮发电机作为建设重点。(1)电厂全息展示。立足于整个水电厂的业务场景和需求,总览全局,展示整个电厂的环境、业务情况和运营数据汇总结果。以数、图、表相结合的方式展示电厂的发电情况、厂用电情况、耗水率、水情信息、安全管控情况和各类告警统计。默认以鸟瞰形式展现电厂环境的三维场景,三维场景上直观展示建筑物的名字、主要场景的方位和方向,场景浏览支持旋转、平移、缩放、视角复位等功能,电厂场景和大坝场景、厂房场景、水轮发电机组场景之间可快速切换。(2)大坝全息展示。大坝全息板块展示大坝环境、基本信息、监测信息、水情水调信息、视频监控数量及工况信息、应急物资信息、车辆信息、告警信息、地灾风险等。支持在数字电厂模型中定位标记出主要设备的安装位置、测点位置、水情水调摆点位置、视频监控安装位置、应急物资摆放位置、告警发生位置、地灾风险区域及风险路段,在3D控件中展示24h降雨量、水库水位、尾水水位、入库流量、出库流量、弃水流量等水情数据,动画特效模拟库区水面、冷却水和渗漏水的流动情况。该模块具备快速定位大坝告警位置及联动功能,即当告警信息产生时,可快速定位报警位置,联动查看告警位置附近的视频监控、人员、消防物资、应急物资等,支持单个摄像头实时视频调取、控制,多摄像头视频墙查看,在线掌控现场情况,为远程指挥提供辅助支撑。(3)厂房全息展示。厂房全息模块通过三维场景还原发电厂房的楼层结构、各楼层内部主要布局、道路、机组设备、设备盘柜空间位置及外观、监控摄像头空间布局等,现场所见即模型所现,支持对现场作业人员运动轨迹展示,两票数据统计和人员违章告警、设备安全告警、电子围栏、环境告警、应急物资等信息统计和展示。模型默认显示厂房整体结构,可点击某个楼层具体查看该楼层的内部结构、设备、监控摄像头空间分布、应急物资分布、现场人员、两票信息、厂房告警信息等。该模块同样具备快速定位告警位置及联动功能,即当告警信息产生时,可快速定位报警位置,联动查看告警位置附近的视频监控、人员、消防物资、应急物资等,支持单个摄像头实时视频调取、控制,多摄像头视频墙查看,在线掌控现场情况,为远程指挥提供辅助支撑。(4)设备全息展示。设备全息板块实现机组核心设备的爆炸图可视化展示,能对爆炸图部件进行独立查看和部件数据展示、查询,实现对水轮发电机组的主要结构、部位、名称的显示和关闭,同时将机组设备的关键运行数据、劣化预警信息、缺陷信息、故障预测等重要监测指标数据绑定到机组相应部件上,实时监测设备运行情况,定位机组异常部位和显示异常信息。4 全息技术的创新实践构建数字孪生电厂。数字孪生这一概念最早出现在2003年,由GRIEVES1在美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程中提出。参考文献2将数字孪生定义为一种具有实时同步、忠实映射特性,能够实现物理世界与信息世界交互、融合的技术手段3。在不改变原有真实电厂的情况下,运用智能技术在虚拟的计算机系统中,克隆出与之相对应的数字孪生电厂。数字孪生电厂可直观还原真实电厂环境、结构、厂房及各个功能区域、设备及关键部件,用户可以不到现场,通过远程在虚拟世界中即可直观看到和真实现场的即时映射。在此基础上,用户还可进行创新性尝试,提前知道现实世界中是否可行,这将大大减少试错的成本,并且可以不断调优,使得决策更加符合实际。全要素全方位展示。打通水电厂各个业务系统的数据壁垒,从各类独立业务系统接入水电厂关注的重要数据信息,借助虚拟电厂载体,全方位展示设备运行数据、生产数据、大坝监测数据、地灾区域监测数据、安全管控数据、人员数据等,并实现数据与场景的关联以及数据和设备部件的关联,并通过对象与数据之间的关联关系,打破原有信息壁垒,构建多维度的统一运营窗口。创建多系统工作平台。信息孤岛的本质是系统孤岛。全息展示平台通过梳理,保证用户与其他业务系统中身份的一致性和有效性,实现用户一次登录,到处有效,不但可以大大减轻用户记忆多个系统访问地址、用户名和密码的压力,还可以通过数据汇集、多维展示、建立交互等手段,提升系统操作的快捷度以及获取信息的高效性。5 结语通过建设水电全息展示平台3,打通系统边界壁垒,发挥多维数据潜能,全面、及时、精确、生动地展示电厂面貌、结构和信息,达到归一多系统工作平台、智能报警、少人值守、高效可靠的目标,辅助提升电厂管控力度,降本增效,有助于提高企业管理水平和核心竞争力。参考文献1 任川,陈磊.建立在智能工厂基础上的企业数字孪生体J.中国石油和化工标准与质量,2018,38(21):127-128.2 屠学伟,郑亚锋.智慧电厂建设探讨J.自动化博览,2019(01):29-31.3 范海东.基于数字孪生的智能电厂体系架构及系统部署研究J.智能科学与技术学报,2019,1(03):241-248.

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