
數字孿生的出現為處于高度安全風險之中的電力建設提供了新思路。
數字孿生變電站
“數字孿生變電站”這一概念,是基于大規模激光點云數據的基礎而來。采用激光傳感器建立變電站的空間點云結構,同時使用全景相機采集周邊環境的RGB信息,對物理變電站進行數字克隆,得到一個全覆蓋、高精度的數字孿生變電站。這個由無數點云構建的數字模型,涵蓋幾乎所有的信息,同時可接入各種傳感器進行動態監控。可想而知,這樣的模型體量將非常巨大,在存儲、加載、分享的時候將對系統帶來極大的壓力。
優立的核心三維數據管理技術正好解決了這一問題。實現大規模實景三維數據的秒級加載,并在其基礎上接入物聯網設備和多種數據源,實現三維實景中的電力規劃、數字決策、電力資產管理、安全管理的應用。
電力優化
模擬規劃
借助于優立的實景三維數據秒級加載技術,能夠快速加載出電力設備建設區域的實景三維模型,在實景模型之上,通過疊加BIM模型和其他人工建模三維數據,實現對整個電力設備覆蓋區域的模擬規劃和效果展示。優立三維引擎支持市場上主流的三維建模格式,并具有超越主流引擎的加載速度和運行效率,能夠更流暢實現交通規劃的模擬設計。
沿線可視分析
電力規劃中不需要到現場即可完成對現場各關鍵位置的可視情況分析,從而對現場勘察路徑進行優化和調整。例如,在模型上指定一個點為中心,發散出一個弧度范圍內的多條射線,確定中心點是否可以經過指定的線看到另一端的點,如果線條為綠色,即為可以看到,如果為紅色則表示看不到。通過這個功能可提升現場勘察人員工作效率,分析電力設施規劃對沿途的居民區建筑產生的可視影響。
全息規劃
全息沙盤通過融合投影、立體視覺成像等技術,可以讓用戶獲得場景或模型“浮現”于桌面之上的視覺體驗,通過三維實景模型和三維仿真內容,創造一個動態變化的全息沙盤。
全息沙盤以俯視的視角觀看場景,全息沙盤上所運行的軟件系統繼承了強大三維可視化處理能力,用戶可以通過全息沙盤對大規模電網三維數據進行實時動態瀏覽和管理,可在全息沙盤上進行電網可視化規劃和展示,除了具有極強的海量數據秒級加載能力外,支持物聯網數據的接入,實現動態數據的實時顯示。
數字決策
數據中央存儲
大規模三維模型的儲存、管理、分發一直受到硬件和網絡環境的制約,電力行業的三維數據種類多,體量大,以激光掃描數據為例,成千上萬公里的電網覆蓋區域激光數據往往達到PB級別,通過優立技術,可實現對這些三維數據的集中儲存,通過互聯網帶寬即可訪問這些數據,并按權限進行數據分發,實現數據安全和數據共享的雙重保護。
基于數據的協同決策
電力設施穿越線路較長,導致涵蓋沿線地物的三維數據量巨大,當針對項目進行施工、維護、和決策時,傳統使用圖片或者二維平面圖進行目標點標記和討論,容易出現信息傳遞偏差,若想在三維場景中進行直接標記則受限于軟硬件性能,優立技術完美解決這個問題,可實現在三維電網模型中自由移動飛行,記錄標記點,并將標記點協同分發到相對應的部門負責人,實現三維場景下的協同決策。
支持多終端查看數據
優立引擎除了支持桌面端系統外,還支持移動設備和網頁端瀏覽,可在網頁、平板電腦、手機等設備上直接瀏覽數據中心的大規模數據,提升決策效率。此外基于優立引擎開發的應用功能也可通過網頁端形式進行發布,以瀏覽器頁面的形式接入原有的電力應用系統生態中,實現數據共享和功能整合,同時優立開放的生態體系也使得未來更多的應用平臺將支持具備秒級加載屬性的uds模型格式,使整個實景三維數據的應用生態更豐富。
數據生命周期
傳統電力施工和維護過程中以紙質資料、圖片、視頻作為主要記錄數據,缺少更直觀的動態數據,通過優立引擎,能實現海量歷史三維數據的同時加載和比對,這些數據上記錄了電力設備從施工、運營、迭代整個生命周期中的三維數據信息,能通過多種設備查檔,查詢在不同時間點的狀態如何,有利于多部門查看和后期決策。
電力資產移交和管理
電力資產屬性可視化管理
通過實景三維采集技術,獲取電力設施沿線的高精度數字三維模型,依據業務實際需要,將模型進行單體化。單體化后的實體模型能夠關聯相關的管理需求,形成與業務實際對應的資產屬性實景三維可視化管理平臺。
在場景中可添加如電力塔、變壓器、刀閘等各種類型設備的標簽,通過點擊標簽可查看模型的詳細參數,能顯示設備相關監測數據的累計變化和速率變化曲線,可通過不同顏色標簽對設備狀態和預警信息進行提醒。
電力資產維護
數字資產在電力項目管理中發揮重要作用。借助優立引擎,可實現超大規模點云的加載和比對,三維實景可以支持電力資產周邊環境的變化和對比,如林木的生長變化,并作出管理預警。同時可根據多維數據預測林木生長規律,提前預測干預時間,可通過多期實景三維數據的比對和空間分析實現自動預警,并高亮顯示在場景中。
輔助巡線
通過優立引擎完成大規模點云或傾斜攝影模型的秒級加載,在其場景基礎之上,實現可視化遠程控制最近的自動無人機或機器人輔助巡檢,進行相關高危作業。同時場景中可接入監控設備,在對應的位置標注紅外攝像頭,點擊可查看對應攝像頭的視頻,讓維護人員大大提高效率。場景支持遠程,多用戶端協同運維,支持點云數據分段截取、測量,支持多類型終端設備的模型瀏覽和功能操作,并將維護方案和數字圖紙傳輸給施工及其他維護人員,提升團隊工作效率。
物聯網監測感知實景三維可視化
通過傳感器實現對于電力設備的實體監測,能實現涉及多個構件部位的多類型監測,三維可視化平臺能夠清楚標示具體監測點所在的位置,或者將探傷、電力巡檢中所發現的問題點在模型對應位置進行標記,便于不同層級和分工的用戶準確描述、分析、處理對應的管養維修工作。
設備遠程控制
將實景三維場景與物聯網控制接口和數據表單進行融合展示,當在三維場景內漫游的時候,在對應的位置展示出如傳感器數據、監控數據等報表,實現虛擬場景下的設備信息同步;也可以接入物聯網設施的開關,實現設備開關、電源開關功率強度、的遠程控制,提升管理效率,優化如電力相關物聯網設備的運行效率。
電力大數據管理
由于優立引擎解決了城市級別三維場景的加載問題,在其基礎上接入城市級別物聯網和大數據變成更加容易,在展示三維電網數據的基礎上,通過市場主流的JSON接口可實時接入電力業務相關的作業車輛、作業人員、移動和固定設施等物體的位置與表單信息,可實時聯動電網控制中心和其他協同工作部門的服務數據,實現智慧電力大數據的應用。
安全管控
虛擬仿真培訓
將優立強大的三維引擎、全息交互等核心技術與虛擬現實(VR)技術融合,針對電力行業培訓需求,模擬電力行業工作場景,定制化培訓內容,建立考評系統。
- 解決傳統培訓方式中實訓安全隱患、人力物力損耗大等問題,提升訓練效率;
- 解決一般VR頭盔方案中單人使用、無法長時間佩戴等問題,提升訓練頻次;
- 解決普通VR場景缺乏真實感、沉浸感不強的問題,提升訓練效果。
實景三維空間分析與量算
實景三維模型不僅僅具有可視化的特性,數據本身還具有距離、高度、面積、體積等多種空間結構信息,且能夠達到測繪級的精度。在具體應用場景下,例如滑坡清理,可以直接進行滑面測量、土方計算、損失評估等分析工作。在電力行業中,針對電力施工、災后電力建設、災害風險評估等應用場景可發揮較大價值。