三維實景技術在變電站的應用

摘 要：首先闡述了三維實景技術在變電站應用的必要性；其次介紹了三維實景技術在變電站應用中的各種功能和技術創新點；最后詳細描述了系統架構和內容組成。三維實景技術的應用豐富了對變電運行人員技術培訓的手段，便于提升變電運行人員對實際設備的熟悉程度，對提高變電運行人員的技術素質、促進操作效率、保障操作安全性具有現實的意義。

關鍵詞：三維；實景；變電站

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-01

3D實景漫游也叫虛擬現實技術，說到虛擬現實，人們最先想到的是3D建模的虛擬仿真技術，確實在近兩年來3D在虛擬現實領域中占有相當大的地位。游戲、城市規劃項目、房地產規劃項目中3D的虛擬效果都成為首選的考慮，但其開發周期長，一般開發加實施將近半年時間，而且需要大量的美工人員，這就導致高額的開發成本。

目前變電站的現狀：由于運維班管轄變電所較多、分布在不同地區、并且有些地區相當偏僻，這就給人員查看變電站內部的構造造成相當大的麻煩，如果想查看變電站的內部構造就必須經過長時間的車程才能看到現場的情況，正是在這種環境下，需開發3D實景漫游系統，以解決目前變電站的尷尬，只需要打開瀏覽器即可查看變電站內部的環境，猶如身臨其境在現場觀看一般。

因此目前采用全新的實景虛擬現實技術以實現真實的虛擬變電站場景，和3D虛擬技術相同的是這種技術也能使用戶自由地在場景中走動，并且可以360度任意觀看各個方向的場景，不過不同的是所看到的都是真實的場景，而不是虛擬建模的。這項技術在某些程度上已經可以代替建模的效果。由于是在真實的場景中走動，因此身臨其境的效果就遠遠超過了建模實現的效果。

高度的可擴展性：實景漫游配合上設備的模擬操作可以很好的解決變電站培訓中現場設備的講解難題，真正提高了人員培訓的效果，提高可操作性而且是真實的可操作性。

一、系統架構

變電站實景設備評價系統采用B/S架構可部署在內網服務器上，通過瀏覽器即可快速訪問系統。系統整合的基礎資源包括：變電站及周邊設施的實景圖像、相關的數據和資料、平面圖。應用功能包括，實景漫游、設備資料展示、設備缺陷關聯、紅外測溫關聯、實時數據采集、變電站地圖導航、主接線圖導航和與電子模擬圖板整合功能。除此之外，系統還可以跟其他系統進行關聯，如PI數據庫、PMS系統、視頻監控系統、危險點預警系統等，進行資源整合，發揮最大功效。系統采用B/S結構進行構建，客戶端分為前端可視化控制管理界面，服務器端為信息處理模塊。讓使用者以可視化的方式瀏覽查看實景空間的信息或設備。

二、系統內容

整個系統共分4層。

（一）底層，支持層（實景層）。此層主要是基于實景技術對變電站實景信息進行全景圖合成，并利用PV3D引擎可以將圖片展示成實景形式，主要完成變電站的空間位置、設備細節全景、變電站間隔設備進行全景數據整合。

PV3D，全名PaperVision3D，是一個Flash 3D免費開源引擎，是一個基于ActionScript的開源項目。

（二）漫游層。變電站間隔漫游功能：在三維實景系統內可按導航地圖隨意在站內進行各個間隔的切換與三維查看。主要實現如下功能：（1）主接線圖導航功能。可以通過主接線圖中的間隔熱點，進入各個間隔的三維實景中。（2）三維實景順序導航功能。可以通過點擊三維實景界面左右兩側的箭頭，依次切換實景。（3）漫游功能。建立“真實”的物理場景，可根據操作人的點擊指令或鼠標移動進行全方位的流暢查看變電站的全景信息，實現如臨現場的真實感。

（三）可視化管理層。（1）技術培訓功能。主要是滿足技術規程的可視化管理需要，通過設備的細節描述、結構展示、操作演示等圖像、多媒體信息技術實現技術規程管理的可視化。（2）實景設備實時信息展示功能。可在三維實景設備中實時顯示設備的電壓、電流、有功功率或無功功率等關聯信息。（3）實景設備信息展示功能。可通過三維實景中的設備熱點查看設備信息、設備圖片、設備缺陷、設備紅外測溫信息、模擬操作等，還可以與其他系統進行關聯。

（四）配置層。此層主要是基于xml結構，對導航功能、實景展示功能、設備熱點、可視化管理窗口和與其他系統關聯等功能進行配置，靈活而實用。

三、技術創新點

該系統純瀏覽器運行，利用實景技術結合對變電站間隔設備進行可視化管理，直觀、具體而又形象。不僅在開發上提高了效率，在應用上也極大的節約了工作人員的時間與精力。

（一）關鍵技術。（1）Flex、Flash、PV3D技術；（2）silverlight技術。

（二）技術創新優勢。（1）只需使用常用的控件，系統一般都自帶這些控件，解決了全景技術的技術瓶頸；（2）清晰度高，變形極微小，體現了虛擬現實的真諦；（3）顯示速度快，功能強大，具有局部放大、鼠標靈活控制的特點；（4）和二維地圖結合的實景展示，實景層面上可以疊加文字、圖片、音視頻等多媒體信息。

（三）可擴展性。系統具有很強的可擴展性，不僅能在不影響現有功能使用的基礎上，加入新的功能，還可與其他已有系統，甚至未來開發的系統進行關聯。

四、結束語

三維實景技術應用到變電站中，將工作人員必須經過長時間的車程才能看到現場的情況，轉換成了直接在集控站的電腦上，就能看到變電站內部的實際構造，并能查看各種設備的相關信息。

系統操作簡單，配置靈活，維護方便，節約成本。系統貼近真實，直觀、具體又形象，能讓工作人員更加容易、迅速與高效的投入工作。系統的可擴展性強，不僅能在不影響現有功能使用的基礎上，加入新的功能，還可與其他已有系統，甚至未來開發的系統進行關聯，如PI數據庫、PMS系統、視頻監控系統、危險點預警系統和電子模擬圖板等。綜上所述，三維實景技術應用到變電站中，在效率、成本與可擴展性等方面，都具有很大的實用價值。

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