3D 技術在電源系統(tǒng)全景智能檢測中的應用

張可可 陳玉權 張 欣

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

0 引言

隨著電網系統(tǒng)的快速發(fā)展，信息化程度不斷提高，智能電網的網絡化、數字化管理成為必然趨勢。為提高整個電源系統(tǒng)維護和管理的安全性，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 技術將傳統(tǒng)的平面監(jiān)控轉化為具有高度現場感的立體監(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)中各類設備的運行狀態(tài)、實時數據信息、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技術應用分析

3D技術的核心是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，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可以直接調用客戶機的DirectX、OpenGL等操作系統(tǒng)圖形接口實現圖形渲染，實現硬件加速，從而達到高效渲染三維場景、增強展示效果的作用［2］。

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

（2）產品庫：3D 構建的生成物。以3D 模型為基礎，結合行為方式定義，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，通過與具體設備資源產生關聯(lián)，作為系統(tǒng)運行的一部分進行發(fā)布，在3D 引擎支撐下提供場景服務。

（3）構建平臺：構建平臺是3D 建模平臺的核心部分，用來構建業(yè)務場景，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)務場景，并結合模型行為組織打包成可以發(fā)布在引擎環(huán)境中的場景產品，保存到產品庫中使用。

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

（5）接口服務：封裝可提供Web訪問的標準服務接口，使得3D 引擎能夠響應Web調用，如實時數據展示、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 技術應用于電源系統(tǒng)檢測時，我們可以簡化具體的細節(jié)部分，轉化為更容易理解的4種結構——3D 模型庫、3D 編輯器、3D控件、3D電源檢測。

2 3D 技術實際應用

2.1 3D 技術在電源系統(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房內的電源設備（如UPS電源、配電表、智能開關等）的運行狀態(tài)以及設備運行數據、設備告警信息進行有效監(jiān)控，傳統(tǒng)的監(jiān)控技術采用表格方式、平面圖方式或是視頻技術方式進行監(jiān)控。使用表格雖然可以準確地展示各個設備的采集數據和告警信息，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)設備種類繁多、類型復雜，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。視頻技術受發(fā)展的局限，只能進行現場監(jiān)視，不能及時了解設備實時運行數據及運行狀態(tài)，事件的確認非常困難，無形中降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

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

2.2 3D 技術在電源系統(tǒng)全景智能檢測中的應用

通過3D 編輯器對大樓及電源設備進行建模，并與實體設備進行關聯(lián)映射，將系統(tǒng)模型統(tǒng)一結構進行保存。再通過3D可視化檢測界面將設備模型與采集設備實時數據匹配進行展示，運維人員即可根據設備運行狀態(tài)實現告警故障定位，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，實現整個電源系統(tǒng)多角度、全方位的實時數據展示、告警定位、智能檢測。具體架構圖如圖1所示。

圖1 電源系統(tǒng)全景智能檢測架構圖

2.2.1 3D 建 模

通過技術手段對場景內一切物理存在的對象進行數據建模（地板、墻面、設備、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 可視化技術對整個大樓場景進行建模，這也被稱為虛擬仿真。

2.2.2 模型與設備關聯(lián)

通過建立的電源設備模型與實體設備進行關聯(lián)，將設備屬性綁定在模型中，在3D 機房場景展示中可以依據綁定設備信息實時查詢設備信息及實時數據、告警狀態(tài)。

2.2.3 3D 電源系統(tǒng)可視化展示

利用3D 可視化技術對整棟大樓內部進行不同視覺角度的全景展示，擴展了時空廣度和監(jiān)控粒度，輔以形象的視覺效果，對各樓層的任何設備實時數據信息、告警信息利用可視化技術進行表達（圖2）。

圖2 效果圖實例

當有告警產生時，能夠通過3D 技術準確分析定位當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。

3 結語

采用3D 技術可以為電源系統(tǒng)的智能檢測建立可視化平臺，利用這個平臺來表達及展示整個電源系統(tǒng)的一切內容信息，通過具體實時數據了解設備運行工況，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 技術將帶來比現實世界更豐富的內容，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［M］.北京：清華大學出版社，2011.

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