基于三維全景系統的智能化生產管理

曹永樂

摘要：充分結合網絡并發優化技術、三維虛擬地球技術及2.5m衛星影像技術等建立機加生產線路三維全景系統，基于該系統建立智能化生產管理模式，充分實現了智能化生產管理、智能化信息展示及智能化應急指揮管理等諸多功能，項目成果面向各生產管理環節應用。下面從多方面對基于三維全景系統的智能化生產管理進行分析和論述，供大家參考。

關鍵詞：三維全景系統；智能化；生產管理

隨著近年來我國社會經濟的快速前進，設計領域的發展也取得了很大進步，從機械制造方面來說，機加生產方面三維設計技術逐漸被人們所接受，這無疑為其在系統應用領域提供了重要基礎。三維全景系統以三維虛擬地球為技術展現平臺，同和了二維GIS地圖、三維數據模型及衛星遙感影像等，構建了災害預警、動態巡檢輔助決策及故障輔助分析等高級應用功能于一身的系統，旨在實現全方位智能化生產輔助管理的目標。

一、三維全景系統關鍵技術

（一）高性能多源海量數據融合

三維全景又稱為全景環視或360°全景，它是一種利用數碼相機針對現有場景進行多角度環視拍攝，通過后期縫合及加載播放程序，完成的一種三維虛擬展示技術。系統采用LOD顯示、自動LOD調優等技術，利用多級緩存機制的建立，完成了數十萬級絕緣子模型的快速加載，具有性能穩定、瀏覽流暢等一系列優點。系統利用矢量數據柵格化技術，實現了遙感影像數據與道路網矢量數據之間的巧妙融合，可以快速計算出百萬公里道路網的最優路徑，其響應時間不超過5s。

（二）多分辨率遙感影響融合

系統應用全球2km分辨率遙感影像，500km線路走廊利用優于1m分辨率的航拍影響，不同分辨率影像數據與數字高程模型（DEM）相對應，可以實現不同分辨率遙感影像與DEM數據的無縫拼接，系統所使用的性價比是最高的，同時系統業務需求可以得到很好的滿足，此外，向其他電壓等級擴展的要求也可以得到滿足。

（三）二維三維GIS平臺一體化

系統平臺為三維矢量、格柵數據模型提供支持，同時在此基礎上建立起三維空間數據庫，對之前積累的數據及應用起到了繼承作用，很好的解決了二維數據與三維數據完整共享、互操作等一系列問題。

二、系統的生產管理與決策分析

（一）危險點預警

三維全景系統可以按照設置的規則庫，動態分析各種數據及在線監測數據，若達到了設置的危險臨界調節，系統會于地圖中標志預警，將詳細信息顯示出來，實現快速定位。危險點預警功能的應用可以實現對海量信息的篩選，及時將重要危險點展示出來，并提醒有關部門巡視并消除缺陷，從而為機加生產線路的安全運行提供有效視距，促進運行維護效率的提高。系統危險點預警主要包括以下幾方面內容：

1.交叉跨越危險點預警。三維全景系統可以將交跨物自動插入三維場景之中，并按照相應的規則庫實現對危險點的預判斷及報警，嚴格按照生長速率動態對數據進行更新；

2.在線監測超閾值預警。在線監測超閾值預警動態化、可視化得以實現，通過分析海量在線監測數據，深入了解以前在線監測數據的分布情況，改變之前無人問津的被動局面，真正實現了在線監測資源的有效利用。

3.缺陷危險點預警。通過及時掌握現階段危及線路安全運行的危險點分布情況，各輸電工區及時對臨時巡檢、檢修計劃進行調整，確保機加生產線路運行的安全性，最終促進運維效率的提升。

（二）技術監督輔助管理

在三維全景系統背景下，充分借助于網絡技術、計算機技術，建立了數字化故障信息庫與缺陷信息數據庫，同時基于二維GIS還繪制出了歷史故障點分布圖、嚴重缺陷動態專題圖以及危急缺陷故障分布圖等，為制定機加生產線路巡視計劃、制定反事故措施、劃分特殊區域等相關工作提供了有效依據。同時，系統還結合機加生產線路特殊區域分布情況，按照機加生產線路專項技術監督方面的具體要求，提出了專項監督閱讀重點工作的相關指示。不同單位中維護人員均可以結合本模塊，對任意時間專項監督工作設備范圍進行查詢，同時也能利用該模塊了解重點工作提示。

（三）狀態巡檢計劃輔助決策

根據動態巡視制度建立了巡視周期規則庫，劃分了綜合分析特殊區域，通過對比污區圖、特殊區域綜合分析、雷害圖及當前時間等相關信息，按照GPS巡檢儀導入、運維人員錄入的記錄，即可動態生成月度巡視計劃，從而使狀態巡檢計劃輔助決策得以實現。

三、在線監測智能布點

近年來在線監測裝置數量明顯增加，由于傳統人工布點方式隨機性較大、缺乏全局規劃，已經無法與機加生產線路總體狀態的要求相適應。本次研究在積極總結以往運行經驗的基礎之上，建立起各布點規則庫，有效利用GIS鄰近分析、插值處理及空間疊置等地理分析功能，充分實現了氣象在線監測布點規劃方案制定的智能化、規范化及標準化。系統利用分布疊加的方式成圖，完成布點方案的制定，按照布點原則首先生成機加生產線路地理分布圖層、地形地貌圖層、重要通道圖層等，并以這些輔助圖層信息為基礎，充分實現了對監測布點方案制定的智能化。

結語：

綜上所述，利用三維全景系統可以實現信息先進技術與機加專業先進管理理念之間的有效融合，有效整理挖掘海量數據，并將數據轉換為信息，為機加生產展示平臺的構建提供依據，充分保證機加生產的可靠性。系統充分結合高分辨率航拍影像、高精度衛星遙感影像及二維GIS地圖，實現了機加生產線路的三維可視化，打造出基于機加生產線路狀態監測中心的核心地理信息平臺。

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