基于多模態(tài)AI融合的三維可視化智慧管理平臺(tái)
概述
隨著云大物移智等新一代智能技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)家已將智能技術(shù)提升到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略層面。習(xí)近平總書(shū)記在黨的十九大報(bào)告中明確指出要“加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合”， 國(guó)務(wù)院也陸續(xù)發(fā)布《中國(guó)制造2025》、《 “互聯(lián)網(wǎng)+"行動(dòng)指導(dǎo)意見(jiàn)》、《2018 中國(guó)人工智能白皮書(shū)》等政策文件，對(duì)新一代智能技術(shù)的研究應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行前瞻布局，推動(dòng)智能技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。
為貫徹落實(shí)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司圍繞“國(guó)家隊(duì)地位、平臺(tái)型企業(yè)、價(jià)值鏈整合者”的企業(yè)定位要求，提出以"提質(zhì)增效”為總體目標(biāo)，以"智能裝備、智慧運(yùn)行”為發(fā)展路徑，深化智能技術(shù)在變電、輸電、配電等專業(yè)的協(xié)同應(yīng)用，構(gòu)建基于人工智能的"智慧生產(chǎn)”體系，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備狀況一目了然、風(fēng)險(xiǎn)管控一線貫穿、生產(chǎn)操作一鍵可達(dá)、決策指揮一體作戰(zhàn)”。包括:生產(chǎn)監(jiān)控指揮系統(tǒng)，涵蓋物聯(lián)網(wǎng)
和圖象識(shí)別等人工智能基礎(chǔ)和技術(shù)的運(yùn)行支持信息系統(tǒng)，以及智能巡視、智能操作、智能安全、信息建模等業(yè)務(wù)應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，通過(guò)全面的感知，利用機(jī)器人、視頻、三維平臺(tái)、智能安防、一鍵順控等新技術(shù) ，實(shí)現(xiàn)巡視領(lǐng)域機(jī)器代人、操作領(lǐng)域機(jī)器代人，以"提質(zhì)增效”為目標(biāo)，提升電網(wǎng)生產(chǎn)領(lǐng)域智能化技術(shù)水平，促進(jìn)電網(wǎng)本質(zhì)安全
系統(tǒng)架構(gòu)
HCDL型變電站綜合智能管控系統(tǒng),將機(jī)器人、在線監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、可見(jiàn)光視頻、狀態(tài)輔助監(jiān)測(cè)等融合在一起。打造具備數(shù)據(jù)采集、處理、分析、共享的能力,實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備狀況全景展示、生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)全面管控、指揮決策高效的變電站綜合智能管控系統(tǒng)。
基于GIS+BIM的變電站運(yùn)維可視化管控技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的主要目的:
1.遵循中國(guó)南網(wǎng)公司“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略目標(biāo)，結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需求，進(jìn)一步提高設(shè)備狀態(tài)管控力和運(yùn)檢管理穿透力。
2.支撐變電運(yùn)維人員對(duì)站所的全景化運(yùn)維管控，多維度提升日常運(yùn)維管理水平，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力技術(shù)保障。
3.對(duì)集體施工企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行作業(yè)前模擬、作業(yè)中巡查及安全行為督導(dǎo)，提升現(xiàn)場(chǎng)安全管控水平。
基于變電站進(jìn)行三維實(shí)景建模，通過(guò)已有智能運(yùn)檢管控平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和輔助設(shè)備數(shù)據(jù)可視化，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)維實(shí)景推演。
1 ，通過(guò)設(shè)備設(shè)施參數(shù)導(dǎo)入(基本技術(shù)參數(shù)，技術(shù)規(guī)范書(shū)， CAD或者PDF圖紙等)和末端感知元件(溫濕度、水侵傳感器、電流傳感器等) ，各項(xiàng)參數(shù)在三維模型中展示，建立變電站運(yùn)行實(shí)景模型。
2 ，對(duì)接智能運(yùn)檢管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)(電流、電壓、有功等)、故障報(bào)警等功能。
3 ，設(shè)立運(yùn)行場(chǎng)景，通過(guò)三維可視化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)帶電狀態(tài)標(biāo)識(shí)、運(yùn)行狀態(tài)模擬、安全防護(hù)提示、應(yīng)急預(yù)案模擬、員工仿真培訓(xùn)等功能。
運(yùn)行數(shù)據(jù)綜合展示分析
通過(guò)數(shù)據(jù)接口，建立具備精確空間位置信息三維實(shí)景模型，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)各系統(tǒng)多維數(shù)據(jù)、自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)在三維場(chǎng)景中設(shè)備實(shí)體上的對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)與融合呈現(xiàn)。賦予設(shè)備模型實(shí)時(shí)，展示運(yùn)行參數(shù)及臺(tái)賬信息的能力，提升整個(gè)變電站三維實(shí)景的真實(shí)沉浸感，提高全局宏觀統(tǒng)計(jì)圖表的展現(xiàn)效果。
針對(duì)變電站不同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入，對(duì)于不同系統(tǒng)廠家以及不同電力區(qū)域內(nèi)的電力數(shù)據(jù)應(yīng)在符合安全規(guī)范的要求下接入并融合全景可視化場(chǎng)景。將變電站內(nèi)的電力大數(shù)據(jù)與設(shè)備模型進(jìn)行管理與綁定。
系統(tǒng)功能
HCDL型變電站綜合智能管控系統(tǒng)包含指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備狀況全景展示、生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)全面管控、指揮決策高效穿透。
變電站運(yùn)維實(shí)景推演
功能模塊
基于3D激光+BIM建模的三維可視化主要功能模塊如下:
工具欄、三維瀏覽、空間管理、安防管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)維護(hù)、系統(tǒng)管理等功能模塊。
工具欄:BIM檢索，透明顯示，三維測(cè)量,二三維聯(lián)動(dòng)
三維瀏覽:自定義視角，巡檢軌跡,空中瀏覽，地面瀏覽，地下瀏覽，360全景瀏覽
空間管理:空間規(guī)劃，空間分配,空間統(tǒng)計(jì)
安防管理:視頻監(jiān)控，門(mén)禁管理，設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)
設(shè)備管理:維護(hù)管理，維修管理，應(yīng)急預(yù)案，二維碼查詢?cè)O(shè)備信息
數(shù)據(jù)維護(hù):建筑結(jié)構(gòu)維護(hù)，模型更新，屬性篩選
系統(tǒng)管理:用戶管理,部門(mén)管理，角色管理，日志管理
全景數(shù)據(jù)可視化
運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)
雙擊設(shè)備模型，彈出標(biāo)牌。標(biāo)牌信息包括靜態(tài)信息標(biāo)牌和電氣量信息二種標(biāo)牌。該功能可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)模型查找該設(shè)備數(shù)據(jù)信息。
巡檢機(jī)器人聯(lián)動(dòng)
系統(tǒng)收到SCADA系統(tǒng)故障聯(lián)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)入沉浸式三維場(chǎng)景，通過(guò)視頻監(jiān)控查看現(xiàn)場(chǎng)狀況，點(diǎn)擊巡檢機(jī)器人前往現(xiàn)場(chǎng)輔助查看。
檢修作業(yè)遠(yuǎn)程踏勘模擬
作業(yè)前踏勘模擬，作業(yè)中實(shí)時(shí)監(jiān)控，人員安全管理等功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全管控提升。
現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全管控
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)攝像頭和后臺(tái)系統(tǒng)，對(duì)作業(yè)人員安全行為進(jìn)行判斷，并發(fā)出警報(bào)和上傳PMS系統(tǒng)。紅色代表帶電區(qū)或設(shè)備，綠色代表不帶電區(qū)或設(shè)備。
二三維聯(lián)動(dòng)
應(yīng)用二三維聯(lián)動(dòng)的方式，通過(guò)二維平面圖定位三維場(chǎng)景中對(duì)應(yīng)設(shè)備的功能。根據(jù)我們擅長(zhǎng)看電路圖的習(xí)慣，用二維電路平面圖與三維模型互動(dòng)。
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投運(yùn)動(dòng)態(tài)展示及模擬
投運(yùn)設(shè)備狀態(tài)， 開(kāi)關(guān)動(dòng)作，線路帶電動(dòng)態(tài)展示
運(yùn)行狀態(tài)色塊顯示
過(guò)載功能模塊主要計(jì)算變壓器和輸電線路負(fù)載情況。變壓器負(fù)載分為三類小于70%，70%到90%，大于90%。負(fù)載率小于70%為綠色、在70%到90%用橙色顯示、在大于90%時(shí)用紅色顯示。
缺陷色塊展示
系統(tǒng)可列出運(yùn)行中有缺陷且沒(méi)有處理的設(shè)備，定位到缺陷的設(shè)備，彈出缺陷信息。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)警報(bào)，不同顏色標(biāo)識(shí)出不同等級(jí)的缺陷設(shè)備點(diǎn)。
輔助安措布置
在設(shè)備檢修時(shí)，可以協(xié)助用戶進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作、安全措施布置和危險(xiǎn)點(diǎn)分析，標(biāo)示出工作人員與帶電體之間的最小距離，并協(xié)助設(shè)置安全圍欄、懸掛標(biāo)牌、設(shè)置安全距離等。
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、視頻展示技術(shù)等將生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、趨勢(shì)狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景情況、全息地理信息、設(shè)備干系人等在變電站或上傳至生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心可視化展現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備狀況一目了然。
智能巡視
通過(guò)融合機(jī)器人、攝像頭、在線監(jiān)測(cè)傳感器替代人工開(kāi)展變電站智能自主巡視,并能夠?qū)崟r(shí)調(diào)取攝像頭畫(huà)面和傳感器數(shù)據(jù)，使得巡視和缺陷識(shí)別更加快速,實(shí)現(xiàn)多維度的全天候巡視。
生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)全面管控
指揮決策
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