CN106528783A - 虚拟现实电网生产管理平台 - Google Patents
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Abstract
一种虚拟现实电网生产管理平台，包含接入信息内网的数据库服务器、基础应用服务器、应用接口服务器和应用终端，数据库服务器获取并存储电网数据信息，基础应用服务器整合二维应用服务，扩展三维应用服务，提供模拟态预制服务和带电计算服务，接入实时数据并对外提供服务，应用接口服务器用于提供应用接口和电网运行信息，应用终端用于开展三维应用并进行终端自身的管理应用。本发明利用先进的三维地理信息建模技术深化业务生产、运维检修业务体系建设，提升电力生产管理和运维检修的业务能力和运行检修风险防范能力，提高运行检修人员的工作效率，实现电网设备部件的精细化微管理，为建设与国际化大都市相适应的现代企业和坚强智能电网提供支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种虚拟现实电网生产管理平台。
背景技术
目前上海电力公司已建成完善的输配电生产管理系统（PMS），实现了面向全网、覆盖全电压等级的电力设备设施的台帐、空间拓扑、运行资料、资产管理、实时信息，为输配电生产管理业务提供数据支撑，大幅度提升了公司的生产管理水平。
但随着电网智能化水平显著提高，智能化的电网设备技术新、运行环境复杂，对运维检修提出了更高要求。PMS系统以展示宏观电网结构为主，对设备精细化管理的技术手段不足，制约了生产效率和管理水平的进一步提高。同时PMS系统是基于平面（二维）的地理信息系统，不能对变电站站内、室内设备进行直观的立体展现，给生产管理、设备检修管理带来了不便。
发明内容
本发明提供一种虚拟现实电网生产管理平台，是一种由三维GIS平台、三维设备精细建模、生产运行实时数据支撑的集约、高效、精益的平台，利用先进的三维地理信息建模技术深化业务生产、运维检修业务体系建设，提升电力生产管理和运维检修的业务能力和运行检修风险防范能力，提高运行检修人员的工作效率，适应以设备状态检修为核心的精益化生产管理要求，实现电网设备部件的精细化微管理，为建设与国际化大都市相适应的现代企业和坚强智能电网提供支撑。
为了达到上述目的，本发明提供一种虚拟现实电网生产管理平台，包含：接入信息内网的数据库服务器、基础应用服务器、应用接口服务器和应用终端；
所述的数据库服务器用于获取并存储电网数据信息，为基础服务和应用提供数据持久化支撑；
所述的基础应用服务器基于PMS数据库应用、电网GIS平台应用、IDP基础应用，用于整合二维应用服务，扩展三维应用服务，提供模拟态预制服务和带电计算服务，接入实时数据并对外提供服务；
所述的应用接口服务器用于提供应用接口和电网运行信息；
所述的应用终端用于开展三维应用并进行终端自身的管理应用；
所述的应用终端包含：接入信息内网的内网PC客户端、通过安全接入平台接入信息内网的变电站室外移动终端、和通过内外网强隔离装置接入信息内网的变电站室内移动终端。
所述的虚拟现实电网生产管理平台还包含：接入信息内网的PMS数据库、IDP模块和电网GIS平台；
所述的PMS数据库模块用于提供设备台账信息；
所述的IDP模块用于提供实时数据接口服务；
所述的电网GIS平台用于提供图形应用服务、图形发布服务、网络支持服务和进程保护服务。
所述的数据库服务器包含：
组织结构和权限模块：用于存储公司、部门、人员以及涉及的权限信息；
设备台帐模块：用于储存来自PMS数据库模块的输电、变电的电网设备类型；
二维图形模块：其用于存储各类二维电网拓扑中的对象及拓扑连接关系；
三维图形模块：其用于存储各类三维空间中的对象、以及三维对象拓扑基于二维图形拓扑并在此基础上增加的设备部件之间的连接关系、设备端点、及其与二维对象之间的映射关系；
实时数据模块：其用于存储从各类自动化控制系统及采集系统中取得的电网运行状态的信息；
DEM模块：其用于存储数字高程信息；
栅格图模块：其用于存储电网GIS的各种类型及视野下的底图。
所述的对象包含输电设备、变电设备、配电设备。
所述的基础应用服务器包含：图形服务模块、拓扑计算模块和数据采集模块。
所述的图形服务模块包含：
二维应用服务模块：其基于电网GIS平台，用于提供图形应用服务、图形发布服务、网络支持服务和进程保护服务；
三维应用服务模块：其用于提供所需的三维展示所需的三维矢量图、三维拓扑、设备三维模型的发布、数据请求支持；
所述的拓扑计算模块包含：
带电计算服务模块：其基于二维图形对象、二维拓扑、三维对象、三维对象与二维拓扑的连接关系，根据开断类设备的状态变化，计算受影响设备的带电状态和电流方向；
模拟态预置服务模块：其用于提供基于模拟态的图形状态预置服务，基于现状电网状态进入模拟态，在模拟态中的开断类设备状态变化，不影响现状电网状态；
所述的数据采集模块包含：
实时数据接口服务模块：其用于接入IDP模块的实时数据服务；
实时库服务模块：其用于将带电状态计算服务模块的计算结果保存到内存库，并动态刷新。
所述的应用接口服务器包含：
设备台帐接口：其用于对外提供设备台帐信息；
设备带电状态接口：其用于对外提供设备带电状态信息；
电网实时数据接口：其用于对外提供电网设备当前实时运行信息；
权限认证接口：其用于对外提供平台访问权限认证接口；
消息推送接口：其用于消息推送；
业务应用接口：其用于对外提供满足各类业务应用接口；
三维模型维护接口：其用于对外提供三维模型维护、三维GIS动态建模接口。
所述的内网PC客户端包含：
三维图形引擎模块：其采用浏览器/服务器结构和客户机/服务器模式结合的方式，后台工具采用客户机/服务器方式，控制场景数据加载，实现本地缓存，实现历史数据管理，记录模型的空间位置信息；
PC端三维展示模块：其实现三维实景多维展示、实现设备带电状态、台帐、实时数据的展示；
运检业务管理模块：其实现运检日常业务管理；
外设操作设备接口：其对外开放外设连接接口。
所述的变电站室外移动终端使用专用SIM卡接入移动公网专用通道，安全接入平台通过防火墙接入移动公网专用通道，最终实现变电站室外移动终端接入信息内网。
所述的变电站室内移动终端连接无线接入点，无线接入点通过交换机接入变电站外网通道，内外网强隔离装置通过由信息外网接口服务器提供的信息外网环网接入变电站外网通道，最终实现变电站室内移动终端接入信息内网。
所述的变电站室外移动终端和变电站室内移动终端的结构一样，都包含：
三维图形引擎模块：其采用浏览器/服务器结构和客户机/服务器模式结合的方式，后台工具采用客户机/服务器方式，控制场景数据加载，实现本地缓存，实现历史数据管理，记录模型的空间位置信息；
移动终端三维应用模块：其在实现三维浏览全部功能的基础上，利用移动终端特性实现专用码扫描、GPS定位、图片视频实时传输功能；
运检业务管理模块：其实现运检日常业务管理；
外设操作设备接口：其对外开放外设连接接口。
本发明提供了由三维GIS平台、三维设备精细建模、生产运行实时数据支撑的集约、高效、精益的虚拟现实电网生产管理平台，利用先进的三维地理信息建模技术深化业务生产、运维检修业务体系建设，提升电力生产管理和运维检修的业务能力和运行检修风险防范能力，提高运行检修人员的工作效率，适应以设备状态检修为核心的精益化生产管理要求，实现电网设备部件的精细化微管理，为建设与国际化大都市相适应的现代企业和坚强智能电网提供支撑。
附图说明
图1是本发明提供的一种虚拟现实电网生产管理平台的结构示意图。
具体实施方式
以下根据图1具体说明本发明的较佳实施例。
如图1所示，本发明提供一种虚拟现实电网生产管理平台，包含：接入信息内网的数据库服务器1、基础应用服务器2、应用接口服务器3和应用终端。所述的虚拟现实电网生产管理平台还包含：接入信息内网的PMS数据库4、IDP模块5和电网GIS平台6。
所述的应用终端包含：接入信息内网的内网PC客户端7、通过安全接入平台8接入信息内网的变电站室外移动终端10、和通过内外网强隔离装置11接入信息内网的变电站室内移动终端15。
所述的数据库服务器1用于获取并存储电网数据信息，为基础服务和应用提供数据持久化支撑。
所述的基础应用服务器2基于PMS数据库应用、电网GIS平台应用、IDP（集中数据处理，Integrated data processing）基础应用，用于整合二维应用服务，扩展三维应用服务，提供模拟态预制服务和带电计算服务，接入实时数据并对外提供服务。
所述的应用接口服务器3用于提供应用接口和电网运行信息。
所述的应用终端用于开展三维应用并进行终端自身的管理应用。
所述的PMS数据库模块4用于提供设备台账信息。
所述的IDP模块5用于提供实时数据接口服务。
所述的电网GIS平台6用于提供图形应用服务、图形发布服务、网络支持服务和进程保护服务。
所述的数据库服务器1包含：
组织结构和权限模块：用于存储公司、部门、人员以及涉及的权限信息；
设备台帐模块：用于储存来自PMS数据库模块4的输电、变电的电网设备类型，其数据规范采用PMS规范；
二维图形模块：其用于存储各类二维电网拓扑中的对象及拓扑连接关系，所述的对象包含输电设备、变电设备、配电设备；
三维图形模块：其用于存储各类三维空间中的对象、以及三维对象拓扑基于二维图形拓扑并在此基础上增加的设备部件之间的连接关系、设备端点、及其与二维对象之间的映射关系；所述的对象包含输电设备、变电设备、配电设备；
实时数据模块：其用于存储从各类自动化控制系统及采集系统中取得的如电压、电流、电量、遥信信息等表示电网运行状态的信息；
DEM模块：其用于存储数字高程信息；
栅格图模块：其用于存储电网GIS的各种类型及视野下的底图。
所述的基础应用服务器2包含：图形服务模块、拓扑计算模块和数据采集模块。
其中，所述的图形服务模块包含：
二维应用服务模块：其基于电网GIS平台6，用于提供图形应用服务、图形发布服务、网络支持服务和进程保护服务；
三维应用服务模块：其用于提供所需的三维展示所需的三维矢量图、三维拓扑、设备三维模型的发布、数据请求支持。
所述的拓扑计算模块包含：
带电计算服务模块：其基于二维图形对象、二维拓扑、三维对象、三维对象与二维拓扑的连接关系，根据开断类设备的状态变化，计算受影响设备的带电状态和电流方向；
模拟态预置服务模块：其用于提供基于模拟态的图形状态预置服务，可基于现状电网状态进入模拟态，在模拟态中的开断类设备状态变化，不影响现状电网状态。
所述的数据采集模块包含：
实时数据接口服务模块：其用于接入IDP模块5的实时数据服务；
实时库服务模块：其用于将带电状态计算服务模块的计算结果保存到内存库，并动态刷新。
所述的应用接口服务器3包含：
设备台帐接口：其用于对外提供设备台帐信息，可提供单个设备本体信息，也可提供整站、单个设备及其所有部件的台帐信息；
设备带电状态接口：其用于对外提供设备带电状态信息，可提供单个设备及下属部件带电状态，整站设备及下属部件、单个部件的带电状态信息，也可提供增量变化的状态信息，减少网络传输数据量；
电网实时数据接口：其用于对外提供电网设备当前实时运行信息，包含负荷、电压等；
权限认证接口：其用于对外提供平台访问权限认证接口，任何访问虚拟现实技术平台的交互必须通过权限认证；
消息推送接口：其用于消息推送使用基于标准的COMETD协议，该协议在HTTP协议之上定义，具有较好的适应性，在Flex/Java/JS各种语言基础之上可以方便的构建；
业务应用接口：其用于对外提供满足各类业务应用接口，支撑企业业务应用的拓展和深化；
三维模型维护接口：其用于对外提供三维模型维护、三维GIS动态建模等相关接口。
所述的内网PC客户端7包含：
三维图形引擎模块：其采用B/S架构（浏览器/服务器结构）和C/S架构（客户机/服务器模式）结合的方式，后台工具采用CS方式，通过LOD（Levels of Detail，多细节层次）策略控制场景数据加载，具备本地缓存策略，通过应用服务控制策略实现历史数据管理，通过场景数据记录模型的空间位置信息；所述的内网PC客户端7中的三维图形引擎模块采用ActiveX；
PC端三维展示模块：其实现三维实景多维展示、实现设备带电状态、台帐、实时数据的展示；
运检业务管理模块：其实现运检日常业务管理，包含：工作票管理、操作票管理、停电停役管理、设备部件台帐管理等；
外设操作设备接口：其根据三维实景浏览的操作习惯方式，对外开放支持操作手柄、操作摇杆操作的外设连接接口。
如图1所示，所述的变电站室外移动终端10适用于变电站室外以及架空线、电缆等室外现场作业，使用专用SIM卡接入信息内网；所述的变电站室外移动终端10使用专用SIM卡接入移动公网专用通道，安全接入平台8通过防火墙9接入移动公网专用通道，最终实现变电站室外移动终端10接入信息内网。
所述的变电站室外移动终端10包含：
三维图形引擎模块：其采用B/S架构和C/S架构结合的方式，后台工具采用CS方式，通过LOD策略控制场景数据加载，具备本地缓存策略，通过应用服务控制策略实现历史数据管理，通过场景数据记录模型的空间位置信息；所述的变电站室外移动终端10中的三维图形引擎模块采用.a动态库；
移动终端三维应用模块：其在实现三维浏览全部功能的基础上，利用移动终端特性实现专用码扫描、GPS定位、图片视频实时传输等功能；
运检业务管理模块：其实现运检日常业务管理，包含：工作票管理、操作票管理、停电停役管理、设备部件台帐管理等；
外设操作设备接口：其根据三维实景浏览的操作习惯方式，对外开放支持操作手柄、操作摇杆操作的外设连接接口。
如图1所示，所述的变电站室内移动终端15适用于变电站室内现场作业，通过无线接入点接入信息内网；所述的变电站室内移动终端15连接无线接入点14，无线接入点14通过交换机13接入变电站外网通道，内外网强隔离装置11通过由信息外网接口服务器12提供的信息外网环网接入变电站外网通道，最终实现变电站室内移动终端15接入信息内网。
所述的变电站室内移动终端15包含：
三维图形引擎模块：其采用B/S架构和C/S架构结合的方式，后台工具采用CS方式，通过LOD策略控制场景数据加载，具备本地缓存策略，通过应用服务控制策略实现历史数据管理，通过场景数据记录模型的空间位置信息；所述的变电站室内移动终端15中的三维图形引擎模块采用.a动态库；
移动终端三维应用模块：其在实现三维浏览全部功能的基础上，利用移动终端特性实现专用码扫描、GPS定位、图片视频实时传输等功能；
运检业务管理模块：其实现运检日常业务管理，包含：工作票管理、操作票管理、停电停役管理、设备部件台帐管理等；
外设操作设备接口：其根据三维实景浏览的操作习惯方式，对外开放支持操作手柄、操作摇杆操作的外设连接接口。
本发明提供了由三维GIS平台、三维设备精细建模、生产运行实时数据支撑的集约、高效、精益的虚拟现实电网生产管理平台，利用先进的三维地理信息建模技术深化业务生产、运维检修业务体系建设，提升电力生产管理和运维检修的业务能力和运行检修风险防范能力，提高运行检修人员的工作效率，适应以设备状态检修为核心的精益化生产管理要求，实现电网设备部件的精细化微管理，为建设与国际化大都市相适应的现代企业和坚强智能电网提供支撑。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，包含：接入信息内网的数据库服务器、基础应用服务器、应用接口服务器和应用终端；
所述的数据库服务器用于获取并存储电网数据信息，为基础服务和应用提供数据持久化支撑；
所述的基础应用服务器基于PMS数据库应用、电网GIS平台应用、IDP基础应用，用于整合二维应用服务，扩展三维应用服务，提供模拟态预制服务和带电计算服务，接入实时数据并对外提供服务；
所述的应用接口服务器用于提供应用接口和电网运行信息；
所述的应用终端用于开展三维应用并进行终端自身的管理应用；
所述的应用终端包含：接入信息内网的内网PC客户端、通过安全接入平台接入信息内网的变电站室外移动终端、和通过内外网强隔离装置接入信息内网的变电站室内移动终端。
2.如权利要求1所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的虚拟现实电网生产管理平台还包含：接入信息内网的PMS数据库、IDP模块和电网GIS平台；
所述的PMS数据库模块用于提供设备台账信息；
所述的IDP模块用于提供实时数据接口服务；
所述的电网GIS平台用于提供图形应用服务、图形发布服务、网络支持服务和进程保护服务。
3.如权利要求2所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的数据库服务器包含：
组织结构和权限模块：用于存储公司、部门、人员以及涉及的权限信息；
设备台帐模块：用于储存来自PMS数据库模块的输电、变电的电网设备类型；
二维图形模块：其用于存储各类二维电网拓扑中的对象及拓扑连接关系；
三维图形模块：其用于存储各类三维空间中的对象、以及三维对象拓扑基于二维图形拓扑并在此基础上增加的设备部件之间的连接关系、设备端点、及其与二维对象之间的映射关系；
实时数据模块：其用于存储从各类自动化控制系统及采集系统中取得的电网运行状态的信息；
DEM模块：其用于存储数字高程信息；
栅格图模块：其用于存储电网GIS的各种类型及视野下的底图。
4.如权利要求3所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的对象包含输电设备、变电设备、配电设备。
5.如权利要求2所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的基础应用服务器包含：图形服务模块、拓扑计算模块和数据采集模块；
所述的图形服务模块包含：
二维应用服务模块：其基于电网GIS平台，用于提供图形应用服务、图形发布服务、网络支持服务和进程保护服务；
三维应用服务模块：其用于提供所需的三维展示所需的三维矢量图、三维拓扑、设备三维模型的发布、数据请求支持；
所述的拓扑计算模块包含：
带电计算服务模块：其基于二维图形对象、二维拓扑、三维对象、三维对象与二维拓扑的连接关系，根据开断类设备的状态变化，计算受影响设备的带电状态和电流方向；
模拟态预置服务模块：其用于提供基于模拟态的图形状态预置服务，基于现状电网状态进入模拟态，在模拟态中的开断类设备状态变化，不影响现状电网状态；
所述的数据采集模块包含：
实时数据接口服务模块：其用于接入IDP模块的实时数据服务；
实时库服务模块：其用于将带电状态计算服务模块的计算结果保存到内存库，并动态刷新。
6.如权利要求2所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的应用接口服务器包含：
设备台帐接口：其用于对外提供设备台帐信息；
设备带电状态接口：其用于对外提供设备带电状态信息；
电网实时数据接口：其用于对外提供电网设备当前实时运行信息；
权限认证接口：其用于对外提供平台访问权限认证接口；
消息推送接口：其用于消息推送；
业务应用接口：其用于对外提供满足各类业务应用接口；
三维模型维护接口：其用于对外提供三维模型维护、三维GIS动态建模接口。
7.如权利要求1所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的内网PC客户端包含：
三维图形引擎模块：其采用浏览器/服务器结构和客户机/服务器模式结合的方式，后台工具采用客户机/服务器方式，控制场景数据加载，实现本地缓存，实现历史数据管理，记录模型的空间位置信息；
PC端三维展示模块：其实现三维实景多维展示、实现设备带电状态、台帐、实时数据的展示；
运检业务管理模块：其实现运检日常业务管理；
外设操作设备接口：其对外开放外设连接接口。
8.如权利要求1所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的变电站室外移动终端使用专用SIM卡接入移动公网专用通道，安全接入平台通过防火墙接入移动公网专用通道，最终实现变电站室外移动终端接入信息内网。
9.如权利要求1所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的变电站室内移动终端连接无线接入点，无线接入点通过交换机接入变电站外网通道，内外网强隔离装置通过由信息外网接口服务器提供的信息外网环网接入变电站外网通道，最终实现变电站室内移动终端接入信息内网。
10.如权利要求8或9所述的虚拟现实电网生产管理平台，其特征在于，所述的变电站室外移动终端和变电站室内移动终端的结构一样，都包含：
三维图形引擎模块：其采用浏览器/服务器结构和客户机/服务器模式结合的方式，后台工具采用客户机/服务器方式，控制场景数据加载，实现本地缓存，实现历史数据管理，记录模型的空间位置信息；
移动终端三维应用模块：其在实现三维浏览全部功能的基础上，利用移动终端特性实现专用码扫描、GPS定位、图片视频实时传输功能；
运检业务管理模块：其实现运检日常业务管理；
外设操作设备接口：其对外开放外设连接接口。
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