CN114418145A - 基于gim的变电站数字孪生方法及系统 - Google Patents

基于gim的变电站数字孪生方法及系统 Download PDF

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CN114418145A CN202210069213.4A CN202210069213A CN114418145A CN 114418145 A CN114418145 A CN 114418145A CN 202210069213 A CN202210069213 A CN 202210069213A CN 114418145 A CN114418145 A CN 114418145A
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Abstract

本发明涉及一种基于GIM的变电站数字孪生方法及系统,该方法包括:对三维数据化移交成果数据进行数据解析、简化、切片处理,并进行三维轻量化展示,形成全景数字化变电站;采用统一坐标系对不同来源基础地形影像场景进行坐标系转换,加载变电站三维场景,通过位置偏移,使基础地形影像场景变电站位置与变电站三维场景位置对应,加载相关监控设备,对基础地形影像场景、变电站三维场景、相关监控设备进行融合配准,实现多区块、多层级、多类型的数字孪生体数据匹配;通过设备唯一标识码对应实体设备,建立变电站数字化映射关系,实现数字孪生变电站。该方法及系统有利于实现对变电站数字化信息的统一管理,进而实现对变电站的数字化管理。

Description

基于GIM的变电站数字孪生方法及系统
技术领域
本发明属于地理信息系统技术领域,具体涉及一种基于GIM的变电站数字孪生方法及系统。
背景技术
在现有技术中,大多数传统变电站需要工作人员定期开展巡检,获取设备状态数据。受限于数据采集密度,运检人员难以及时掌握设备健康变化趋势,执行状态检修时也只能在基准周期基础上进行较为保守的调整。每逢设备检修,工作人员需要携带大量检修、试验报告及缺陷记录等历史资料去现场。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于GIM的变电站数字孪生方法及系统,该方法及系统有利于实现对变电站数字化信息的统一管理,进而实现对变电站的数字化管理。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种基于GIM的变电站数字孪生方法,包括以下步骤:
(1)对包括地形、影像、GIM数据及相关监控设备GIS数据的三维数据化移交成果数据采用三维GIS平台数据处理工具进行数据解析、简化、切片处理,并通过三维GIS平台Web前端三维组件进行三维轻量化展示,形成全景数字化变电站,提供全周期三维模型及属性信息展示;
(2)采用统一坐标系,对不同来源基础地形影像场景进行坐标系转换,加载变电站三维场景,通过位置偏移,使基础地形影像场景变电站位置与变电站三维场景位置对应,加载相关监控设备,在三维场景中设置其三维空间坐标(经度x, 经度y, 高程y)和视角参数(偏北角heading, 偏斜角pitch, 滚动角roll),以对基础地形影像场景、变电站三维场景、相关监控设备进行融合配准,实现多区块、多层级、多类型的数字孪生体数据匹配;
(3)通过设备唯一标识码对应实体设备,实现对象关联存储,建立变电站数字化映射关系,包括将变电站实物ID与相关模型ID关联匹配,使物理变电站映射数字变电站,以及将相关监控设备ID与相关模型ID关联匹配,使物理设备映射数字设备,从而实现数字孪生变电站。
进一步地,所述相关监控设备包括物联网传感设备、视频监控设备、机器人、北斗设备。
进一步地,通过变电站ID、设备ID及相关模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,实现物理变电站孪生克隆数字化变电站;物理变电站通过物联网传感设备、视频监控设备、机器人、北斗设备给数字化变电站提供动态监测信息、视频信息、高精度北斗位置信息,数字化变电站通过包括图像识别算法、融合分析、模拟仿真的人工智能分析结果,辅助实现数据感知融合应用、物理变电站故障/安防主动告警、视频联动与融合、现场作业辅助、设备信息实时查询,从而实现设备全息状态数据、巡检数据与GIM三维模型的融合分析。
进一步地,所述数字孪生变电站采用基于GIM的变电设备数字模型融合分析方法实现变电站全景数字孪生信息交互应用;所述基于GIM的变电设备数字模型融合分析方法包括设备实时监测分类统计、设备异常告警、异常闯入安防告警、带电安全距离安防告警、视频融合分析。
进一步地,所述设备实时监测分类统计的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备的实时监测信息包括变压器、断路器、避雷器、容性设备、绝缘子、电缆、环境的在线监测信息,根据GIM 三维模型设备间的层次关系进行分类统计,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,按全站级、单元级、系统级、设备级分别统计下一级别正常或异常数据信息,并查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑数据感知融合展示应用。
进一步地,所述设备异常告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备的实时监测信息与设定的设备状态值进行比较,超出范围进行设备异常告警,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,将告警设备加亮,通过GIM模型层级关系展示影响设备范围,并可查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑故障主动告警应用。
进一步地,所述异常闯入安防告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备和北斗的人员实物ID、身份信息和北斗位置信息,与在数字化GIM变电站建立的变电站入口检测范围和具体可进入变电站人员名单进行比较,如不符合进入变电站条件,发出异常闯入告警,对应的变电站入口检测范围加亮显示,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化虚拟人员三维模型关系,通过人员头戴含有实物ID设备芯片的安全帽实时监控其行动轨迹,并在三维场景中进行展示,当人员进入变电站入口检测范围时,根据其实物ID判断是否是在变电站的检修人员名单内,如果在名单内,则正常进入,如果没在名单内,则对异常闯入人员进行告警,并在告警列表上双击列表记录进行定位,并查看人员身份信息,支撑异常闯入安防告警应用。
进一步地,所述带电安全距离安防告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备和北斗设备的人员实物ID、身份信息和北斗位置信息,与在数字化GIM变电站指定带电设备模型获得模型包围盒,根据带电设备安全距离建立带电设备危险区域范围用于空间分析判断,如果人员在带电设备危险区域范围内,发出安全异常告警,对应的带电设备不安全范围加亮显示,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,对巡检人员进行告警定位,并查看人员身份信息,也通过GIM模型层级关系展示涉及的设备范围,并查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑带电安全距离安防告警应用。
进一步地,所述视频融合分析的具体方法为:通过5G网络接入视频监控设备的视频流和视频监控设备的三维空间位置和视角参数,根据视频监控设备的三维空间位置和视角参数设置数字化变电站视频监控设备三维模型的三维空间位置,调用电网GIS三维平台视频投影和厂商视频流SDK接口,二次开发实现将接收到的视频流投影到数字化三维变电站,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化监控设备三维模型关系,查看视频动态信息,以及查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息;同时,在三维场景中点击视频所在位置,根据视频视角及视频可见距离绘制可视域分析范围,调用电网GIS三维平台可视化分析功能,进行可视域分析,分析出视频范围内可见模型和不可见模型列表,双击模型列表里某一个模型记录可获取模型三维位置在三维场景中进行模型定位,查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑视频融合分析应用。
本发明还提供了一种基于GIM的变电站数字孪生系统,包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令,当处理器运行该计算机程序指令时,能够实现上述的方法步骤。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:提供了一种基于GIM的变电站数字孪生方法及系统,该方法通过对物理变电站进行数字化映射,构建全新的数字孪生变电站形态,为多维时空数据的变电设备数字模型融合分析和变电站全景数字孪生信息交互应用提供数据基础。通过设备全息状态数据、巡检数据与数字孪生变电站的融合分析,形成多维时空数据的变电设备数字模型融合分析方法,为变电站全景数字孪生信息交互应用提供数据分析引擎。此外,结合物联网、大数据、5G等新技术,构建数字孪生实时数据信息加载、融合及可视化架构,开展虚拟数字模型与真实物理模型间的实时数据交互和状态互动,实现变电设备巡检缺陷数字化智能预警功能,从而构建变电站全景数字孪生信息交互应用平台。
附图说明
图1是本发明实施例中构建数字孪生变电站的示意图;
图2是本发明实施例中利用数字孪生变电站实现变电站全景数字孪生信息交互应用的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示,本实施例提供了一种基于GIM的变电站数字孪生方法,包括以下步骤:
(1)对包括地形、影像、GIM数据及相关监控设备GIS数据的三维数据化移交成果数据采用三维GIS平台数据处理工具,包含地形数据处理工具、影像数据处理工具、GIM数据处理工具、SHP转json处理工具等,进行数据解析、简化、切片处理,并通过三维GIS平台Web前端三维组件进行三维轻量化展示,形成全景数字化变电站,提供全周期三维模型及属性信息展示。
(2)采用统一的china2000坐标系,对不同来源基础地形影像场景进行坐标系转换,加载变电站三维场景,通过位置偏移,使基础地形影像场景变电站位置与变电站三维场景位置完全对应,加载相关监控设备,在三维场景中设置其三维空间坐标(经度x, 经度y,高程y)和视角参数(偏北角heading, 偏斜角pitch, 滚动角roll),以对基础地形影像场景、变电站三维场景、相关监控设备进行融合配准,实现多区块、多层级、多类型的数字孪生体数据匹配。
(3)通过设备唯一标识码对应现实中的实体设备,实现对象关联存储,建立变电站数字化映射关系,包括将变电站实物ID与相关模型ID关联匹配,使物理变电站映射数字变电站,以及将相关监控设备ID与相关模型ID关联匹配,使物理设备映射数字设备,从而实现数字孪生变电站。
在本实施例中,所述相关监控设备包括物联网传感设备、视频监控设备、机器人、北斗设备。
如图2所示,通过变电站ID、设备ID及相关模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,实现物理变电站孪生克隆数字化变电站;物理变电站通过物联网传感设备、视频监控设备、机器人、北斗设备等给数字化变电站提供动态监测信息、视频信息、高精度北斗位置信息,数字化变电站通过包括图像识别算法、融合分析、模拟仿真等的人工智能分析结果,辅助实现数据感知融合应用、物理变电站故障/安防主动告警、视频联动与融合、现场作业辅助、设备信息实时查询等,从而实现设备全息状态数据、巡检数据与GIM三维模型的融合分析;通过物理变电站进行数字化映射方法,构建全新的数字孪生变电站形态,使变电站运行管理模式从传统信息化,走向数字化、智能化,也将引起电网及电力企业管理模式的重大变革。
所述数字孪生变电站采用基于GIM的变电设备数字模型融合分析方法实现变电站全景数字孪生信息交互应用;所述基于GIM的变电设备数字模型融合分析方法包括设备实时监测分类统计、设备异常告警、异常闯入安防告警、带电安全距离安防告警、视频融合分析。
所述设备实时监测分类统计的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备的实时监测信息包括变压器、断路器、避雷器、容性设备、绝缘子、电缆、环境等在线监测信息,根据GIM 三维模型设备间的层次关系进行分类统计,通过实物ID、设备ID、模型ID等建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,按全站级、单元级、系统级、设备级等分别统计下一级别正常或异常数据信息(如按系统级统计各系统类型的监控设备正常和异常的数量)(标示到对应设备三维模型上面),并查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑数据感知融合展示应用。
所述设备异常告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备的实时监测信息与设定的设备状态值进行比较,超出范围进行设备异常告警,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,将告警设备加亮,通过GIM模型层级关系展示影响设备范围,并可查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑故障主动告警应用。
所述异常闯入安防告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备和北斗的人员实物ID、身份信息和北斗位置信息,与在数字化GIM变电站建立的变电站入口检测范围和具体可进入变电站人员名单进行比较,如不符合进入变电站条件,发出异常闯入告警,对应的变电站入口检测范围加亮显示,通过实物ID、设备ID、模型ID等建立设备台帐、物理实物、数字化虚拟人员三维模型关系,通过人员头戴含有实物ID设备芯片的安全帽实时监控其行动轨迹,并在三维场景中进行展示,当人员进入变电站入口检测范围时,根据其实物ID判断是否是在变电站的检修人员名单内,如果在名单内,则正常进入,如果没在名单内,则对异常闯入人员进行告警,并在告警列表上双击列表记录进行定位,并查看人员身份信息,支撑异常闯入安防告警应用。
所述带电安全距离安防告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备和北斗设备的人员实物ID、身份信息和北斗位置信息,与在数字化GIM变电站指定带电设备模型获得模型包围盒,根据带电设备安全距离建立带电设备危险区域范围用于空间分析判断(人员精确位置是落在不安全空间范围内,可以通过调用电网GIS三维平台接口来实现),如果人员在带电设备危险区域范围内,发出安全异常告警,对应的带电设备不安全范围加亮显示,通过实物ID、设备ID、模型ID等建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,对巡检人员进行告警定位,并查看人员身份信息,也通过GIM模型层级关系展示涉及的设备范围,并查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑带电安全距离安防告警应用。
所述视频融合分析的具体方法为:通过5G网络接入视频监控设备的视频流和视频监控设备的三维空间位置和视角参数,根据视频监控设备的三维空间位置和视角参数设置数字化变电站视频监控设备三维模型的三维空间位置,调用电网GIS三维平台视频投影和厂商视频流SDK接口,二次开发实现将接收到的视频流投影到数字化三维变电站,通过实物ID、设备ID、模型ID等建立设备台帐、物理实物、数字化监控设备三维模型关系,即可查看视频动态信息,也可以查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息;同时,还可以在三维场景中点击视频所在位置,根据视频视角及视频可见距离绘制可视域分析范围,调用电网GIS三维平台可视化分析功能,进行可视域分析,分析出视频范围内可见模型和不可见模型列表,双击模型列表里某一个模型记录可获取模型三维位置在三维场景中进行模型定位,查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑视频融合分析应用。
本发明结合物联网、大数据、5G等新技术,基于闽地三维GIS平台前端应用框架,实现数字孪生变电站三维及实时数据信息加载、融合及可视化,构建数字孪生变电站典型应用架构,通过多区块、多层级、多类型的数字孪生体数据匹配,接入物联网传感设备,视频监控设备、北斗、机器人等给数字化变电站提供动态监测信息、视频信息、高精度北斗位置信息实现数据感知融合应用,通过5G网络接入物联网传感设备的实时监测信息与设定的设备状态值进行比较,超出范围进行设备异常告警。通过5G网络接入物联网传感设备和北斗的人员实物ID、身份信息和北斗位置信息,与在数字化GIM变电站建立的变电站入口检测范围和具体可进入变电站人员名单进行比较,人员异常闯入安防告警。通过5G网络接入物联网传感设备和北斗的人员实物ID、身份信息和北斗位置信息,与在数字化GIM变电站指定带电设备模型安全范围进行空间分析判断,超出带电安全距离告警,辅助现场作业。通过5G网络接入视频监控设备的视频流和视频监控设备的三维空间位置(x经度,y经度,z高程)和视角参数(heading偏北角、pitch偏斜角、roll滚动角)设置到变电站三维场景中,调用闽地三维GIS平台视频投影和厂商视频流SDK接口,二次开发实现将接收到的视频流投影到数字化三维变电站,实现视频与变电站融合,可以在数字化三维变电站调整视频监控设备视角参数,物理变电站视频监控设备视角参数做相应调整,实现物理变电站与数字化变电站联动。通过5G网络接入物联网传感设备的实时监测信息包含无线避雷器泄露电流、变压器、容性设备、断路器等开关类设备状态、站内能耗、环境等动力、环网柜无线温、湿度等监测信息,通过实物ID、设备ID、模型ID等建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,可进行设备信息实时查询。从而实现虚拟数字模型与真实物理模型间的实时数据交互和状态互动,实现变电设备巡检缺陷数字化智能预警功能,构建变电站全景数字孪生信息交互应用系统。
本实施例还提供了一种基于GIM的变电站数字孪生系统,包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令,当处理器运行该计算机程序指令时,能够实现上述的方法步骤。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对包括地形、影像、GIM数据及相关监控设备GIS数据的三维数据化移交成果数据采用三维GIS平台数据处理工具进行数据解析、简化、切片处理,并通过三维GIS平台Web前端三维组件进行三维轻量化展示,形成全景数字化变电站,提供全周期三维模型及属性信息展示;
(2)采用统一坐标系,对不同来源基础地形影像场景进行坐标系转换,加载变电站三维场景,通过位置偏移,使基础地形影像场景变电站位置与变电站三维场景位置对应,加载相关监控设备,在三维场景中设置其三维空间坐标(经度x, 经度y, 高程y)和视角参数(偏北角heading, 偏斜角pitch, 滚动角roll),以对基础地形影像场景、变电站三维场景、相关监控设备进行融合配准,实现多区块、多层级、多类型的数字孪生体数据匹配;
(3)通过设备唯一标识码对应实体设备,实现对象关联存储,建立变电站数字化映射关系,包括将变电站实物ID与相关模型ID关联匹配,使物理变电站映射数字变电站,以及将相关监控设备ID与相关模型ID关联匹配,使物理设备映射数字设备,从而实现数字孪生变电站。
2.根据权利要求1所述的基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,所述相关监控设备包括物联网传感设备、视频监控设备、机器人、北斗设备。
3.根据权利要求1所述的基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,通过变电站ID、设备ID及相关模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,实现物理变电站孪生克隆数字化变电站;物理变电站通过物联网传感设备、视频监控设备、机器人、北斗设备给数字化变电站提供动态监测信息、视频信息、高精度北斗位置信息,数字化变电站通过包括图像识别算法、融合分析、模拟仿真的人工智能分析结果,辅助实现数据感知融合应用、物理变电站故障/安防主动告警、视频联动与融合、现场作业辅助、设备信息实时查询,从而实现设备全息状态数据、巡检数据与GIM三维模型的融合分析。
4.根据权利要求3所述的基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,所述数字孪生变电站采用基于GIM的变电设备数字模型融合分析方法实现变电站全景数字孪生信息交互应用;所述基于GIM的变电设备数字模型融合分析方法包括设备实时监测分类统计、设备异常告警、异常闯入安防告警、带电安全距离安防告警、视频融合分析。
5.根据权利要求4所述的基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,所述设备实时监测分类统计的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备的实时监测信息包括变压器、断路器、避雷器、容性设备、绝缘子、电缆、环境的在线监测信息,根据GIM 三维模型设备间的层次关系进行分类统计,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,按全站级、单元级、系统级、设备级分别统计下一级别正常或异常数据信息,并查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑数据感知融合展示应用。
6.根据权利要求4所述的基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,所述设备异常告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备的实时监测信息与设定的设备状态值进行比较,超出范围进行设备异常告警,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,将告警设备加亮,通过GIM模型层级关系展示影响设备范围,并可查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑故障主动告警应用。
7.根据权利要求4所述的基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,所述异常闯入安防告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备和北斗的人员实物ID、身份信息和北斗位置信息,与在数字化GIM变电站建立的变电站入口检测范围和具体可进入变电站人员名单进行比较,如不符合进入变电站条件,发出异常闯入告警,对应的变电站入口检测范围加亮显示,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化虚拟人员三维模型关系,通过人员头戴含有实物ID设备芯片的安全帽实时监控其行动轨迹,并在三维场景中进行展示,当人员进入变电站入口检测范围时,根据其实物ID判断是否是在变电站的检修人员名单内,如果在名单内,则正常进入,如果没在名单内,则对异常闯入人员进行告警,并在告警列表上双击列表记录进行定位,并查看人员身份信息,支撑异常闯入安防告警应用。
8.根据权利要求4所述的基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,所述带电安全距离安防告警的具体方法为:通过5G网络接入物联网传感设备和北斗设备的人员实物ID、身份信息和北斗位置信息,与在数字化GIM变电站指定带电设备模型获得模型包围盒,根据带电设备安全距离建立带电设备危险区域范围用于空间分析判断,如果人员在带电设备危险区域范围内,发出安全异常告警,对应的带电设备不安全范围加亮显示,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化三维模型关系,对巡检人员进行告警定位,并查看人员身份信息,也通过GIM模型层级关系展示涉及的设备范围,并查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑带电安全距离安防告警应用。
9.根据权利要求4所述的基于GIM的变电站数字孪生方法,其特征在于,所述视频融合分析的具体方法为:通过5G网络接入视频监控设备的视频流和视频监控设备的三维空间位置和视角参数,根据视频监控设备的三维空间位置和视角参数设置数字化变电站视频监控设备三维模型的三维空间位置,调用电网GIS三维平台视频投影和厂商视频流SDK接口,二次开发实现将接收到的视频流投影到数字化三维变电站,通过实物ID、设备ID、模型ID建立设备台帐、物理实物、数字化监控设备三维模型关系,查看视频动态信息,以及查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息;同时,在三维场景中点击视频所在位置,根据视频视角及视频可见距离绘制可视域分析范围,调用电网GIS三维平台可视化分析功能,进行可视域分析,分析出视频范围内可见模型和不可见模型列表,双击模型列表里某一个模型记录可获取模型三维位置在三维场景中进行模型定位,查看相关模型关联的PMS台帐信息和模型全生命周期属性信息,支撑视频融合分析应用。
10.一种基于GIM的变电站数字孪生系统,其特征在于,包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令,当处理器运行该计算机程序指令时,能够实现如权利要求1-9任一项所述的方法步骤。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114816934A (zh) * 2022-05-27 2022-07-29 国网河北省电力有限公司信息通信分公司 一种基于实物id的设备监督预警码的智能生成方法及系统
CN115000859A (zh) * 2022-06-16 2022-09-02 国网重庆市电力公司电力科学研究院 一种变电站站内作业安全监管方法
CN115457224A (zh) * 2022-09-16 2022-12-09 武汉大海信息系统科技有限公司 一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统
CN116152444A (zh) * 2023-04-04 2023-05-23 山东捷瑞信息技术产业研究院有限公司 基于数字孪生的三维场景模型自动吸附方法、装置及介质
CN116310143A (zh) * 2023-05-08 2023-06-23 南方电网数字电网研究院有限公司 一种三维模型构建方法、装置、设备和存储介质
CN116385680A (zh) * 2023-03-30 2023-07-04 宁波市水利水电规划设计研究院有限公司 一种基于ue技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统
CN116843844A (zh) * 2023-05-30 2023-10-03 中铁八局集团第一工程有限公司 基于bim的梁场数字化管理系统及方法
CN117528026A (zh) * 2023-10-25 2024-02-06 北京大学鄂尔多斯能源研究院 一种地理空间到高精度数字空间的设备管控系统和方法
CN117854252A (zh) * 2024-03-08 2024-04-09 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种电力场所的越界告警方法、装置、设备及存储介质
CN117893032A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 一种基于数字孪生的变电站运维健康分析方法和系统
CN117974928A (zh) * 2024-03-29 2024-05-03 湖北华中电力科技开发有限责任公司 一种基于电力基建系留无人机激光雷达的数字孪生方法
CN118278924A (zh) * 2024-06-03 2024-07-02 四川科瑞软件有限责任公司 一种基于数字孪生的巡检系统及方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114816934A (zh) * 2022-05-27 2022-07-29 国网河北省电力有限公司信息通信分公司 一种基于实物id的设备监督预警码的智能生成方法及系统
CN115000859A (zh) * 2022-06-16 2022-09-02 国网重庆市电力公司电力科学研究院 一种变电站站内作业安全监管方法
CN115457224B (zh) * 2022-09-16 2023-07-14 武汉大海信息系统科技有限公司 一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统
CN115457224A (zh) * 2022-09-16 2022-12-09 武汉大海信息系统科技有限公司 一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统
CN116385680A (zh) * 2023-03-30 2023-07-04 宁波市水利水电规划设计研究院有限公司 一种基于ue技术的三维沉浸式大坝安全监测方法与系统
CN116152444A (zh) * 2023-04-04 2023-05-23 山东捷瑞信息技术产业研究院有限公司 基于数字孪生的三维场景模型自动吸附方法、装置及介质
CN116310143B (zh) * 2023-05-08 2023-10-31 南方电网数字电网研究院有限公司 一种三维模型构建方法、装置、设备和存储介质
CN116310143A (zh) * 2023-05-08 2023-06-23 南方电网数字电网研究院有限公司 一种三维模型构建方法、装置、设备和存储介质
CN116843844A (zh) * 2023-05-30 2023-10-03 中铁八局集团第一工程有限公司 基于bim的梁场数字化管理系统及方法
CN117528026A (zh) * 2023-10-25 2024-02-06 北京大学鄂尔多斯能源研究院 一种地理空间到高精度数字空间的设备管控系统和方法
CN117854252A (zh) * 2024-03-08 2024-04-09 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种电力场所的越界告警方法、装置、设备及存储介质
CN117893032A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 一种基于数字孪生的变电站运维健康分析方法和系统
CN117893032B (zh) * 2024-03-15 2024-06-18 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 一种基于数字孪生的变电站运维健康分析方法和系统
CN117974928A (zh) * 2024-03-29 2024-05-03 湖北华中电力科技开发有限责任公司 一种基于电力基建系留无人机激光雷达的数字孪生方法
CN117974928B (zh) * 2024-03-29 2024-08-06 湖北华中电力科技开发有限责任公司 一种基于电力基建系留无人机激光雷达的数字孪生方法
CN118278924A (zh) * 2024-06-03 2024-07-02 四川科瑞软件有限责任公司 一种基于数字孪生的巡检系统及方法

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