統(tǒng)的相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。為系統(tǒng)平臺(tái)提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以便于實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)的在線監(jiān)控及管理。電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（PMS2.0）通過業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊,利用集成接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的調(diào)用。

2）設(shè)備檢修狀態(tài)策略庫中存放設(shè)備檢修狀態(tài)策略數(shù)據(jù),主要支撐一體化管理指揮應(yīng)用決策分析模塊的診斷及輔助決策功能。策略庫的管理維護(hù)與交互工作通過業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊實(shí)現(xiàn)。

3）三維精準(zhǔn)數(shù)字模型庫中存放電力設(shè)備的三維精準(zhǔn)數(shù)字模型數(shù)據(jù),是平臺(tái)的基礎(chǔ)及核心數(shù)據(jù),借助空間數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。模型庫的管理維護(hù)與交互工作通過三維精準(zhǔn)數(shù)字模型應(yīng)用模塊實(shí)現(xiàn)。

4）應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)庫中存放應(yīng)急預(yù)案的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)庫的管理維護(hù)與交互工作通過三維精準(zhǔn)數(shù)字模型應(yīng)用模塊實(shí)現(xiàn)。

2.2.3 業(yè)務(wù)應(yīng)用

業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊是平臺(tái)中支撐業(yè)務(wù)相關(guān)功能的底層模塊,主要包括：集成接口、應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸及模塊組件。

1）集成接口實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與外部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心的集成,借助接口服務(wù),完成對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中心相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與信息的抽取與調(diào)用過程。

2）應(yīng)用服務(wù)是平臺(tái)中業(yè)務(wù)管理與分析相關(guān)服務(wù)的總稱,為應(yīng)用層的功能應(yīng)用模塊提供支撐。

3）數(shù)據(jù)傳輸完成平臺(tái)中各模塊及平臺(tái)門戶間的數(shù)據(jù)交互過程,實(shí)現(xiàn)與三維精準(zhǔn)數(shù)字模型應(yīng)用模塊的數(shù)據(jù)共享與交互過程。

4）模塊組件是業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊中關(guān)聯(lián)的組成部分。

2.2.4 三維精準(zhǔn)數(shù)字模型應(yīng)用

三維精準(zhǔn)數(shù)字模型應(yīng)用模塊是變電站輔助決策平臺(tái)中支撐交互界面、實(shí)現(xiàn)三維可視化管理的核心模塊,主要包括：應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸及模塊組件。

1）應(yīng)用服務(wù)是平臺(tái)中業(yè)務(wù)管理與分析相關(guān)服務(wù)的總稱,為應(yīng)用層的功能應(yīng)用模塊提供支撐。

2）數(shù)據(jù)傳輸完成平臺(tái)中各模塊及瀏覽器間的數(shù)據(jù)交互過程,實(shí)現(xiàn)與三維精準(zhǔn)數(shù)字模型應(yīng)用模塊的數(shù)據(jù)共享與交互過程。

3）模塊組件是業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊中關(guān)聯(lián)的組成部分。

 3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

3.1 三維綜合展示

3.1.1 數(shù)字模型建設(shè)

針對電力設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化精細(xì)化建模,以實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)業(yè)務(wù)的三維展示、圖數(shù)互動(dòng)和仿真控制。使用先進(jìn)的三維建模技術(shù)對地理信息和電力設(shè)備及部件進(jìn)行快速精確建模,依據(jù)設(shè)備臺(tái)賬管理的要求對設(shè)備模型進(jìn)行拆分,形成獨(dú)立的模型。

3.1.2 變電站全景動(dòng)態(tài)仿真

在數(shù)字化模型中,實(shí)現(xiàn)實(shí)景展示及動(dòng)態(tài)仿真功能,仿真效果如圖3所示。在三維數(shù)字模型場景中,展示設(shè)備及周邊地形環(huán)境,實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字模型場景瀏覽及相關(guān)操作功能,包括三維瀏覽基礎(chǔ)操作、鷹眼圖、粒子特效展示、圖形/三維場景輸出和設(shè)備導(dǎo)航等場景交互功能。

圖3 變電站全景仿真效果Fig.3 3D panoramic view of substation

3.1.3 三維數(shù)字化分析展示

在變電站三維模型場景中,支持對數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行查詢管理操作。

1）專題圖管理。通過變電站及設(shè)備的三維數(shù)字模型,基于實(shí)時(shí)電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù),展示設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系、電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境專題圖等,為現(xiàn)場工作人員的操作提供直觀的三維立體的顯示支持。

2）數(shù)字模型管理。基于GIS平臺(tái)的空間計(jì)算實(shí)現(xiàn)對三維模型的物理特性的操作及管理。實(shí)現(xiàn)在三維數(shù)字模型場景內(nèi)的各種長度、面積、體積的量測功能,包括：空間距離量測、水平距離量測、垂直距離量測、地表距離量測、投影面積量測和地表面積量測等功能。

3.2 可視化監(jiān)測與管理

3.2.1 多源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融合

基于數(shù)字化模型,對設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)等信息從PMS2.0、OMS、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、狀態(tài)檢修系統(tǒng)進(jìn)行接入。主要內(nèi)容如下。

1）狀態(tài)數(shù)據(jù)信息接入。按照生產(chǎn)過程,在設(shè)備的數(shù)字化模型上創(chuàng)建設(shè)備狀態(tài)信息,主要分為投運(yùn)前信息、運(yùn)行信息、檢修試驗(yàn)信息、家族缺陷信息四大類。

2） 監(jiān)測數(shù)據(jù)信息接入。在設(shè)備的數(shù)字化模型上接入監(jiān)測數(shù)據(jù)信息,主要包括設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及狀態(tài)量指標(biāo)兩大類,并創(chuàng)建監(jiān)測數(shù)據(jù)信息日志,實(shí)現(xiàn)對設(shè)備檢測信息的快速查詢和管理（見圖4）。

圖4 可視化監(jiān)測與管理Fig.4 Visual monitoring and management

3）告警數(shù)據(jù)信息接入。在設(shè)備的數(shù)字化模型上接入告警數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測信息告警查詢,準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)告警對象的信息,其中包括：設(shè)備基本采購信息、歷史維修信息、缺陷信息等,支撐告警原因分析和告警情況解決。

3.2.2 數(shù)據(jù)可視化管理

在三維數(shù)字化模型中,對接入數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化查詢管理操作。

1）狀態(tài)評(píng)價(jià)信息可視化展示。依據(jù)設(shè)備狀態(tài)特征量和狀態(tài)評(píng)價(jià)相關(guān)導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合設(shè)備健康狀態(tài)的各指標(biāo)項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià),在數(shù)字模型上,用多種形式展現(xiàn)設(shè)備總體健康狀態(tài)等級(jí),為制定檢修決策、狀態(tài)檢修計(jì)劃和技改大修項(xiàng)目立項(xiàng)提供依據(jù)。

2）設(shè)備屬性管理。通過點(diǎn)擊站內(nèi)設(shè)備實(shí)現(xiàn)站內(nèi)設(shè)備臺(tái)賬信息查詢。在設(shè)備三維數(shù)字模型臺(tái)賬屬性中管理設(shè)備電系銘牌信息,包括：銘牌編號(hào)、銘牌名稱、設(shè)備類型、電壓等級(jí)、所屬電站、所屬間隔等信息,實(shí)現(xiàn)設(shè)備部件型號(hào)、規(guī)格等臺(tái)賬信息在設(shè)備數(shù)字模型中的直觀顯示,為檢修管理人員、現(xiàn)場工作人員提供輔助支持,同時(shí)利用臺(tái)賬數(shù)據(jù)提高備品備件的利用率和檢修工作的效率。

3.3 輔助決策專題分析

1）基于高精準(zhǔn)數(shù)字模型的設(shè)備缺陷分析。結(jié)合數(shù)字模型精準(zhǔn)定位能力,在線掌握關(guān)鍵設(shè)備缺陷及分析結(jié)果,為設(shè)備維護(hù)、大修等策略提供決策參考。結(jié)合高精準(zhǔn)數(shù)字模型,針對重復(fù)性缺陷開展專項(xiàng)分析,實(shí)現(xiàn)穿透查詢數(shù)字模型范圍主要設(shè)備的缺陷信息可視化分析結(jié)果,整體把握公司缺陷處理的總體情況。設(shè)備缺陷告警如圖5所示,對于變電站內(nèi)的缺陷信息,可以在三維場景中快速地定位,并查看詳情。

圖5 設(shè)備缺陷告警Fig.5 Power equipment defect alarm

2）基于設(shè)備運(yùn)維檢修專家決策分析。在完成多源數(shù)據(jù)融合后,來源于PMS2.0、OMS、狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備的信息集成在三維數(shù)字模型中,基于歷史數(shù)據(jù)檢修、運(yùn)行等信息,研究問題發(fā)展規(guī)律及預(yù)警監(jiān)測模型,為設(shè)備狀態(tài)故障預(yù)警提供開展專家決策分析提供參考。缺陷輔助決策分析如圖6所示,對于設(shè)備歷史缺陷,可以直接在三維場景中對缺陷等級(jí)、缺陷發(fā)生頻率進(jìn)行三維可視化展示分析,并通過檢修決策庫提供檢修決策方案。

圖6 缺陷輔助決策分析Fig.6 Analysis of defect decision

 4 結(jié)語

本文通過三維建模技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建了基于三維GIS的變電站輔助決策平臺(tái)。通過精確的三維數(shù)字模型,可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備、部件的測距分析,同時(shí)基于精準(zhǔn)三維模型,可對關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域展開可視域分析、安全距離分析、危險(xiǎn)區(qū)域分析等。在此基礎(chǔ)上,通過與現(xiàn)有PMS2.0等電力業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入融合,依托三維實(shí)景仿真環(huán)境,為設(shè)備缺陷可視化監(jiān)測和診斷提供新手段,進(jìn)一步提升變電站信息系統(tǒng)的集成化和智能化水平。