Resumen de análisis de tecnología de realidad virtual, ensayo de muestra de 2000 palabras

Artículo de 2000 palabras sobre tecnología VR, Parte 1: "Hablando de la plataforma unificada de monitoreo de energía basada en tecnología de realidad virtual (VR)"

Resumen

Debido a desatendidas Cada vez hay más subestaciones, lo que trae nuevos desafíos técnicos y de gestión al departamento de gestión de energía. Las subestaciones desatendidas son cada vez más automatizadas e inteligentes, con cada vez más sistemas de monitoreo en línea y mayores requisitos para la gestión de la información. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de una plataforma de monitoreo unificada que pueda mostrar intuitivamente equipos eléctricos, entornos, imágenes y varios dispositivos de alarma de manera integral, de modo que los operadores de administración puedan ver de manera rápida, intuitiva y conveniente la información real requerida. tiempo o datos históricos. Este proyecto está dirigido a los nuevos desafíos en la operación y gestión de subestaciones desatendidas enumerados anteriormente, y mejora el nivel de operación y gestión de subestaciones desatendidas a través de la investigación de la aplicación de una plataforma remota de monitoreo inteligente unificado para subestaciones basada en tecnología de realidad virtual (VR). .

Palabras clave Plataforma de monitoreo inteligente de energía de realidad virtual

1 Introducción

Con el rápido desarrollo de la tecnología de automatización de energía, cada vez más subestaciones convencionales se transforman en inalámbricas. Los niveles y rangos de subestaciones tripuladas y desatendidas son cada vez más amplios, lo que se ha convertido en una tendencia inevitable en el desarrollo futuro. Después de que la subestación convencional se transforma en una subestación desatendida, se da cuenta de la automatización y precisión de la operación de la subestación, garantiza la eficiencia y precisión en el manejo de accidentes de la subestación, garantiza aún más la seguridad del sistema, reduce el mal funcionamiento del personal y reduce una gran cantidad de operaciones. El personal de servicio mejora la productividad laboral, reduce los costos e impulsa el progreso científico y tecnológico de las empresas.

Sin embargo, el modelo desatendido ha traído nuevos retos al modelo original, tanto en términos de tecnología como de gestión. Los niveles de voltaje de las subestaciones no tripuladas varían de una estación a otra y los modelos de equipos son complejos. Requiere que el personal de administración esté familiarizado con la operación, el mantenimiento y la operación del equipo. Además, las subestaciones desatendidas son cada vez más automatizadas e inteligentes, y cada vez existen más sistemas de monitorización online, que requieren una mayor gestión de la información. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de unificar, integrar y analizar diferentes sistemas de monitoreo de acuerdo con la escena real del equipo. Los equipos eléctricos, el entorno, las imágenes y varios dispositivos de alarma se pueden mostrar de forma intuitiva y completa. Los operadores de gestión pueden ver de forma rápida, intuitiva y cómoda todos los datos históricos o en tiempo real necesarios.

2 Contenido del proyecto

Este proyecto está dirigido a los nuevos desafíos de operación y gestión de subestaciones desatendidas enumerados anteriormente, a través de inteligencia remota unificada de subestaciones basada en tecnología de realidad virtual (VR). sobre la aplicación de la plataforma de monitoreo (en lo sucesivo denominada "plataforma") para mejorar el nivel de operación y gestión de subestaciones desatendidas, como se muestra en la Figura 1.

2.1 Funciones de la plataforma

2.1.1 Reproducción tridimensional real del escenario de la subestación

Reproducción intuitiva del edificio de la subestación, sala de control principal, interruptor escenas ambientales y de habitación; muestra intuitiva la parte primaria eléctrica y la conexión real de la parte eléctrica; muestra visualmente la ubicación y apariencia del gabinete de distribución; muestra visual la ubicación de instalación en el sitio del equipo de control auxiliar.

2.1.2 Visualización centralizada de las condiciones de funcionamiento del equipo

Puedes ver de forma inmersiva, rápida y cómoda datos, valores e imágenes relevantes de cualquier equipo eléctrico en una escena real en 3D, y analizarlos. Tendencias históricas. Análisis y juicio correspondientes.

Integración con el sistema Scada: visualización en tiempo real de telemetría Scada y datos de señalización remota de equipos eléctricos, y estadísticas del número de disparos de interruptores, tiempos de ajuste del transformador y acciones de protección de gas

> Con imágenes Integración de sistemas de monitoreo: visualización en tiempo real de imágenes de monitoreo en el sitio

Integración con sistemas de medición de temperatura en línea: visualización en tiempo real de temperaturas en línea

Integración con; Sistemas de inspección in situ: visualización del historial de inspecciones de equipos.

　2.1.3 Ver imágenes en tiempo real de forma automática y flexible

Haga doble clic en el dispositivo en la escena y el dispositivo de imagen girará y enfocará automáticamente, subvirtiendo la búsqueda manual tradicional de cámaras, giro e inclinación, enfoque, etc. Acciones engorrosas, no es necesario buscar equipos de imagen y una serie de acciones como observación externa remota, fotografía, medición de temperatura por imágenes infrarrojas térmicas y fotografía infrarroja térmica de la cámara; El equipo correspondiente se puede realizar de forma rápida, cómoda y precisa, y se pueden generar de forma inteligente registros, informes, etc. humanizados.

　2.1.4 Alarma anormal del equipo

En toda la escena tridimensional, cada modelo de equipo juzgará de manera inteligente si el equipo está funcionando normalmente o no en función de los datos recopilados en tiempo real. para situaciones anormales, la escena tridimensional pondrá automáticamente el dispositivo en modo de alarma y lo posicionará, solicitando constantemente al operador que solucione el problema a tiempo después de que se borre la alarma, los registros históricos de alarma se pueden ver en el panel de datos del dispositivo;

　2.1.5 Inspección remota

Configure los puntos del equipo de inspección requeridos y la cantidad de datos de interés, la apariencia de la imagen de video, las imágenes infrarrojas térmicas y otra información de inspección necesaria, y el sistema Generar automáticamente rutas de inspección; los inspectores realizan inspecciones remotas de forma aleatoria o periódica a través de la plataforma. Al ingresar a un punto de equipo de inspección establecido, el sistema mostrará los datos de monitoreo en línea relevantes de los equipos relevantes de manera centralizada y los resultados de las inspecciones en tiempo real; Las tendencias en el último período de tiempo se inspeccionan y juzgan para determinar si son normales o no, y se forma un registro de resultados de inspección de análisis integral remoto, como se muestra en la Figura 2.

2.2 Características de la plataforma remota de monitorización inteligente unificada de subestaciones basada en tecnología de realidad virtual (VR)

2.2.1 Intuitiva y realista

La realidad virtual es la Un entorno para visualizar, manipular e interactuar con datos complejos en tiempo real. Esta plataforma reproducirá fiel y realista la escena de la subestación en los suburbios del norte de la ciudad de Anyang a través de un modelo tridimensional, creando un entorno interactivo inmersivo.

　2.2.2 Gestión unificada

La plataforma remota de monitoreo inteligente unificado de subestaciones basada en tecnología de realidad virtual (VR) puede integrar varios sistemas de plataforma y mostrar sus correspondientes datos o imágenes, como Scada Datos eléctricos (señalización remota, datos de telemetría), datos de medición de temperatura online, imágenes de vídeo de sistemas auxiliares de monitorización, etc.

　2.2.3 Monitoreo inteligente

La plataforma de monitoreo inteligente remoto unificado para subestaciones basada en tecnología de realidad virtual (VR) integra videovigilancia digital, identificación inalámbrica RFID, control de acceso inteligente, alarma inteligente , etc. Un método de monitoreo:

En toda la escena tridimensional, cada modelo de equipo determinará de manera inteligente si el estado de funcionamiento del equipo es normal en función de los datos recopilados en tiempo real. En caso de anomalías, la escena tridimensional pondrá automáticamente el dispositivo en modo de alarma y lo localizará, solicitando constantemente al operador que solucione el problema a tiempo.

Todas las imágenes, seguridad, protección contra incendios, perímetro, control de acceso, temperatura; y humedad, y varios diversos atributos, datos, acciones y patrones de cambio de varios dispositivos de detección, equipos eléctricos primarios tridimensionales y sus accesorios se pueden utilizar como condiciones de alarma para activar alarmas y alarmas combinadas.

　2.2.4 Inspección remota inteligente

Optimice el modo de inspección in situ tradicional actual estableciendo rutas de inspección, equipos de inspección, volumen de datos de inspección, para diferentes contenidos de inspección, como la apariencia del equipo, Los inspectores realizan inspecciones remotas en la plataforma de forma regular o aleatoria. Al ingresar al punto del equipo de inspección, el sistema mostrará los datos de monitoreo en línea relevantes del equipo de manera centralizada y realizará inspecciones en tiempo real. el tiempo pasado, etc. se inspeccionan y juzgan si son normales o no, y se forma un registro completo de resultados de análisis. Puede realizar inspecciones multisistema y multiplataforma de equipos eléctricos de forma remota y eficiente, y reducir la frecuencia de encendido. inspecciones de sitio, e inspecciones de forma e in situ Las inspecciones son altamente complementarias y unificadas.

　3 Implementación técnica 3.1 Tecnología de modelado 3D

El software de modelado tridimensional es 3dMax, que es un software de producción y renderizado de animaciones tridimensionales basado en PC desarrollado por Autodesk. Funciones potentes. Buena escalabilidad. Es adecuado para crear modelos arquitectónicos, modelos de animación de objetos, modelos de animación de personajes, etc. Puede utilizar la biblioteca de materiales propia del sistema o texturas de fabricación propia para lograr efectos realistas.

3DMax también puede exportar archivos de modelo en múltiples formatos, que pueden cargarse mediante la plataforma del motor desarrollada por Java3D, como archivos obj, archivos 3ds, archivos mdl y archivos smd, etc.

Los modelos aplicables a este motor de plataforma incluyen obj, 3ds y ms3d. El modelo estático de escena básica adopta el formato de archivo obj; la animación de la apertura y cierre de la puerta de la cuchilla adopta el formato 3ds;

3.2 Tecnología del motor de plataforma

Dado que esta plataforma adopta la arquitectura B/S, el motor de la plataforma elige utilizar Java3D para implementar la tecnología VR. Java 3D es una extensión del lenguaje Java en el campo de los gráficos tridimensionales y es un conjunto de interfaces de programación de aplicaciones (API). El cliente sólo necesita utilizar una máquina virtual Java estándar para navegar, por lo que tiene la ventaja de no necesitar instalar complementos. Además, Java3D es una plataforma de desarrollo de software basada en Internet que puede integrar bien funciones gráficas con Internet, por lo que es muy adecuada para desarrollar sistemas de realidad virtual basados ​​en red.

El algoritmo de esta plataforma tiene los siguientes puntos innovadores:

(1) El uso innovador del modo de vista dual para mostrar el modo de vista de personaje/ojo en la escena compleja de la subestación; reproducción más intuitiva e inmersiva de escenas reales de subestaciones complejas, realizando una visualización tridimensional en múltiples perspectivas de escenas complejas de subestaciones, equipos eléctricos, gabinetes de pantalla, etc.

(2) En vista de la complejidad del terreno de la escena de la subestación tridimensional, se ha mejorado el algoritmo tradicional de búsqueda heurística 2D A*, lo que mejora en gran medida el consumo de tiempo de la búsqueda automática de rutas en tres complejos. -Escenas de subestaciones dimensionales.

(3) Se ha mejorado el algoritmo de detección de la altura del suelo en escenas complejas de subestaciones tridimensionales y se han agregado de manera innovadora rayos multidimensionales para detectar la información de altura de la superficie de la carretera para mejorar la precisión de la inspección.

(4) De acuerdo con la complejidad de la escena de la subestación, el diseño complejo de los equipos eléctricos y las limitaciones de espacio, se mejora el algoritmo tradicional de detección de colisiones AABB y se adopta el algoritmo dinámico de detección de colisiones AABB para mejorar en gran medida la precisión de la detección de colisiones.

(5) En la compleja escena tridimensional de la subestación, los personajes se mueven suavemente. Se abandona el árbol BSP tradicional, se utiliza el algoritmo elipsoide y se agrega la fórmula deslizante para lograr el movimiento suave. después de la colisión y la elipse de los caracteres de inspección de potencia después de la colisión.

3.3 Tecnología de interfaz del sistema

Esta plataforma y otros programas de interfaz del sistema que deben mostrarse adoptan el modo de servicio web. Es un componente modular distribuido basado en red que realiza tareas específicas y cumple con especificaciones técnicas específicas. Estas especificaciones permiten que el servicio web interopere con otros componentes compatibles. Los servicios web utilizan SOAP (Protocolo simple de acceso a objetos) y XML (Lenguaje de marcado extensible) para ampliar aún más estos modelos en la comunicación y eliminar los obstáculos de los modelos de objetos especiales. XML es un lenguaje de marcado que se utiliza para marcar documentos electrónicos y estructurarlos. Proporciona un método unificado para describir e intercambiar datos estructurados independientemente de las aplicaciones o proveedores. Se puede utilizar para marcar datos y definir tipos de datos. Lenguaje donde los usuarios definen su propio lenguaje de marcado, que es muy adecuado para la transmisión web.

Una función importante de esta plataforma es que puede mostrar parámetros en tiempo real de diferentes sistemas. Diferentes sistemas tienen diferentes métodos de programación y, al igual que el sistema Scada, la cantidad de datos es grande y en tiempo real. Los requisitos son muy altos, por lo que el programa de interfaz requiere El diseño es flexible, eficiente y escalable.

Interfaz con el sistema Scada: El sistema Scada contiene todos los datos de telemetría y señalización remota de todos los equipos de energía. Es difícil para esta plataforma recuperar rápida y cómodamente los datos requeridos de una cantidad tan grande de datos<. /p> p>

Interfaz con el sistema de control auxiliar de la subestación: esta plataforma necesita recuperar rápida y fácilmente imágenes en tiempo real y señales de alarma inteligentes del sistema de control auxiliar. Los archivos de imágenes son generalmente relativamente grandes y se pueden mostrar rápidamente. y sin problemas en la plataforma 3D. Es un punto difícil.

Reserve interfaces con otros sistemas: debido a que esta plataforma puede integrar datos de múltiples otras plataformas de sistemas, se requiere tener un diseño suficientemente redundante en términos de escalabilidad.

4 Conclusión

El sistema tridimensional de la plataforma de monitoreo unificada basado en tecnología de realidad virtual (VR) adopta tecnología avanzada de software y hardware en términos de funciones del sistema. sobre la gestión inteligente y operación segura de subestaciones eléctricas. La situación actual ha resuelto muchos problemas que son difíciles de resolver manualmente en la gestión tradicional. Al mismo tiempo, está orientado al módulo general de la subestación, superando las deficiencias de segmentación y. correlación manual de datos en cada sistema en el pasado Desde la perspectiva del uso real del comando real de la subestación, diagnóstico de operación, operaciones de mantenimiento, etc. Se propuso lograr una recopilación precisa y oportuna de datos del equipo de operación de la subestación, intuitiva y tridimensional. y reproducción centralizada realista de escenas de ubicación en tiempo real y estado en tiempo real de equipos eléctricos, varios dispositivos de monitoreo e itinerancia, registro de datos, registro de apariencia e inspección de inspecciones de subestaciones tridimensionales. Reproducción intuitiva y unificada de datos como. entrada del informe de análisis. Estandariza la gestión de procesos comerciales, reduce las pérdidas de mano de obra y materiales, realiza la generación automática de datos y análisis de información y realiza una gestión inteligente y centralizada de las operaciones de las subestaciones.

Referencias

[1] Chen Zhuo et al. Investigación sobre la función de inspección de simulación de entrenamiento de subestaciones basada en realidad virtual [J] (edición del segundo semestre), 2010 (09).

[2] Zhang Zhaoyan et al. Aplicación de la realidad virtual en la simulación de subestaciones [J], 2008, 25(2). >>> Tecnología de realidad virtual más interesante 2000. ¿Ensayo de palabras?