能源管道三维可视化及信息化建模系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开一种能源管道3D可视化及信息化建模系统及其方法，该系统及其方法采用“空间分层——管理对象分类”的技术路线，对全厂能源管道建立三维拓扑图，以三维拓扑图建立对应三维模型，解决能源管道走向不明确的问题；根据实际管理精度对三维模型进行拆分及编码，每条管道所含管段编码方法为“类型‑区域‑主支管‑顺序码”，解决能源管道无法作为管理单元的问题，实现能源管道的精细化管理；根据三维模型拆分及编码结果建立管道信息库，信息库标准信息与三维管段关联，实现动力能源管道三维模型与信息的双向互联，解决能源管道管理困难、信息零散混乱的问题。

【技术实现步骤摘要】
能源管道三维可视化及信息化建模系统及其方法
本专利技术属于能源管道运维管理领域，具体涉及一种针对卷烟企业、卷烟厂能源管道尤其是地下隐蔽工程的可视化及信息化建模方法，特别是涉及全厂动力供给管道，如蒸汽管道、压缩空气管道等。
技术介绍
随着我国卷烟厂全面实现生产装备的机械化、自动化，企业整体信息化水平已基本满足企业管理需要，但在能源及关键设备日常运营维护方面，依靠传统单一的管理方式及维护手段无法满足企业安全、高效、节能生产的要求，因此对动力能源管道信息的形象化、数字化管理的需求也就更显得迫切。然而，目前还没有一种比较完善的针对卷烟厂动力能源管道标准化管理方法，造成日常运营的极大不便利。在日常维修维护工作中，工作人员需要找到需维护或维修的管道，首必须先找到相关施工图纸，但通常施工图纸与现场并不完全相符，导致工作人员不能准确定位到管道位置，需进行大面积开挖式排除，不但浪费大量的人力、物力，破坏大面积绿化等区域。采用三维可视化的方式展示动力能源管道的准确位置、管道与管道的相对位置是解决上述问题的有效手段。但在三维建模方面存在如下问题，导致动力能源管道三维模型难以有效辅助运维管理：1.烟厂企业能源管道多属于地下隐蔽工程，种类多、分布广，且竣工图纸多与现场不相符，导致管道走向不明确、管理难度大、维修风险高。2.在维修过程中，针对维修对象缺少相关参数信息，在快速查询、快速定位、备品替换支持方面难以满足高效维护的目的。3.烟厂企业全厂管道没有管理划分及唯一编码方法，导致在管理过程无法实现能源管道信息化与标准化管理，精细化管理目标难以实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种能源管道三维可视化及信息化建模系统及其方法，其目的在于解决如下一个或多个技术问题：1.传统CAD图纸在企业运维过程中难以有效维护，图纸中所表达的管线多与现场不符。本专利技术采用网格区域的方法，利用断点开挖的方式，探测地下隐蔽管道的整体布局，建立管道三维拓扑图，解决CAD图纸与现场不符、管道走向不明确等问题，实现能源管道三维可视化查看。2.在卷烟企业日常管理过程中，因能源管道无统一的管理标识码，在传统MIS(管理信息系统)中无法作为一个确定管理单元而进行管理，导致维护凌乱、数据不统一。利用本专利提供的编码方法，根据企业实际管理精度划分管理单元，并唯一编码，解决传统MIS无法管理能源管道的问题，弥补卷烟企业能源管道信息化空白。3.由于缺乏有效信息载体，卷烟企业能源管道参数信息相对分散(如CAD图纸、采购清单、操作说明书等)，传统MIS技术难以实现信息的有效关联汇总。利用本专利提供的信息建模方法，以三维拓扑图为信息载体，建立管道信息标准参数库，管道三维模型与管道信息库通过标识编码关联，实现三维模型与运维信息的互联互通，解决运维过程传统MIS技术无法实现管道三维模型与信息互联互查等问题。本专利技术技术总路线采用“空间分层——管理对象分类”的方法，即：对全厂的空间区域网格式划分，确定卷烟厂厂区平面坐标原点，该坐标原点可采用市政规划坐标，亦可根据管理便捷性采取厂区标志性点位，每个区域独立唯一编码。对全厂能源管道分类并独立唯一编码，根据现场探测建立管道三维拓扑图及标准信息库，依据实际管理精度对能源管道进行拆分，拆分出的管段进行编码标识，通过唯一标识在管道三维拓扑图中关联管道三维模型与管道信息。本专利技术的技术方案为：一种能源管道3D可视化及信息化建模系统，系统包括：三维可视平台，其将三维管道信息进行三维展示；三维管道模型模块：对能源管道建立三维拓扑图，以三维拓扑图建立对应三维模型；管道信息库模块：根据管道的坐标拆分及编码进行匹配建立管道信息库，信息库标准信息包括管道的三维坐标信息、类型；三维可视平台与三维管道模型模块、管道信息库分别互联；管道信息库模块中的每一三维管段模型与管道信息库中的相应的三维管道的信息通过编码进行双向互联，实现能源管道三维模型与管道信息的双向互联。在一个具体例中，还包括三维编码关联模块：对每条管道的若干管段进行编码并记录一一对应的匹配关系供系统调取，编码中的代码组成包括：类型、区域、其关联支管或主管、所在位置。在一个具体例中，所述的三维编码关联模块包括：区域划分模块：对需要进行规划的区域进行划分及编码；能源管道分类及编码模块：对能源管道进行分类及编码；区域选择模块：选取具体区域；管道选择模块：选取起始管道；编码及信息采集模块：根据实际管理精度对三维模型进行拆分及编码，每条管道所含管段编码方法为“类型-区域-主支管-所在位置”；根据三维模型拆分及编码结果建立管道信息库，信息库标准信息与三维管段关联。一种能源管道3D可视化及信息化建模方法，采用空间分层——管理对象分类，对能源管道建立三维拓扑图，以三维拓扑图建立对应三维模型；对能源管道进行分类及编码，每条管道内所含的管段被相应编码为类型-区域-主支管-所在位置；根据三维模型的坐标拆分及编码结果进行匹配建立管道信息库，信息库标准信息与三维管道的编码进行关联，实现动力能源管道三维模型与管道信息的双向互联。在一个具体例中，具体实施步骤如下：步骤1：对需要进行规划的区域进行划分及编码；步骤2：对能源管道进行分类及编码；步骤3：选取具体区域；步骤4：选取起始管道；步骤5：根据实际管理精度对三维模型进行拆分及编码，每条管道所含管段编码方法为“类型-区域-主支管-所在位置”；根据三维模型拆分及编码结果建立管道信息库，信息库标准信息与三维管段关联。在一个具体例中，能源管道所在区域为厂区；方法包括如下步骤：步骤S1：确定厂区平面坐标系，确定全厂各区域与区域、能源管道与区域的相对坐标位置，确定三维建模过程中能源管道空间位置及走向，建立能源管道空间信息；步骤S2：在确定厂区平面坐标系后，根据厂区实际管理范围进行网格式划分并编码，该编码是对应区域的唯一标识，形成厂区区域编码对照表；步骤S3：根据管道类型名称对全厂能源管道进行分类并对分别编码，形成能源管道编码对照表；步骤S4：在已划分的区域内，选取一网格，进行管道探测并标记入信息库。在一个具体例中，通常坐标原点为市政规划时所确定的原点，该原点对应实际地理位置中的经纬度信息。在一个具体例中，给水管道地下隐蔽管道探测方法如下：在一区域内，标记管道起点的三维坐标S1(Xs1,Ys1,Zs1)及管道流向，确定起始管段基本走向；沿管道流向射线方向，在该区域内探测是否有经过该射线的给水井，若存在给水井，则需判断该管道是否通过该给水井，判断依据为该给水井内的给水管道走向与管道流向是否一致，若一致，则记录该井的空间坐标；若给水井内的给水管道走向与管道流向不一致，说明该给水管道走向变更，根据施工规范，从起点，每间隔设定距离开挖一个探测点，并标记为C1、C2……，当Cn点越过该给水管段，确定该管段在Cn-1与Cn之间变向，缩短探测间隔，确定变向位置坐标，即为该给水管道第一管段的终点坐标；以第一管段终点坐标为第二管段起始坐标，重复上述探测过程，直到该区域内给水管道末端坐标及流向一致；提取各管段坐标点，确定该区域给水管道三维拓扑图，建立其对应三维模型。在一个具体例中，在重点拆分区域的拆分标准为管道一个弯头形成一个拆分带有坐标的管段。在一个具体例中，在进行管道分段拆分编码采集录入数据录的数据特征包括:对于一条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源管道3D可视化及信息化建模系统，其特征在于，系统包括：三维可视平台，其将三维管道信息进行三维展示；三维管道模型模块：对能源管道建立三维拓扑图，以三维拓扑图建立对应三维模型；管道信息库模块：根据管道的坐标拆分及编码进行匹配建立管道信息库，信息库标准信息包括管道的三维坐标信息、类型；三维可视平台与三维管道模型模块、管道信息库分别互联；管道信息库模块中的每一三维管段模型与管道信息库中的相应的三维管道的信息通过编码进行双向互联，实现能源管道三维模型与管道信息的双向互联。

【技术特征摘要】
1.一种能源管道3D可视化及信息化建模系统，其特征在于，系统包括：三维可视平台，其将三维管道信息进行三维展示；三维管道模型模块：对能源管道建立三维拓扑图，以三维拓扑图建立对应三维模型；管道信息库模块：根据管道的坐标拆分及编码进行匹配建立管道信息库，信息库标准信息包括管道的三维坐标信息、类型；三维可视平台与三维管道模型模块、管道信息库分别互联；管道信息库模块中的每一三维管段模型与管道信息库中的相应的三维管道的信息通过编码进行双向互联，实现能源管道三维模型与管道信息的双向互联。2.根据权利要求1所述的一种能源管道3D可视化及信息化建模系统，其特征在于，还包括三维编码关联模块：对每条管道的若干管段进行编码并记录一一对应的匹配关系供系统调取，编码中的代码组成包括：类型、区域、其关联支管或主管、所在位置。3.根据权利要求2所述的一种能源管道3D可视化及信息化建模系统，其特征在于，所述的三维编码关联模块包括：区域划分模块：对需要进行规划的区域进行划分及编码；能源管道分类及编码模块：对能源管道进行分类及编码；区域选择模块：选取具体区域；管道选择模块：选取起始管道；编码及信息采集模块：根据实际管理精度对三维模型进行拆分及编码，每条管道所含管段编码方法为“类型-区域-主支管-所在位置”；根据三维模型拆分及编码结果建立管道信息库，信息库标准信息与三维管段关联。4.一种能源管道3D可视化及信息化建模方法，其特征在于，采用空间分层——管理对象分类，对能源管道建立三维拓扑图，以三维拓扑图建立对应三维模型；对每条管道的若干管段进行编码，编码中的代码组成包括：类型、区域、其关联支管或主管、所在位置；根据三维模型的坐标拆分及编码结果进行匹配建立管道信息库，信息库标准信息与三维管道的编码进行关联，实现动力能源管道三维模型与管道信息的双向互联。5.根据权利要求4所述的一种能源管道三维可视化及信息建模方法，其特征在于，具体实施步骤如下：步骤1：对需要进行规划的区域进行划分及编码；步骤2：对能源管道进行分类及编码，每条管道内所含的管段被相应编码为类型-区域-主支管-所在位置；步骤3：选取具体区域；步骤4：选取起始管道；步骤5：根据实际管理精度对三维模型进行拆分及编码，每条管道所含管段编码方法为“类型-区域-主支管-所在位置”；根据三维模型拆分及编码结果建立管道信息库，信息库标准信息与三维管段关联。6.根据权利要求4所述的一种能源管道三维可视化及信息建模方法，其特征在于，能源管道所在区域为厂区；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪，张前明，王忠，熊新社，赵宏洲，李建华，杨玉英，罗鹏，张鹏飞，
申请(专利权)人：红塔烟草集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53