可视化控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种可视化控制系统，包括前端采集层、中心处理层以及后端显示层；前端采集层用于对各种电网数据进行绘制与渲染，并将经过绘制与渲染的数据转换为用于展示的展示信号；前端采集层包括多台第一工作站和多台第二工作站；中心处理层用于对所述展示信号进行处理和分配，中心处理层包括主处理器和备用处理器；其中，主处理器还用于实现信号管理及触控控制功能；备用处理器用于在所述主处理器发生故障时，接替所述主处理器进行工作；后端显示层用于通过可视化大屏幕显示经过处理和分配的展示信号，可将各种重要的信息在可视化大屏幕上清晰直观快速地进行展示，为调控人员的决策与工作提供可靠的数据指导，并实现灵活的人机触控方式。

Visual control system

The utility model relates to a visual control system, including data acquisition layer, processing layer and backend center display layer; data acquisition layer for various grid data drawing and rendering, and after drawing and rendering the data conversion for display signal for display; data acquisition layer comprises a plurality of first and second sets of workstations center workstation; processing layer for the display of signal processing and distribution center, processing layer includes a main processor and a standby processor; the main processor is also used to achieve signal management and touch control function; the standby processor used in the main processor failure, replace the main processor; the display layer for the visualization of large screen display shows after signal processing and distribution, can be a variety of important information in the visualization of large The screen is clear, intuitive and quick to display, providing reliable data guidance for the decision-making and work of the control personnel, and realizing flexible man-machine touch mode.

【技术实现步骤摘要】
可视化控制系统
本技术涉及电网调度自动化领域，尤其涉及一种新型可视化控制系统。
技术介绍
随着电网技术的发展，电力调控中心对各种数据信息进行综合展示的需求也越来越多。目前的电网调控中心大屏幕展示系统还存在很多缺陷：处理器与屏幕之间一一对应，任一处理器出现故障，都将直接影响对应屏幕的展示效果，可视化控制系统工作站和大屏幕处理器只能传送2K信号，导致分辨率较低；采用DVI线缆进行信号传输，不支持光纤，传输距离短，系统架构难以进行扩容，扩展性较差；人机交互功能薄弱，屏幕展示方案固定，操作控制方式单一，不能灵活地按照要求实现个性化定制。因此，如何提高分辨率、增强扩展性以及操作控制的灵活性成为目前亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提出一种可视化控制系统，包括前端采集层、中心处理层以及后端显示层；所述前端采集层用于对各种电网数据进行绘制与渲染，并将经过绘制与渲染的数据转换为用于展示的展示信号；所述前端采集层包括多台第一工作站和多台第二工作站；所述中心处理层用于对所述展示信号进行处理和分配，所述中心处理层包括主处理器和备用处理器；其中，所述主处理器还用于实现信号管理及触控控制功能；所述备用处理器用于在所述主处理器发生故障时，接替所述主处理器进行工作；所述后端显示层用于通过可视化大屏幕显示经过处理和分配的展示信号。可选地，所述第一工作站用于输出多路4K的展示信号；所述第二工作站用于输出多路2K的展示信号。可选地，每一台所述第一工作站和所述第二工作站分别采用两块8核、2.9GHzCPU，64G内存，240G固态硬盘以及2T企业级硬盘。可选地，所述中心处理层包括全硬件FPGA架构，且所述中心处理层内部设置有核心运算单元。可选地，所述中心处理层包括符合ANST/EIARS-310-C/D标准的19英寸机箱。可选地，所述中心处理层的主板为采用巨量数据交换芯片技术的主板；所述主处理器和备用处理器均支持CrossPoint全交叉调度架构高速数据传输技术。可选地，所述中心处理层包括输入采集卡模块、输出卡模块、切换卡模块、控制卡模块、风扇模块以及电源模块；所述输入采集卡模块、输出卡模块、切换卡模块、控制卡模块、风扇模块以及电源模块均采用插卡式设计，并支持工作状态下热插拔。可选地，所述中心处理层包括优化程序模块；所述优化程序模块存储于存储器中，当被所述主处理器或备用处理器执行时，实现对所述中心处理层的硬件代码优化。可选地，所述可视化大屏幕由M*N块Barco屏幕拼接而成；其中，所述M为每行Barco屏幕的数量，所述N为每列Barco屏幕的数量。可选地，每一块所述Barco屏幕的分辨率为1440*1080。本技术的可视化控制系统，可以将各种重要的信息在可视化大屏幕上清晰直观快速地进行展示，为调控人员的决策与工作提供真实可信的数据指导，使调控人员在很大程度上避免误判断、误操作、误下令的可能，并实现灵活的人机触控方式。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一个实施例的可视化控制系统的结构示意图；图2为本技术一个实施例的后端显示层中的可视化大屏幕的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为本技术一个实施例的可视化控制系统的结构示意图，如图1所示，本实施例的可视化控制系统包括前端采集层、中心处理层以及后端显示层；所述前端采集层用于对各种电网数据进行绘制与渲染，并将经过绘制与渲染的数据转换为用于展示的展示信号；所述前端采集层包括多台第一工作站和多台第二工作站；所述中心处理层用于对所述展示信号进行处理和分配，所述中心处理层包括主处理器和备用处理器；其中，所述主处理器还用于实现信号管理及触控控制功能；所述备用处理器用于在所述主处理器发生故障时，接替所述主处理器进行工作；所述后端显示层用于通过可视化大屏幕显示经过处理和分配的展示信号。本技术的可视化控制系统，可以将各种重要的信息在可视化大屏幕上清晰直观快速地进行展示，为调控人员的决策与工作提供真实可信的数据指导，使调控人员在很大程度上避免误判断、误操作、误下令的可能，并实现灵活的人机触控方式。进一步地，作为上述实施例的优选，所述第一工作站可以用于输出多路4K的展示信号；所述第二工作站可以用于输出多路2K的展示信号。举例来说，前端采集层主要完成电网各种数据的绘制与渲染，将数据转换为展示信号，支持4K高分辨率信号输出，可以实现数据展示画面的点对点显示。前端采集层由6台高性能工作站组成，对电网各类数据信息分别进行处理，其中4台工作站均可输出16路4K信号，另外2台工作站可输出16路2K信号。工作站选用8核2.9GHzCPU两块，64G内存，240G固态硬盘，2T企业级7200SATA3硬盘，保证了流畅的图形输出，并且具有低噪音，散热效果好的特点。在此基础上，所述中心处理层的主控大屏幕处理器(主处理器)，用于实现所有4K信号及2K信号接入，其具备信号管理及触控控制功能，可接入20路4K和60路2K信号源，并可支持连续不间断运行，如遇故障，可立即启用备用处理器，24小时内实现系统恢复。进一步地，还包括级联控制器，其通过光纤直连主、备控制器，实现输入信号的复用；可以理解的是，实际应用中，传输线中传输距离长的可以采用光纤方式；而传输距离短的可以用DVI线缆，以保证专业接线上柜。进一步地，作为本实施例的优选，中心处理层的主控处理器可以采用FPGA硬件架构、标准化机箱设计、Crosspoint总线技术、刀片式板卡设计，实现了高清信号的无缝切换，下面具体解释说明中心处理层的结构特点：(1)FPGA硬件架构信号处理器采用全硬件FPGA架构，其内部设置有核心运算机制，具有优异的图像处理性能；由于无内嵌操作系统，因而启动速度快(约5秒)，可以避免工控机式设备的死机、硬件冲突、蓝屏、计算机病毒等缺陷。实验表明，该信号处理器的平均无故障工作时间大于30,000小时，其稳定性高，能够适应调控中心等部门对系统性能日益严格的要求。(2)标准化机箱设计设备箱体尺寸采用符合ANST/EIARS-310-C/D标准的19英寸机箱设计，安装简便，结构稳定。可以理解的是，采用标准的机架式设计，可以使得布线更加便捷、美观，且标准的工业化尺寸更加便于大规模设备的安装和部署。(3)Crosspoint总线技术处理器的主板采用巨量数据交换芯片技术和高速宽带总线，可以彻底根除总线带宽低下引起的拼接系统显示卡顿、不稳定等问题。其中，处理器采用CrossPoint全交叉调度架构高速数据传输技术，底层数据传输由数据调度芯片控制，且每路信号独享专用通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可视化控制系统，其特征在于，包括前端采集层、中心处理层以及后端显示层；所述前端采集层用于对各种电网数据进行绘制与渲染，并将经过绘制与渲染的数据转换为用于展示的展示信号；所述前端采集层包括多台第一工作站和多台第二工作站；所述中心处理层用于对所述展示信号进行处理和分配，所述中心处理层包括主处理器和备用处理器；其中，所述主处理器还用于实现信号管理及触控控制功能；所述备用处理器用于在所述主处理器发生故障时，接替所述主处理器进行工作；所述后端显示层用于通过可视化大屏幕显示经过处理和分配的展示信号。

【技术特征摘要】
1.一种可视化控制系统，其特征在于，包括前端采集层、中心处理层以及后端显示层；所述前端采集层用于对各种电网数据进行绘制与渲染，并将经过绘制与渲染的数据转换为用于展示的展示信号；所述前端采集层包括多台第一工作站和多台第二工作站；所述中心处理层用于对所述展示信号进行处理和分配，所述中心处理层包括主处理器和备用处理器；其中，所述主处理器还用于实现信号管理及触控控制功能；所述备用处理器用于在所述主处理器发生故障时，接替所述主处理器进行工作；所述后端显示层用于通过可视化大屏幕显示经过处理和分配的展示信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一工作站用于输出多路4K的展示信号；所述第二工作站用于输出多路2K的展示信号。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一台所述第一工作站和所述第二工作站分别采用两块8核、2.9GHzCPU，64G内存，240G固态硬盘以及2T企业级硬盘。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中心处理层包括全硬件FPGA架构，且所述中心处理层内部设置有核心运算单元。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：程大闯，马强，刘艳，苗伟威，赵春光，吕霏，孙丽卿，刘铭超，肖景义，王银照，周卓，张辉，刘传良，李俊恩，杜鹏程，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司，北京科东电力控制系统有限责任公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：山东,37