一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与方法,属于变电站小室技术领域，包括：三维设备模型创建单元，屏柜模型集成单元：三维全景可视化展示单元，光纤回路可视化单元，该基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与方法,通过基于三维模型的继电保护设备动态数据的监视，将三维场景建立模型与电气设备信息结合起来，实现了运维人员对变电站现场的远程可视化运维；通过三维建模方法，可以在不失逼真虚拟现实体验的前提下，构建出变电站保护小室的三维全景模型，实现现场景图像的精确展示，叠加上三维可视化展示内容，可以给运维人员提供顺畅的全景漫游体验。人员提供顺畅的全景漫游体验。人员提供顺畅的全景漫游体验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与方法


[0001]本专利技术属于变电站小室
，具体涉及基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与方法。

技术介绍

[0002]智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分,智能高压设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等，智能变压器与控制系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据，在一定程度上降低运行管理成本，减少隐患，提高变压器运行可靠性；智能变电站中光缆标签的格式和内容的通常都是按照电缆的标记方式习惯的表达光纤缆的编号、起点和终点位置，没有统一的规范导致不同的变电站现场出现各种形状的光纤缆标签，现场应用中通过标签的信息无法查看图纸中的原理回路，只能找到光缆联系图中的相关信息，原理回路的细节还需要通过一些工具软件在SCD文件和虚端子图中查找，不利于施工单位施工、验收、对调试和运维单位也带来困扰，不利于智能变电站的统一建设、标准化的施工等；同时随着变电站数量剧增，导致运维人员对变电站现场实际场景设备缺乏感官、清晰、真实的认识；现场二次设备异常时，需现场勘察后才能定位故障，缺乏辅助手段提升现场设备异常处置效率，因此需要研发一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与方法来解决现有的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与方法，以解决现场二次设备异常时，需现场勘察后才能定位故障的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统，包括：三维设备模型创建单元，所述三维设备模型创建单元用于创建设备的三维模型以及模块化族库；屏柜模型集成单元：所述屏柜模型集成单元用于根据二次系统设计的逻辑模型信息，结合标准设备材料库以及调用三维设备模型创建单元的关联信息，实例化二次三维模型屏柜箱体；三维全景可视化展示单元，所述三维全景可视化展示单元用于通过装置配置文件ICD、IPCD（单装置物理能力描述，Individual Physical Capability Description）、端子排信息中的装置型号、装置背板端口、装置端子排对装置、回路进行实例化，实例化装置中的物理回路、虚回路，在三维场景中按站域、间隔、装置进行三维展示；光纤回路可视化单元，所述光纤回路可视化单元用于根据光纤回路及相关设备的板卡、端口及物理连接关系，可视化展示变电站光纤回路、逻辑回路的相互映射关系。
[0005]优选的，所述三维设备模型创建单元包括：
模型层级结构解析模块，所述模型层级结构解析模块用于解析变电站设备建模层级结构；三维模型创建模块，所述三维模型创建模块用于按照变电站小室空间位置进行建模；标准模块化模型创建模块，所述标准模块化模型创建模块用于对标准屏柜箱体、装置设备、端子排、元器件、电缆光纤建立模块化族库。
[0006]优选的，所述模块化族库包括：屏柜箱体族库；装置设备族库，所述装置设备族库用于将装置设备外壳与内部组装部件整合为整体模块，并与具体型号、厂家的装置设备创建关联；元器件族库，所述元器件族库用于二次电气设备分类创建依托基本图元之上的真实三维设备模型；端子、端口族库，所述端子、端口族库用于端子排、板卡不同类型的元器件批量组合建模；电缆光纤库。
[0007]优选的，所述屏柜模型集成单元包括：逻辑信息与物理位置配置模块，所述逻辑信息与物理位置配置模块用于将二次设备在屏柜中的位置关系进行配置，利用原理图中提取的逻辑模型信息，将屏柜中的二次装置、端子排设备进行屏柜布局的配置，将柜体分为前后两部分，装置、端子排设备按照从上至下的层级关系划分，同层级的位置分为左中右，上下层级的间距根据柜体高度和设备高度进行平分，配置后的位置布局信息可以存储在SPCD模型文件中；设备材料库与模块化族库配置模块，所述设备材料库与模块化族库配置模块用于根据标准设备材料库中屏柜、箱子、装置设备、端子排、元器件的属性信息，利用标准二次设备分类及厂家型号区分对应真实模型效果，将数据信息跟模块化族库模型建立关联关系，通过标准设备材料与标准模块化设备族的对应关系，由逻辑模型信息到三维模型信息的映射；SPCD模型文件读取模块，所述SPCD模型文件读取模块用于读取标准SPCD模型文件，解析标准格式内容，获取二次系统设计中屏柜箱体内部、柜间及电缆、光纤之间的逻辑关系，以及相关设备元件的编号、属性、位置信息；SPCD模型文件识别模块，所述SPCD模型文件识别模块用于识别逻辑模型数据并划分为屏柜、屏柜内装置设备、端子排、元器件，装置设备由板卡、端子组成，板卡由元器件、端子组成，以及屏柜间电缆芯信息，提取SPCD模型中各元素的位置布局信息，设备材料属性信息；设备材料与模块化族映射关系提取模块，所述设备材料与模块化族映射关系提取模块用于通过SPCD模型中各元素的材料属性信息以及二次设备的厂家型号，在标准设备材料库中获取关联属性信息，根据映射的模块化族库中的模块族，提取二次设备族模型；组屏柜箱体模块，所述组屏柜箱体模块用于通过SPCD模型文件中屏柜箱体、电缆光纤的逻辑关系，以及柜体、元件、设备、接线的编号属性信息，由外层柜体到内部装置、端子排设备进行组建，调用匹配的模块族，分析其位置布局，接线部分全部由端子引出进入柜
内线槽，自动组装或手动调整排布；三维模型编辑模块，用于对设备、元器件，位置布局调整，编号、属性信息的编辑、添加以及删除操作；三维模型移交模块，所述三维模型移交模块用于将三维模型进行GIM建模并移交。
[0008]优选的，所述三维全景可视化展示单元包括：展示模块，所述展示模块包括LED屏幕可视化、实时状态可视化、实时告警可视化、管线可视化、工具栏；故障信息通知模块，所述故障信息通知模块用于当设备或元件发生报警或状态变化时，在展示模块通过着色、闪烁、抖动、加图标方式提示；非电气量信号状态虚拟显示模块，所述非电气量信号状态虚拟显示模块用于通过业务数据接口获取屏柜压板、转换把手、保护设备指示灯、空气开关非电气量信号状态，并将采集的状态直接叠加在虚拟设备上；线缆虚拟展示模块，所述线缆虚拟展示模块用于展示线缆、光缆、尾缆的走向及两端信息；移动终端，所述移动终端用于展示全站小室、屏柜配置信息，扫描光纤缆标签的二维码读入标签信息，显示虚回路信号的物理回路全路径。
[0009]优选的，所述三维全景可视化展示单元还包括：接口模块，所述接口模块包括：Web API；Rest API；服务模块，所述服务模块包括：通过博超解析服务的模型解析服务；通过文件服务进行文件管理服务；通过Websocket进行数据推送服务；通过Shiro登陆和权限认证服务；通过Websocket或者Http进行外部数据采集传输服务；通过Redis进行数据缓存服务；通过实时数据传输进行实时数据服务；通过博超三维引擎进行模型展示服务；基础服务模块，所述基础服务模块包括数据传输中间件、Web服务器、文件服务。
[0010]优选的，所述光纤回路可视化单元包括：物理信息生成模块，所述生成模块用于生成工程的物理信息模型SPC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统，其特征在于：包括：三维设备模型创建单元，所述三维设备模型创建单元用于创建设备的三维模型以及模块化族库；屏柜模型集成单元，所述屏柜模型集成单元用于根据二次系统设计的逻辑模型信息，结合标准设备材料库以及调用三维设备模型创建单元的关联信息，实例化二次三维模型屏柜箱体；三维全景可视化展示单元，所述三维全景可视化展示单元用于通过装置配置文件ICD、IPCD、端子排信息中的装置型号、装置背板端口、装置端子排对装置、回路进行实例化，实例化装置中的物理回路、虚回路，在三维场景中按站域、间隔、装置进行三维展示；光纤回路可视化单元，所述光纤回路可视化单元用于根据光纤回路及相关设备的板卡、端口及物理连接关系，可视化展示变电站光纤回路、逻辑回路的相互映射关系；所述三维设备模型创建单元包括：模型层级结构解析模块，所述模型层级结构解析模块用于解析变电站设备建模层级结构；三维模型创建模块，所述三维模型创建模块用于按照变电站小室空间位置进行建模；标准模块化模型创建模块，所述标准模块化模型创建模块用于对标准屏柜箱体、装置设备、端子排、元器件、电缆光纤建立模块化族库。2.根据权利要求1所述的一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统，其特征在于：所述模块化族库包括：屏柜箱体族库；装置设备族库，所述装置设备族库用于将装置设备外壳与内部组装部件整合为整体模块，并与具体型号、厂家的装置设备创建关联；元器件族库，所述元器件族库用于二次电气设备分类创建依托基本图元之上的真实三维设备模型；端子、端口族库，所述端子、端口族库用于端子排、板卡不同类型的元器件批量组合建模；电缆光纤库。3.根据权利要求1所述的一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统，其特征在于：所述屏柜模型集成单元包括：逻辑信息与物理位置配置模块，所述逻辑信息与物理位置配置模块用于将二次设备在屏柜中的位置关系进行配置，利用原理图中提取的逻辑模型信息，将屏柜中的二次装置、端子排设备进行屏柜布局的配置，将柜体分为前后两部分，装置、端子排设备按照从上至下的层级关系划分，同层级的位置分为左中右，上下层级的间距根据柜体高度和设备高度进行平分，配置后的位置布局信息可以存储在SPCD模型文件中；设备材料库与模块化族库配置模块，所述设备材料库与模块化族库配置模块用于根据标准设备材料库中屏柜、箱子、装置设备、端子排、元器件的属性信息，利用标准二次设备分类及厂家型号区分对应真实模型效果，将数据信息跟模块化族库模型建立关联关系，通过标准设备材料与标准模块化设备族的对应关系，由逻辑模型信息到三维模型信息的映射；SPCD模型文件读取模块，所述SPCD模型文件读取模块用于读取标准SPCD模型文件，解
析标准格式内容，获取二次系统设计中屏柜箱体内部、柜间及电缆、光纤之间的逻辑关系，以及相关设备元件的编号、属性、位置信息；SPCD模型文件识别模块，所述SPCD模型文件识别模块用于识别逻辑模型数据并划分为屏柜、屏柜内装置设备、端子排、元器件，装置设备由板卡、端子组成，板卡由元器件、端子组成，以及屏柜间电缆芯信息，提取SPCD模型中各元素的位置布局信息，设备材料属性信息；设备材料与模块化族映射关系提取模块，所述设备材料与模块化族映射关系提取模块用于通过SPCD模型中各元素的材料属性信息以及二次设备的厂家型号，在标准设备材料库中获取关联属性信息，根据映射的模块化族库中的模块族，提取二次设备族模型；组屏柜箱体模块，所述组屏柜箱体模块用于通过SPCD模型文件中屏柜箱体、电缆光纤的逻辑关系，以及柜体、元件、设备、接线的编号属性信息，由外层柜体到内部装置、端子排设备进行组建，调用匹配的模块族，分析其位置布局，接线部分全部由端子引出进入柜内线槽，自动组装或手动调整排布；三维模型编辑模块，用于对设备、元器件，位置布局调整，编号、属性信息的编辑、添加以及删除操作；三维模型移交模块，所述三维模型移交模块用于将三维模型进行GIM建模并移交。4.根据权利要求1所述的一种基于三维建模的屏柜模型集成设计系统，其特征在于：所述三维全景可视化展示单元包括：展示模块，所述展示模块包括LED屏幕可视化、实时状态可视化、实时告警可视化、管线可视化、工具栏；故障信息通知模块，所述故障信息通知模块用于当设备或元件发生报警或状态变化时，在展示模块通过着色、闪烁、抖动、加图标方式提示；非电气量信号状态虚拟显示模块，所述非电气量信号状态虚拟显示模块用于通过业务数据接口获取屏柜压板、转换把手、保护设备指示灯、空气开关非电气量信号状态，并将采集的状态直接叠加在虚拟设备上；线缆虚拟展示模块，所述线缆虚拟展示模块用于展示线缆、光缆、尾缆的走向及两端信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁东海，娄悦，汤小兵，蔡宇翔，赵智成，刘述军，顾霞玲，丁继为，徐海涛，赵国栋，祝明乐，曾剑锋，于彬，
申请(专利权)人：南京国电南思科技发展股份有限公司，
类型：发明
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