一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法及系统技术方案

一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法及系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，采集输变电设备的运行信息，并从所述运行信息中提取出所述输变电设备的空间定位信息

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力设备
，更具体的，涉及基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法及系统
。

技术介绍

[0002]数字孪生是充分利用物理模型
、
传感器更新
、
运行历史等数据，集成多学科
、
多物理量
、
多尺度
、
多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程
。
[0003]通过数字孪生电网体系的构建，可建立现实电网空间到虚拟电网空间的映射，实现对现实空间中设备或系统状态的实时感知，并利用承载指令的数据回馈到设备或系统指导其决策，从而使电网运行
、
管理和服务由实入虚；另外，还可在虚拟空间进行电网的建模
、
仿真
、
演绎和操控，达到以虚控实的目的，从而加强电网的自我感知
、
自我决策和自我进化能力，支撑电网各项业务数字化运营
。
[0004]目前，数字孪生电网体系的构建已经能够将全景多角度的对电网模型进行展示
。
但是，电网中的各类工作人员，如调度人员
、
运维人员
、
检修人员等仍然不能根据其自身需要，从孪生模型中便利的获取到电网运行过程中的分析数据
。
[0005]此外，在目前的数字孪生电网体系中，用户通常是通过调阅设备资料的方式来得到各类设备的状态参数r/>、
运行信息的，而实际上，大量用户希望通过更为更为直观的可视化方式来获得这些参数信息和状态信息，并在此基础上，从整体层面上对于电网的运行状态实现深度理解，并相应的获取到调度
、
运维等的相关工作策略
。
[0006]更进一步的，输变电设备全景展示过程中，更多的是通过三维可视化符号来实现的虚拟展示，而输变电设备的实景视频与影像中所包含的重要信息虽然能够更准确的展示电网运行状态，以及异常操作情况，但目前来说，并不存在一种能够将输变电设备的实景视频与影像中包含的重要信息融合进电网三维虚拟场景中的方法
。
这导致三维虚拟场景中大量重要信息的缺失，且这种缺失导致三维虚拟场景在时间或空间跨度上的运行数据
、
状态变更难以得到有效溯源，电网状态无法得到真实的跟踪和虚拟同步
。
[0007]针对上述问题，亟需一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法及系统
。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法及系统，通过提取输变电设备的空间定位信息
、
语义特征信息
、
空间属性特征上的时态变化信息，经过时间维度与空间维度上的统一校准，实现输变电设备全要素的全景展示
。
[0009]本专利技术采用如下的技术方案
。
[0010]本专利技术第一方面，涉及一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法，方法包括以下步骤：步骤1，采集输变电设备的运行信息，并从运行信息中提取出输变电设备的
空间定位信息
、
语义特征信息
、
空间属性特征上的时态变化信息；步骤2，将步骤1中采集到的各类信息进行预处理，以实现各类信息在时间基准和空间基准上的统一；步骤3，采用符号化数据对步骤2中经过预处理后的各类信息进行二维或三维空间内的可视化表达，以实现输变电设备全要素的全景展示；步骤4，采用机器算法对输变电设备中的单个设备的运行状态
、
时间演变
、
空间演变进行分析，生成分析报告，并为单个设备在全景展示中添加数据标签
。
[0011]优选的，输变电设备的运行信息至少包括输变电设备的台账
、
巡查记录
、
试验信息
、
在线状态与环境监测信息
、
设备预警信息
、
历史状态数据，以及输变电设备的实景视频与影像信息
。
[0012]优选的，从运行信息中提取出所述输变电设备的空间定位信息还包括：从输变电设备的台账
、
巡查记录
、
历史状态数据中提取输变电设备的初步位置；基于输变电设备的初步位置，调用相应的输变电设备的实景视频与影像信息；从输变电设备的实景视频与影像信息中提取输变电设备的特征部位，从而实现对输变电设备的定位；将对输变电设备的定位作为输变电设备的空间定位信息
。
[0013]优选的，从运行信息中提取出输变电设备的语义特征信息还包括：从输变电设备的台账
、
巡查记录
、
试验信息
、
在线状态与环境监测信息
、
设备预警信息
、
历史状态数据中提取与输变电设备相关的语义信息；采用机器学习对语义信息中的输变电设备的属性特征进行提取，从而生成语义特征信息
。
[0014]优选的，从运行信息中提取出输变电设备的空间属性特征上的时态变化信息还包括：从输变电设备的台账
、
巡查记录
、
试验信息
、
在线状态与环境监测信息
、
设备预警信息
、
历史状态数据中提取出对应于输变电设备实时状态的时间；从实景视频与影像信息中提取出视频帧的时间和影像的拍摄时间
。
[0015]优选的，实现各类信息在时间基准上的统一还包括：定义数字孪生底座的
UTC
时间，将输变电设备实时状态的时间
、
视频帧的时间和影像的拍摄时间与所述
UTC
时间进行对齐；或者，采用数字孪生底座的
UTC
时间对获取实景视频与影像信息的实景相机设备的设备时间进行校准
。
[0016]优选的，实现各类信息在空间基准上的统一还包括：根据实景相机设备的位置
、
角度信息来定义实景视频与影像信息的空间属性，并将空间属性与数字孪生底座的三维空间坐标进行关联；基于所述空间属性
、
以及关联对实景视频与影像信息进行缩放
、
平移和旋转，以实现实景视频与影像信息在虚拟孪生场景中的对齐
。
[0017]优选的，将空间属性与数字孪生底座的三维空间坐标进行关联还包括：采用全自动或半自动的坐标对齐方法提取出实景视频与影像信息中的特征几何结构；将实景视频与影像信息中的特征几何结构与虚拟孪生场景中的特征几何结构进行匹配；基于匹配结果生成相似变换矩阵，从而赋予实景视频与影像信息的单位尺度，并基于单位尺度在缩放实景视频与影像信息的尺度后，采用相似变换矩阵刻画空间属性与所述数字孪生底座的三维空间坐标之间的关联关系，以及基于关联关系对实景视频与影像信息的平移和旋转；从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，采集输变电设备的运行信息，并从所述运行信息中提取出所述输变电设备的空间定位信息
、
语义特征信息
、
空间属性特征上的时态变化信息；步骤2，将步骤1中采集到的各类信息进行预处理，以实现所述各类信息在时间基准和空间基准上的统一；步骤3，采用符号化数据对步骤2中经过预处理后的各类信息进行二维或三维空间内的可视化表达，以实现所述输变电设备全要素的全景展示；步骤4，采用机器算法对所述输变电设备中的单个设备的运行状态
、
时间演变
、
空间演变进行分析，生成分析报告，并为所述单个设备在所述全景展示中添加数据标签
。2.
根据权利要求1中所述的一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法，其特征在于：所述输变电设备的运行信息至少包括所述输变电设备的台账
、
巡查记录
、
试验信息
、
在线状态与环境监测信息
、
设备预警信息
、
历史状态数据，以及所述输变电设备的实景视频与影像信息
。3.
根据权利要求1中所述的一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法，其特征在于：从所述运行信息中提取出所述输变电设备的空间定位信息还包括：从所述输变电设备的台账
、
巡查记录
、
历史状态数据中提取所述输变电设备的初步位置；基于所述输变电设备的初步位置，调用相应的所述输变电设备的实景视频与影像信息；从所述输变电设备的实景视频与影像信息中提取所述输变电设备的特征部位，从而实现对所述输变电设备的定位；将对所述输变电设备的定位作为所述输变电设备的空间定位信息
。4.
根据权利要求1中所述的一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法，其特征在于：从所述运行信息中提取出所述输变电设备的语义特征信息还包括：从所述输变电设备的台账
、
巡查记录
、
试验信息
、
在线状态与环境监测信息
、
设备预警信息
、
历史状态数据中提取与所述输变电设备相关的语义信息；采用机器学习对所述语义信息中的所述输变电设备的属性特征进行提取，从而生成所述语义特征信息
。5.
根据权利要求1中所述的一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法，其特征在于：从所述运行信息中提取出所述输变电设备的空间属性特征上的时态变化信息还包括：从所述输变电设备的台账
、
巡查记录
、
试验信息
、
在线状态与环境监测信息
、
设备预警信息
、
历史状态数据中提取出对应于所述输变电设备实时状态的时间；从所述实景视频与影像信息中提取出视频帧的时间和影像的拍摄时间
。6.
根据权利要求1中所述的一种基于数字孪生底座的输变电设备全景展示方法，其特
征在于：实现所述各类信息在时间基准上的统一还包括：定义所述数字孪生底座的
UTC
时间，将所述输变电设备实时状态的时间
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子谦，李莉，李盛盛，佘运波，陈俣，林峰，蒋元晨，
申请(专利权)人：南京南瑞信息通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：