用于电网监控的三维人机交互系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电网监控的三维人机交互系统。在该系统中，电力调度局域网的数据通过交换机传输至服务器，人机交互设备获取和展示服务器中电力调度局域网的数据，人机交互设备接收用户的交互信息并传输至服务器中保存。本发明专利技术还公开一种应用上述三维人机交互系统的人机交互实现方法，包括：实时读取服务器中的数据，绘制初始图像；创建临时文件；根据初始图像在临时文件中绘制二维画面；读取临时文件中的二维画面信息；更新画面材质显示三维画面；用户在三维画面中进行交互操作；收集交互操作信息，优化内存负载并更新画面。采用本发明专利技术可以提高电网运行监控系统的运行性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三维人机交互系统及其实现方法，尤其涉及一种，属于电网调度自动化

技术介绍
当前，我国电网已进入大电网、特高压、远距离、交直流并联输电的发展阶段，电网结构上的复杂性和运行控制技术的难度是世界罕见的。电网调度系统是电网运行的中枢，在电网运行监控中发挥着重要的作用。电网运行监控系统直接为电网调度运行提供数据采集与监控，可以在线为各级电力调度机构中的生产运行人员提供电力运行信息、电力分析决策工具和必要的控制手段。国内外现有的电网运行监控系统，主要通过传统的二维手段展示电网数据，例如通过表格、曲线、棒图等方式在二维画面上展示数据。用户对电网的调度和交互操作也是在传统的二维画面上实现。在目前电网规模日益庞大的背景下，现有的电网运行监控系统普遍缺少直观有效的显示方式来表现复杂、大量的信息，也缺少有效的可视化手段对各种应用的计算结果、分析结果进行高效的展示。尤其是，现有电网运行监控系统不能将二维画面转换成三维画面，缺少可视化手段进行信息挖掘与智能告警，对电网的调度和交互操作也不能实时在三维画面中实现。申请号为201110027057. 7的中国专利技术专利申请公开了一种电力系统的交互控制方法、装置及系统。该控制方法包括采集所述电力系统的多个子系统的实时信息；根据所述实时信息判断所述多个子系统中是否存在异常，并在所述多个子系统中存在异常时，将所述视频监控系统切换到发生异常的子系统处；以及根据所述视频信息对所述异常的子系统进行控制。该控制装置包括采集模块；判断模块；以及控制模块。该控制系统包括采集器；视频监控系统；传输器；以及服务器，用于对异常的子系统进行控制。但是，该技术方案并不能实现基于三维画面的人机交互操作。
技术实现思路
针对现有技术所存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案一方面，本专利技术提供一种用于电网监控的三维人机交互系统，其特征在于包括月艮务器、交换机、人机交互设备；所述服务器、所述人机交换设备均通过所述交换机与电力调度局域网连接；电力调度局域网的数据通过所述交换机传输至所述服务器，所述人机交互设备获取和展示所述服务器中电力调度局域网的数据，所述人机交互设备接收用户的交互信息并传输至所述服务器中保存。其中较优地，所述服务器包括主用服务器和备用服务器，所述主用服务器和所述备用服务器采用主备热备份方式备份数据。其中较优地，所述人机交互设备包括调度员工作站和触摸显示屏，所述触摸显示屏和所述调度员工作站连接。另一方面，本专利技术还提供一种应用上述三维人机交互系统的人机交互实现方法，其特征在于包括如下步骤；实时读取服务器中的数据，绘制初始图像；创建临时文件；根据所述初始图像在所述临时文件中绘制二维画面；读取临时文件中的二维画面信息；更新画面材质显示三维画面；用户在三维画面中进行交互操作；收集交互操作信息，优化内存负载并更新画面。其中较优地，所述二维画面是EMS平面图形、虚拟现实画面或GIS画面中的一种或多种。其中较优地，在收集交互操作信息，优化内存负载并更新画面的步骤中，首先检测用户在所述三维画面中是否有交互操作，如果存在交互操作，则修改所述三维画面的画面刷新时间。其中较优地，如果存在交互操作，则画面刷新时间变更为毫秒级；如果不存在交互操作，则画面刷新时间维持为秒级。本专利技术在三维空间中利用多个平面显示电网运行监控信息。各平面之间的数据可以进行联动，便于比较分析，具有实时交互，方便快捷的特点，能更加有效地分析和处理越来越多的电网运行数据。本专利技术在实现过程中还采用了内存负载优化的技术手段，进一步提高了三维人机交互系统的运行性能。附图说明图1是本专利技术所提供的用于电网监控的三维人机交互系统的网络结构示意图；图2是图1所示的三维人机交互系统硬件部署示意图；图3是三维人机交互系统对EMS画面显示和交互操作流程示意图；图4是三维人机交互系统对虚拟现实画面显示和交互操作流程示意图；图5是三维人机交互系统对GIS画面显示和交互操作流程示意图；图6是三维人机交互系统对内存负载优化流程示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
做进一步的详细说明。随着三维技术的发展，三维展示手段也开始应用于电网运行监控系统中，但是展示方式相对单一，缺乏与原有二维系统的良好兼容。本专利技术将电网运行监控系统中目前拥有的展示画面类型引入到三维空间中；并根据需要进行显示方案的定制。通过三维人机交互系统，实现展示手段多样化、数据抽象精细化、数据挖掘实用化；并实现电网运行信息从静态、二维平面、孤立数据的展示方式到动态、三维立体、连续图形的展示方式的转变。本专利技术提供了一种用于电网监控的三维人机交互系统。如图1所示，该三维人机交互系统包括服务器1、人机交互设备2和交换机3。服务器1、人机交换设备2均通过交换机3与电力调度局域网(图中未示出)连接。分散在各个发电厂和变电站的数据(例如电参量、开关量状态等)均通过电力调度局域网实时传输，服务器I通过交换机3接收这些实时传输的数据并储存在服务器I的数据库中。人机交互设备2获取和展示服务器I中的实时传输的数据，人机交互设备接收用户的交互操作信息并传输至服务器I中保存。在本专利技术中，服务器I还包括SCADA (数据采集与监控系统)软件。SCADA软件主要用于收集和处理电力调度局域网中实时采集传输的数据，并将处理后的数据存储于数据库中。如图1所示，服务器I优选采用主备热备份方式，由主用服务器和备用服务器构成。正常情况下，主用服务器负责收集数据和储存数据，备机处于热备状态，当主用异常情况下实现主用服务器和备用服务器自动切换，保证了三维人机交互系统的安全稳定运行。如图1和图2所示，在本专利技术提供的用于电网监控的三维人机交互系统中，人机交互设备2优选采用调度员工作站22和触摸显示屏23。当然人机交互设备不仅限于此，触摸一体机或者调度员工作站22、其他具有同等功能的显示装置(例如普通显示屏、投影、大屏幕等)和输入装置(例如鼠标、键盘、控制手柄等)组成的人机交互设备2也可以实现本专利技术中用户和电网数据的控制交互。本专利技术中，人机交互设备2优选用一个调度员工作站22配两台触摸显示屏23模式，便于同时监视更多的画面，在触摸显示屏23上用户进行画面的监视和操作。调度员工作站22用于实现三维人机交互系统的数据处理和数据展示。人机交互设备2实时向服务器I发送数据读取命令，服务器I接收到数据读取命令后通过网络将数据传送给调度员工作站22，调度员工作站22处理数据后在触摸显示屏23显示。触摸显示屏23用于三维人机交互系统中画面的展示和交互操作，用户可以实时读取本三维人机交互系统的数据，并以多种多样的效果展示数据。触摸显示屏23可以接收当前用户对系统数据的各种操作交互，将这些操作交互记录并传输给调度员工作站22，调度员工作站22根据交互操作信息处理系统数据，并更新相应触摸显示屏23的显示画面。当多个触摸显示屏23同时访问同一个画面时或相同的数据时，各画面都是通过调度员工作站22实时读取服务器的数据，在各自触摸显示屏实时显示，保证了不同触摸显示屏数据显示的一致性。本专利技术提供的用于电网监控的三维人机交互系统具有较强的兼容性和丰富的表现力，具有丰富的用户定制手段；支持各种三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电网监控的三维人机交互系统，其特征在于包括服务器、交换机和人机交互设备；所述服务器、所述人机交换设备通过所述交换机连接电力调度局域网；电力调度局域网的数据通过所述交换机传输至所述服务器，所述人机交互设备获取和展示所述服务器中电力调度局域网的数据，所述人机交互设备接收用户的交互信息并传输至所述服务器中保存。

【技术特征摘要】
1.一种用于电网监控的三维人机交互系统，其特征在于包括服务器、交换机和人机交互设备；所述服务器、所述人机交换设备通过所述交换机连接电力调度局域网；电力调度局域网的数据通过所述交换机传输至所述服务器，所述人机交互设备获取和展示所述服务器中电力调度局域网的数据，所述人机交互设备接收用户的交互信息并传输至所述服务器中保存。2.如权利要求1所述的三维人机交互系统，其特征在于所述服务器包括主用服务器和备用服务器，所述主用服务器和所述备用服务器采用主备热备份方式备份数据。3.如权利要求1所述的三维人机交互系统，其特征在于所述人机交互设备包括调度员工作站和触摸显示屏，所述触摸显示屏和所述调度员工作站连接。4.一种应用权利要求1、2或3所述三维人机交互系统的人机交互实现方法，其特征在于包括如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林，杨立波，习新魁，张亮，孙湃，张国强，胡绍鑫，赵鹏，孙丽卿，李一鹏，王丽丽，马斌，程大闯，王亚军，刘艳，
申请(专利权)人：北京科东电力控制系统有限责任公司，河北省电力公司，
类型：发明
国别省市：