本發(fā)明涉及電網(wǎng)監(jiān)控領(lǐng)域，特別是涉及一種水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法以及一種水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施，又稱(chēng)水電廠(chǎng)，它包括為利用水能生產(chǎn)電能而興建的一系列水電站建筑物及裝設(shè)的各種水電站設(shè)備。水電站將高水位水經(jīng)引水系統(tǒng)流入廠(chǎng)房推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出電能，再經(jīng)升壓變壓器、開(kāi)關(guān)站和輸電線(xiàn)路等將電能輸入電網(wǎng)。水電站運(yùn)行時(shí)，會(huì)受到不同河流之間補(bǔ)償調(diào)節(jié)的影響，因此，除了需要注意電站的檢修，對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控也是確保水電站正常運(yùn)行的一項(xiàng)重要手段。

目前對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控的方式，多為二維組態(tài)監(jiān)控，且展示的內(nèi)容多為單一場(chǎng)景下部分設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法直觀(guān)了解設(shè)備之間的聯(lián)系以及運(yùn)行流程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法以及一種水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)，其可以直觀(guān)地對(duì)水電站設(shè)備之間的聯(lián)系以及運(yùn)行流程進(jìn)行有效監(jiān)控，提高水電站運(yùn)行的安全性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：

一種水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法，包括步驟：

獲取對(duì)水電站的各一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控所采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并將采集的各監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分別在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備上進(jìn)行顯示，所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片建立；

向一次設(shè)備下發(fā)控制指令，采集對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備執(zhí)行該控制指令之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，并生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示。

一種水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)監(jiān)控單元，用于獲取對(duì)水電站的各一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控所采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并將采集的各監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分別在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備上進(jìn)行顯示，所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片建立；

控制單元，用于向一次設(shè)備下發(fā)控制指令；

運(yùn)行同步單元，用于采集與所述控制指令對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備執(zhí)行所述控制指令之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，并生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示。

根據(jù)如上所述的本發(fā)明實(shí)施例的方案，是通過(guò)根據(jù)水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片建立的水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)，將采集的各一次設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在該水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行顯示，且在向一次設(shè)備下發(fā)控制指令之后，采集與該控制指令對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備執(zhí)行該控制指令之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成該對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，且生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示，可以跳出了只能對(duì)特定設(shè)備和二維組態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的束縛，可以直觀(guān)地對(duì)水電站設(shè)備之間的聯(lián)系以及運(yùn)行流程進(jìn)行有效監(jiān)控，提高水電站運(yùn)行的安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法的流程示意圖；

圖2是一個(gè)具體示例中的建立水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)的流程示意圖；

圖3為一個(gè)具體應(yīng)用示例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法的流程原理示意圖；

圖4是一個(gè)具體示例中的獲取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并顯示的流程示意圖；

圖5是一個(gè)具體示例中對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行控制的過(guò)程進(jìn)行仿真的流程示意圖；

圖6是一個(gè)實(shí)施例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是一個(gè)具體應(yīng)用示例中的三維模擬監(jiān)控系統(tǒng)建立單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖1中示出了一個(gè)實(shí)施例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法的流程示意圖。如圖1所示，該實(shí)施例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法包括：

步驟S101：獲取對(duì)水電站的各一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控所采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并將采集的各監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分別在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備上進(jìn)行顯示，所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片建立；

步驟S102：向一次設(shè)備下發(fā)控制指令，采集對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備執(zhí)行該控制指令之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，并生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示。

根據(jù)如上所述的本發(fā)明實(shí)施例的方案，是通過(guò)根據(jù)水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片建立的水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)，將采集的各一次設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在該水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行顯示，且在向一次設(shè)備下發(fā)控制指令之后，采集與該控制指令對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備執(zhí)行該控制指令之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成該對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，且生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示，可以跳出了只能對(duì)特定設(shè)備和二維組態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的束縛，可以直觀(guān)地對(duì)水電站設(shè)備之間的聯(lián)系以及運(yùn)行流程進(jìn)行有效監(jiān)控，提高水電站運(yùn)行的安全性。

其中，上述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)可以預(yù)先根據(jù)水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片建立。圖2中示出了一個(gè)具體應(yīng)用示例中的建立水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)的流程示意圖。如圖2所示，在該應(yīng)用示例中，建立水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)的方式包括：

步驟S201：獲取水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片；

步驟S202：根據(jù)所述周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、所述水電站土建結(jié)構(gòu)信息，采用預(yù)設(shè)三維建模方式，搭建水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)、一次設(shè)備三維模型，獲得水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型；

步驟S203：根據(jù)所述一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖片、所述水電站土建結(jié)構(gòu)信息，設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的模擬貼圖、制作材質(zhì)以及烘焙陰影；

步驟S204：根據(jù)所述一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程，設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)；

步驟S205：加載所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)，根據(jù)加載的所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)，配置對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)；

步驟S206：將配置的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布，獲得所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)。

其中，在上述步驟S202中搭建水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)、一次設(shè)備三維模型時(shí)，對(duì)水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一次設(shè)備三維模型的遮擋位置，可以進(jìn)行刪面處理，以提高后期運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行速度。

此外，在上述步驟S203中設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的模擬貼圖、制作材質(zhì)以及烘焙陰影時(shí)，對(duì)三維模型中的一次設(shè)備的模型陰影，可以烘焙成貼圖，以提高后期系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行速度。

基于此，圖3中示出了一個(gè)具體應(yīng)用示例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法的流程原理示意圖。在圖3所示的具體應(yīng)用示例中，是結(jié)合建立水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)以及進(jìn)行水電站三維虛擬仿真監(jiān)控的整體過(guò)程進(jìn)行舉例說(shuō)明。

如圖3所示，首先需要采集水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片。其中，水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)，可以從GIS(Geographic Information System，地理信息系統(tǒng))系統(tǒng)獲得。上述水電站土建結(jié)構(gòu)信息，可以基于水電站土建結(jié)構(gòu)圖紙獲得，該水電站土建結(jié)構(gòu)圖紙，可以是直接掃描已有的紙件的水電站結(jié)構(gòu)圖紙獲得，也可以是直接導(dǎo)入相關(guān)軟件中涉及的水電站土建結(jié)構(gòu)圖紙信息獲得。上述一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程，可以直接導(dǎo)入相關(guān)的一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程的電子文件獲得，上述一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片，可以是對(duì)水電站的一次設(shè)備拍照獲得對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)照片后，將這些一次設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)照片導(dǎo)入后獲得。

然后，通過(guò)相關(guān)的三維建模軟件，根據(jù)上述周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、所述水電站土建結(jié)構(gòu)信息，采用預(yù)設(shè)三維建模方式，搭建水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)、一次設(shè)備三維模型，獲得水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型，并根據(jù)所述一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖片、所述水電站土建結(jié)構(gòu)信息，設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的模擬貼圖、制作材質(zhì)以及烘焙陰影，根據(jù)所述一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程，設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)。然后加載所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)，根據(jù)加載的所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)，配置對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)；并將配置的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布，獲得所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，此處發(fā)布的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)際上是一個(gè)可交互的包含了智能水電站的外部地形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一次設(shè)備的整體三維仿真監(jiān)控系統(tǒng)。

可以理解的是，為了能夠進(jìn)行三維建模，上述水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片可以是導(dǎo)入到具體的三維建模軟件中，也可以是進(jìn)行三維建模的工作人員結(jié)合實(shí)際的建模的需要再行使用。三維建模軟件可以采用任何可以進(jìn)行三維建模的軟件，本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)三維建模軟件的形式做具體限定。相應(yīng)地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，基于已經(jīng)獲得的相關(guān)信息進(jìn)行三維建模的過(guò)程可以采用任何可能的方式信息，在此不做具體限定。

在一個(gè)具體應(yīng)用示例中，可以采用任何可能的三維圖形渲染引擎實(shí)現(xiàn)上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)三維圖形渲染引擎的形式做具體限定。

在結(jié)合三維圖形渲染引擎實(shí)現(xiàn)上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，在上述方法的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，可以通過(guò)三維圖形渲染引擎加載所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)；以及可以通過(guò)所述三維圖形渲染引擎將采集的各監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分別在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備上進(jìn)行顯示；還可以通過(guò)所述三維圖形渲染引擎根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，并生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示。

在上述過(guò)程中，可以以水電站的真實(shí)場(chǎng)景設(shè)備的材質(zhì)為參考，設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的模擬貼圖、制作材質(zhì)以及烘焙陰影，這里的水電站的真實(shí)場(chǎng)景設(shè)備的材質(zhì)，可以是對(duì)水電站進(jìn)行實(shí)際考察后進(jìn)行記錄后獲得，也可以基于上述一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片確定，也可以是結(jié)合水電站土建結(jié)構(gòu)信息確定。

在上述設(shè)置各一次設(shè)備的運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)時(shí)，除了依據(jù)一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程，同時(shí)也可以結(jié)合各一次設(shè)備的工作原理來(lái)進(jìn)行設(shè)置。

在加載制作好的水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)之后，根據(jù)加載的所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)，配置對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，可以同時(shí)結(jié)合水電站應(yīng)用流程的需要，在配置的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中添加相關(guān)的監(jiān)控模塊以及相關(guān)的控制模塊，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)水電站發(fā)電流程的仿真模擬。

在一個(gè)具體示例中，以結(jié)合三維圖形渲染引擎實(shí)現(xiàn)上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)為例，上述三維圖形渲染引擎可以包括監(jiān)視模塊和控制模塊。

在將配置的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布，獲得所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)之后，可以由可編程邏輯控制器在一次設(shè)備上采集數(shù)據(jù)，獲得上述監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，然后通過(guò)三維圖形渲染引擎的監(jiān)視模塊顯示在三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備上。

此外，還可以通過(guò)三維圖形渲染引擎的控制模塊向各一次設(shè)備下發(fā)控制指令，實(shí)時(shí)控制相對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備運(yùn)行，然后由可編程邏輯控制器在一次設(shè)備上采集一次設(shè)備執(zhí)行該控制指令后的數(shù)據(jù)，獲得上述運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后通過(guò)三維圖形渲染引擎的監(jiān)視模塊顯示在三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備上，并且在三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，并生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示，實(shí)現(xiàn)三維虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的同時(shí)動(dòng)作。

上述提及的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以包括電度計(jì)量數(shù)據(jù)和發(fā)電機(jī)單機(jī)組數(shù)據(jù)，當(dāng)然結(jié)合實(shí)際需要，還可以包括其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)。這里的發(fā)電機(jī)單機(jī)組數(shù)據(jù)，具體可以指每個(gè)發(fā)電機(jī)殼上的數(shù)據(jù)，電度計(jì)量數(shù)據(jù)可以為各單個(gè)單發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)之和。

據(jù)此，圖4示出了一個(gè)具體示例中的獲取監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并顯示的流程示意圖。在該具體示例中，是以結(jié)合三維圖形渲染引擎實(shí)現(xiàn)上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。

如圖4所示，在上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布、運(yùn)行之后，可編程邏輯控制器可以通過(guò)串口或者以太網(wǎng)在一次設(shè)備上采集數(shù)據(jù)，這里的數(shù)據(jù)可以是用來(lái)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)單機(jī)組以及所有機(jī)組總發(fā)電量，具體可以由設(shè)置在一次設(shè)備(發(fā)電機(jī)組)的傳感器來(lái)采集。在該具體示例中，所采集的數(shù)據(jù)可以包括電度計(jì)量數(shù)據(jù)、發(fā)電機(jī)單機(jī)組數(shù)據(jù)等。

可編程邏輯控制器采集到的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器中，以供后續(xù)過(guò)程中進(jìn)行應(yīng)用。

然后，三維圖形渲染引擎讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)生成貼圖后顯示在對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的相關(guān)位置進(jìn)行顯示。

圖5中以對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行控制為例，示出了三維虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景同時(shí)動(dòng)作的仿真過(guò)程的流程示意圖。在該具體示例中，是以結(jié)合三維圖形渲染引擎實(shí)現(xiàn)上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。

如圖5所示，在上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)布、運(yùn)行之后，該三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)所在的計(jì)算機(jī)設(shè)備的人機(jī)交互界面接收到水輪機(jī)的開(kāi)機(jī)指令后，該開(kāi)機(jī)指令會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器會(huì)根據(jù)該指令向水輪機(jī)發(fā)送開(kāi)機(jī)指令，水輪機(jī)會(huì)基于可編程邏輯控制器發(fā)送的開(kāi)機(jī)指令開(kāi)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

在水輪機(jī)開(kāi)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，可編程邏輯控制器采集水輪機(jī)開(kāi)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，例如水輪機(jī)轉(zhuǎn)速，所采集的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器中。

三維圖形渲染引擎讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成水輪機(jī)的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，使水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中的水輪機(jī)產(chǎn)生葉輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)畫(huà)效果，模擬水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，并生成水輪機(jī)的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示。

基于與上述方法相同的思想，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)。圖6中示出了一個(gè)實(shí)施例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖6所示，該實(shí)施例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)監(jiān)控單元601，用于獲取對(duì)水電站的各一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控所采集的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并將采集的各監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分別在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備上進(jìn)行顯示，所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片建立；

控制單元602，用于向一次設(shè)備下發(fā)控制指令；

運(yùn)行同步單元603，用于采集與所述控制指令對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備執(zhí)行所述控制指令之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，并生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示。

根據(jù)如上所述的本發(fā)明實(shí)施例的方案，是通過(guò)根據(jù)水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片建立的水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)，將采集的各一次設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在該水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行顯示，且在向一次設(shè)備下發(fā)控制指令之后，采集與該控制指令對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備執(zhí)行該控制指令之后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成該對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，且生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示，可以跳出了只能對(duì)特定設(shè)備和二維組態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的束縛，可以直觀(guān)地對(duì)水電站設(shè)備之間的聯(lián)系以及運(yùn)行流程進(jìn)行有效監(jiān)控，提高水電站運(yùn)行的安全性。

在一個(gè)具體示例中，如圖6所示，該實(shí)施例中的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)還可以包括：

三維模擬監(jiān)控系統(tǒng)建立單元600，用于建立所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)。

圖7中示出了一個(gè)具體應(yīng)用示例中的三維模擬監(jiān)控系統(tǒng)建立單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，該具體應(yīng)用示例中的三維模擬監(jiān)控系統(tǒng)建立單元600包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊6001，用于獲取水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片；

三維建模模塊6002，用于根據(jù)所述周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、所述水電站土建結(jié)構(gòu)信息，采用預(yù)設(shè)三維建模方式，搭建水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)、一次設(shè)備三維模型，獲得水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型，并根據(jù)所述一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖片、所述水電站土建結(jié)構(gòu)信息，設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的模擬貼圖、制作材質(zhì)以及烘焙陰影；

動(dòng)畫(huà)設(shè)置模塊6003，用于根據(jù)所述一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程，設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)；

加載模塊6004，用于加載所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)，根據(jù)加載的所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)，配置對(duì)水電站進(jìn)行監(jiān)控的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)；

發(fā)布模塊6005，用于將所述加載模塊配置的三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布，獲得所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)。

其中，三維建模模塊6002在搭建水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)、一次設(shè)備三維模型時(shí)，對(duì)水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一次設(shè)備三維模型的遮擋位置，可以進(jìn)行刪面處理，以提高后期運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行速度。

此外，三維建模模塊6002在設(shè)置所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型中的各一次設(shè)備的模擬貼圖、制作材質(zhì)以及烘焙陰影時(shí)，對(duì)三維模型中的一次設(shè)備的模型陰影，可以烘焙成貼圖，以提高后期系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行速度。

可以理解的是，為了能夠進(jìn)行三維建模，上述水電站的周邊地形地理信息數(shù)據(jù)、水電站土建結(jié)構(gòu)信息、一次設(shè)備運(yùn)行規(guī)程以及一次設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)照片可以是導(dǎo)入到具體的三維建模軟件中，也可以是進(jìn)行三維建模的工作人員結(jié)合實(shí)際的建模的需要再行使用。三維建模軟件可以采用任何可以進(jìn)行三維建模的軟件，本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)三維建模軟件的形式做具體限定。相應(yīng)地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，基于已經(jīng)獲得的相關(guān)信息進(jìn)行三維建模的過(guò)程可以采用任何可能的方式信息，在此不做具體限定。

在一個(gè)具體應(yīng)用示例中，可以采用任何可能的三維圖形渲染引擎實(shí)現(xiàn)上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)施例不對(duì)三維圖形渲染引擎的形式做具體限定。

在結(jié)合三維圖形渲染引擎實(shí)現(xiàn)上述三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，加載模塊600可以通過(guò)所述三維圖形渲染引擎加載所述水電站標(biāo)準(zhǔn)三維模型、所述模擬貼圖、制作材質(zhì)、烘焙陰影以及各一次設(shè)備的所述運(yùn)行原理動(dòng)畫(huà)，數(shù)據(jù)監(jiān)控單元601可以通過(guò)所述三維圖形渲染引擎將采集的各監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分別在水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備上進(jìn)行顯示，運(yùn)行同步單元602可以通過(guò)所述三維圖形渲染引擎根據(jù)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在所述水電站三維仿真模擬監(jiān)控系統(tǒng)中生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的機(jī)械動(dòng)畫(huà)，并生成對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的模擬貼圖，將采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)在對(duì)應(yīng)的模擬貼圖上顯示。

上述提及的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以包括電度計(jì)量數(shù)據(jù)和發(fā)電機(jī)單機(jī)組數(shù)據(jù)，當(dāng)然結(jié)合實(shí)際需要，還可以包括其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)。這里的發(fā)電機(jī)單機(jī)組數(shù)據(jù)，具體可以指每個(gè)發(fā)電機(jī)殼上的數(shù)據(jù)，電度計(jì)量數(shù)據(jù)可以為各單個(gè)單發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)之和。

本實(shí)施例的水電站三維虛擬仿真監(jiān)控系統(tǒng)中未列出的其他技術(shù)特征，可以與上述水電站三維虛擬仿真監(jiān)控方法中的相同，在此不再詳加贅述。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。