vr技术2000字论文篇一：《试谈基于虚拟现实(VR)技术的电力统一监控平台》 摘 要
由于无人值守变越来 越多，这对电力管理部门在技术和管理上都带来了新的挑战。无人值守变电站的自动化、自动化程度越来越高，各种在线监控系统也越来越多，对于信息 化管理的要求也更高。预先待需要一个统一的监控平台将电气设备、环境、图像、各种报警装置进行完善的放大检查，以便管理操作人员能够快速、直观、方便的查看到所需的实时或 本项目即针对以上所上市的无人值守变电站运行管理的新挑战，通过基于虚拟现实（VR）技术的变电站远程统一智能监控平台的应用研究，来提高无人值守变电站的运行数据
?关键词虚拟现实电力智能监控平台
?1引言
?随着电力自动化技术的快速发展，越来越多的开关变 无人值守变改造，无人值守变的电压等级和范围越来越广，成为未来发展的必然趋势。在经常变改造为无人值守变以后，实现了变运行的自动化、精度化， 确定了对变事故的处理效率和准确性，进一步保证了系统安全，减少了人员的误操作，减少了大量的运行值班人员，增加了劳动生产率，降低了成本，带动了企业科技进步。 但无人值守的模式无论是在技术上还是管理上都对原有的模式带来了新的挑战。无人变电站的电压等级各站有所不同，设备型号复杂，对于管理来说 运行人员熟悉设备的运行、维护和操作的要求高。而且无人值守变的自动化、自动化程度越来越高，各种在线监控系统也越来越多，对于信息化管理的要求也越来越高 下一步需要将不同监控系统按照设备的真实进行统一、集成、分析，电气设备、环境、图像、各种报警装置能够全方位观察检查，以便管理操作人员能够快速、直观、便捷的查看 到所需的实时或历史数据。
二项目内容
本项目即是针对以上所订购的无人值守变电站运行管理的新挑战，通过基于虚拟现实 （VR）技术的变远程统一智能监控平台（以下简称？平台？）的应用研究，来提高无人值守变的运行管理水平，如图1所示。
2.1平台的功能
2.1.1真实三维再现变电站场景
再现再现变电站的建筑、主控室、开关室及环境场景； 观察显示电气一次部分以及电气部分的实际连接；观察显示开关柜的位置、外观；
2.1.2集中展示设备工况
3D实景中沉浸、快速、便捷地查看任意电气设备的相关数据、数值
与Scada系统融合——实时展示电气设备的Scada遥测、遥信数据，并统计开关跳闸次数、变压器调档次数 及瓦斯保护活动次数；
与监测图像系统融合——实时显示实时监测图像；
与在线测温系统融合——实时显示在线温度；
与现场巡检系统融合——展示设备巡检历史记录。
?2.1.3 自动灵活查看实时图像
?侧壁场景中的设备，图像设备自动进行 转向、即将，颠覆传统人工焦点、转动云台、聚焦等一系列繁琐动作；查找图像设备，可快速、便捷、准确地进行对应设备的远程外观察看、拍照、热成像成像测温、热 恐怖袭击等一系列动作，并智能生成人性化的记录、报告等。
2.1.4设备异常情况
整个三维场景中，每个设备模型都会随着实时采集来的数据，智能判断设备工作状态是否正常；对于出现异常的 ，三维场景会自动将设备渲染操作形成数千个模式并定位，不断提示人员及时排除故障；解警后，可在设备数据面板中查看历史第三方记录。
★2.1.5远程巡视< /p>
设定所需巡检的设备点以及关注的数据量、图像外观、热红外成像等需要的巡检信息，系统自动生成巡检路径；巡视人员通过平台随机或定时进行 远程巡检，当进入已设定的巡检设备点时，系统将巡检的设备相关在线监测数据，进行集中展示；对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡检
2.2基于虚拟现实(VR)技术实现的变远程统一智能监控平台的特点
2.2.1 可视化
虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。本平台中将通过三维模型逼真地再现了安阳市北郊变电站的场景， 产生了沉浸式的交互环境。
2.2.2统一管理
基于虚拟现实（VR）技术实现的变电站远程统一智能监控平台可融合各种平台系统，展示 其相应的数据或图像，如Scada电气数据（遥信、遥测数据）、在线测温数据、辅助监控系统的视频图像等。
2.2.3智能监控
基于虚拟现实（VR）技术实现的变远程统一智能监控平台融合数字视频监控、RFID无线识别、智能门禁、智能报警等多种监控方式：
整个立体场景中，每个设备 模型会随着实时采集到的数据，智能判断设备工作状态是否正常。对于出现异常的，三维场景会自动将设备渲染成一个模式并定位，不断提示操作人员及时排除故障；
所有的图像、安防、消防、周界、门禁、温湿度、各种传感设备、三维一次电气设备及其附件的各种属性、数据、动作、变化规律，均可以作为同样条件，进行同样
2.2.4智能远程巡检
优化目前传统的现场巡检模式，通过在该平台上设定巡检路线、巡检设备、 巡检数据、设备外观等不同巡检内容，巡视人员定时或随机通过该平台上进行远程巡检，当进入巡检设备点时，系统将相关设备的相关在线监测数据，进行集中展示， 文明实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡检、判定，形成综合分析结果记录，能远程、高效进行电气设备多系统、跨平台巡检，减少现场巡检频次 ，形成与现场巡检的高度互补、统一。
3技术实现：3.1 3D建模技术
三维建模软件为3dMax，是Autodesk公司开发的基于PC系统 的三维动画渲染和制作软件，功能强大，扩展性好。它适合制作建筑模型、物体动画模型以及人物动画模型等，可利用系统自带的材质库，或自制的贴图，来达到逼真的效果
?3DMax还可以将模型文件导出多种格式的文件，可用于Java3D开发的引擎平台加载，如obj文件、3ds文件、mdl文件和smd文件等。
本平台引擎所适用的模型有obj、3ds和ms3d。基本场景模型采用obj文件格式；刀闸开合、门开合的动画采用3ds格式；漫游人物动画采用ms3d格式。
3.2 平台引擎技术
由于本平台采用B/S架构，所以平台引擎选择使用Java3D来实现VR技术。Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展， 是一组应用编程接口(API)。客户端只需使用标准的Java虚拟机就可以浏览，并且具有因此不需要安装插件的优点。而且Java3D是基于互联网的软件开发平台，它能够将图形功能与互联网结合 很好地集成在一起，因此非常适用于基于网络的VR系统开发。
本平台算法有以下创新点：
（1）创新采用双视角模式展示 变电站/眼睛眼睛模式;更加模式模式更加更加更加更加更加更加更加现变电站复杂复杂复杂复杂真实，实现复杂复杂复杂场景电站电站电站电站电站电站复杂变变变变电站电站电站复杂变变电站电站电站电站电站复杂实现实现实现实现变电站变电站电气变电站复杂场景及电气设备设备设备，，，，，屏柜。 变复杂三维场景动作的复杂性，改进传统2D式信息搜索A*算法，进一步提升变复杂三维场景自动寻径的消耗时间。
Ⅰ（3）改进了地面高低的三维变复杂场景场景 的检测算法，创新地增加了多维光束，来检测气压计的高度信息，提高检验的精确性。
Ⅰ(4)根据变场景的复杂性、电气设备的布局复杂性以及空间约束 ，改进传统的AABB碰撞检测算法，采用动态AABB碰撞检测算法，周围提高碰撞检测的准确性。
Ⅰ(5)在变立体仓库复杂场景中人物平滑移动，顺便放弃传统的BSP树 ，采用曲面球体算法并添加滑动公式，实现碰撞后的平滑移动及电力巡检人物碰撞后的曲面球体滑动处理。
★3.3系统接口技术
★本平台与 其他需要展示的系统接口程序采用Web Service模式。它基于网络的、多元化的组件，它特定执行的任务，遵守具体的技术规范，这些规范使得Web Service能够与其他兼容的组件进行 Web服务利用SOAP（简单对象访问协议）和XML（可扩展标记语言）对这些模型在通讯方面做了进一步的扩展以消除特殊对象模型的障碍。XML用于标记电子文件 产生具有结构化性的标记语言，提供统一的方法来描述和交换独立于应用程序或供应商的格式化数据，可以用于标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对自己的标记语言进行 定义的源语言，非常适合Web传输。
本平台的一大功能是可以展示不同系统的实时参数，不同的系统有不同的编程方式，而且像Scada系统，数据量大， 并且满足性要求，接口程序需要设计灵活、快速、扩展性好。
与Scada系统接口：Scada系统包含所有电力设备所有遥测、遥信数据，本平台需要实时实时性 、便捷的从如此庞大的数据量中检索出所需的数据是个难点
与变辅控系统接口：本平台需要从辅控系统中要便捷地检索出实时图像、及 智能报警信号，而图像的文件一般比较大，在3D平台中快速流畅地展示是个难点。
融合制造业与其他系统的接口：因为本平台其他多种系统平台的数据 ，所以要求它在可扩展性上实现有足够的视觉设计。
四结论
基于虚拟现实（VR）技术的先进统一监控平台三维系统采用的软硬件技术，系统功能方面立足于电力智能化管理和电站安全运行 实际情况，解决了传统管理中很多难以人工解决的问题，同时针对变型实际整体数据模块，克服过去各系统整体数据条块分割、人工关联的弊端，从变型实际车间指挥、运行诊断、危险操作等实际使用的角度 出发，实现变电运行数据设备准确及时的采集、电气设备、各种监控装置等真实位置场景及实时状态进行解析、立体、更新的集中再现及变三维巡视的漫游、数据记录、外观记录、巡视电站 分析报告录入等数据的解析、统一再现。规范了业务流程的管理，减少了人工和物料的损耗，实现了信息数据及分析的自动生成，实现了变电运行的智能及集中化管理。
参考文献
[1]陈卓等.基于虚拟现实的变电站培训仿真巡视功能研究[J].现代计算机(下半月版)，2010(09).
[2]张照彦等.虚拟现实在变仿真中的应用[J].计算机仿真，2008，25(2).
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