基于三維全景系統(tǒng)的智能化生產(chǎn)管理

曹永樂

摘要：充分結合網(wǎng)絡并發(fā)優(yōu)化技術、三維虛擬地球技術及2.5m衛(wèi)星影像技術等建立機加生產(chǎn)線路三維全景系統(tǒng)，基于該系統(tǒng)建立智能化生產(chǎn)管理模式，充分實現(xiàn)了智能化生產(chǎn)管理、智能化信息展示及智能化應急指揮管理等諸多功能，項目成果面向各生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)應用。下面從多方面對基于三維全景系統(tǒng)的智能化生產(chǎn)管理進行分析和論述，供大家參考。

關鍵詞：三維全景系統(tǒng)；智能化；生產(chǎn)管理

隨著近年來我國社會經(jīng)濟的快速前進，設計領域的發(fā)展也取得了很大進步，從機械制造方面來說，機加生產(chǎn)方面三維設計技術逐漸被人們所接受，這無疑為其在系統(tǒng)應用領域提供了重要基礎。三維全景系統(tǒng)以三維虛擬地球為技術展現(xiàn)平臺，同和了二維GIS地圖、三維數(shù)據(jù)模型及衛(wèi)星遙感影像等，構建了災害預警、動態(tài)巡檢輔助決策及故障輔助分析等高級應用功能于一身的系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)全方位智能化生產(chǎn)輔助管理的目標。

一、三維全景系統(tǒng)關鍵技術

（一）高性能多源海量數(shù)據(jù)融合

三維全景又稱為全景環(huán)視或360°全景，它是一種利用數(shù)碼相機針對現(xiàn)有場景進行多角度環(huán)視拍攝，通過后期縫合及加載播放程序，完成的一種三維虛擬展示技術。系統(tǒng)采用LOD顯示、自動LOD調(diào)優(yōu)等技術，利用多級緩存機制的建立，完成了數(shù)十萬級絕緣子模型的快速加載，具有性能穩(wěn)定、瀏覽流暢等一系列優(yōu)點。系統(tǒng)利用矢量數(shù)據(jù)柵格化技術，實現(xiàn)了遙感影像數(shù)據(jù)與道路網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)之間的巧妙融合，可以快速計算出百萬公里道路網(wǎng)的最優(yōu)路徑，其響應時間不超過5s。

（二）多分辨率遙感影響融合

系統(tǒng)應用全球2km分辨率遙感影像，500km線路走廊利用優(yōu)于1m分辨率的航拍影響，不同分辨率影像數(shù)據(jù)與數(shù)字高程模型（DEM）相對應，可以實現(xiàn)不同分辨率遙感影像與DEM數(shù)據(jù)的無縫拼接，系統(tǒng)所使用的性價比是最高的，同時系統(tǒng)業(yè)務需求可以得到很好的滿足，此外，向其他電壓等級擴展的要求也可以得到滿足。

（三）二維三維GIS平臺一體化

系統(tǒng)平臺為三維矢量、格柵數(shù)據(jù)模型提供支持，同時在此基礎上建立起三維空間數(shù)據(jù)庫，對之前積累的數(shù)據(jù)及應用起到了繼承作用，很好的解決了二維數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)完整共享、互操作等一系列問題。

二、系統(tǒng)的生產(chǎn)管理與決策分析

（一）危險點預警

三維全景系統(tǒng)可以按照設置的規(guī)則庫，動態(tài)分析各種數(shù)據(jù)及在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，若達到了設置的危險臨界調(diào)節(jié)，系統(tǒng)會于地圖中標志預警，將詳細信息顯示出來，實現(xiàn)快速定位。危險點預警功能的應用可以實現(xiàn)對海量信息的篩選，及時將重要危險點展示出來，并提醒有關部門巡視并消除缺陷，從而為機加生產(chǎn)線路的安全運行提供有效視距，促進運行維護效率的提高。系統(tǒng)危險點預警主要包括以下幾方面內(nèi)容：

1.交叉跨越危險點預警。三維全景系統(tǒng)可以將交跨物自動插入三維場景之中，并按照相應的規(guī)則庫實現(xiàn)對危險點的預判斷及報警，嚴格按照生長速率動態(tài)對數(shù)據(jù)進行更新；

2.在線監(jiān)測超閾值預警。在線監(jiān)測超閾值預警動態(tài)化、可視化得以實現(xiàn)，通過分析海量在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，深入了解以前在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的分布情況，改變之前無人問津的被動局面，真正實現(xiàn)了在線監(jiān)測資源的有效利用。

3.缺陷危險點預警。通過及時掌握現(xiàn)階段危及線路安全運行的危險點分布情況，各輸電工區(qū)及時對臨時巡檢、檢修計劃進行調(diào)整，確保機加生產(chǎn)線路運行的安全性，最終促進運維效率的提升。

（二）技術監(jiān)督輔助管理

在三維全景系統(tǒng)背景下，充分借助于網(wǎng)絡技術、計算機技術，建立了數(shù)字化故障信息庫與缺陷信息數(shù)據(jù)庫，同時基于二維GIS還繪制出了歷史故障點分布圖、嚴重缺陷動態(tài)專題圖以及危急缺陷故障分布圖等，為制定機加生產(chǎn)線路巡視計劃、制定反事故措施、劃分特殊區(qū)域等相關工作提供了有效依據(jù)。同時，系統(tǒng)還結合機加生產(chǎn)線路特殊區(qū)域分布情況，按照機加生產(chǎn)線路專項技術監(jiān)督方面的具體要求，提出了專項監(jiān)督閱讀重點工作的相關指示。不同單位中維護人員均可以結合本模塊，對任意時間專項監(jiān)督工作設備范圍進行查詢，同時也能利用該模塊了解重點工作提示。

（三）狀態(tài)巡檢計劃輔助決策

根據(jù)動態(tài)巡視制度建立了巡視周期規(guī)則庫，劃分了綜合分析特殊區(qū)域，通過對比污區(qū)圖、特殊區(qū)域綜合分析、雷害圖及當前時間等相關信息，按照GPS巡檢儀導入、運維人員錄入的記錄，即可動態(tài)生成月度巡視計劃，從而使狀態(tài)巡檢計劃輔助決策得以實現(xiàn)。

三、在線監(jiān)測智能布點

近年來在線監(jiān)測裝置數(shù)量明顯增加，由于傳統(tǒng)人工布點方式隨機性較大、缺乏全局規(guī)劃，已經(jīng)無法與機加生產(chǎn)線路總體狀態(tài)的要求相適應。本次研究在積極總結以往運行經(jīng)驗的基礎之上，建立起各布點規(guī)則庫，有效利用GIS鄰近分析、插值處理及空間疊置等地理分析功能，充分實現(xiàn)了氣象在線監(jiān)測布點規(guī)劃方案制定的智能化、規(guī)范化及標準化。系統(tǒng)利用分布疊加的方式成圖，完成布點方案的制定，按照布點原則首先生成機加生產(chǎn)線路地理分布圖層、地形地貌圖層、重要通道圖層等，并以這些輔助圖層信息為基礎，充分實現(xiàn)了對監(jiān)測布點方案制定的智能化。

結語：

綜上所述，利用三維全景系統(tǒng)可以實現(xiàn)信息先進技術與機加專業(yè)先進管理理念之間的有效融合，有效整理挖掘海量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉換為信息，為機加生產(chǎn)展示平臺的構建提供依據(jù)，充分保證機加生產(chǎn)的可靠性。系統(tǒng)充分結合高分辨率航拍影像、高精度衛(wèi)星遙感影像及二維GIS地圖，實現(xiàn)了機加生產(chǎn)線路的三維可視化，打造出基于機加生產(chǎn)線路狀態(tài)監(jiān)測中心的核心地理信息平臺。

參考文獻：

[1]張中偉，田錫天，黃利江，辛宇鵬. 機加工藝三維可視化表示與生成技術研究[J]. 制造業(yè)自動化，2013，（04）：26-30.

[2]尹超，張飛，李孝斌，龔小容. 多品種小批量機加車間生產(chǎn)任務執(zhí)行情況可視化動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 計算機集成制造系統(tǒng)，2013，（01）：46-54.

[3]王金華，黃樂亭，李首濱，黃曾華. 綜采工作面智能化技術與裝備的發(fā)展[J]. 煤炭學報，2014，08：1418-1423.

[4]吳學文，施澤杰，李暉，朱曉鈴. 基于PV3D與Flex的虛擬校園系統(tǒng)的設計與開發(fā)[J]. 廈門理工學院學報，2016，01：64-69.