CN115577541A - 一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法及管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法及管理***，应用北斗基准校准和智能感知技术精确定位和数字孪生技术进行虚拟现实管控地下电力管网，终端设备建立模型元素库数据库管理程序单元，终端设备定位录入地理和地下电力电缆管网设施数据生成3D模型，保存至终端设备，运维或勘察时终端设备根据定位地理数据调用项目数据孪生隐蔽的电缆管网设施3D模型，显示在实时视频前层，同时调用传感器数据显示其运行工况，建立了隐蔽电缆管网设施的数字孪生***，使隐蔽的庞大电缆设施通过现场与虚拟3D技术实时映射在内部网络客户端，使隐蔽的电缆设施像架空电力线路一样直观可见，并始终处于实时管控之中。
Description
技术领域
本发明涉及管网数字孪生识别技术领域，尤其涉及一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法及管理***。
背景技术
电网从手工规划的架空年代，到应用电脑CAD、GIS二维技术规划设计管理3D立体的隐蔽地下电缆设施，到目前分布式绿色生态能源资源接入和电动车充电桩，形成一个高难度管理的新型电网，我们研究提出的运用物联全态感知融合3D数字孪生技术，解决一系列管理难题；
经过近三十年的快速发展，我国城市化率已经迅速达到了65％，已经接近欧美城市化水平；现代化城市建筑密度大、单位面积电力负荷密度高，同时政府对于城市景观要求也高；输配电架空线路由于占用空间廊道大、影响城市景观，无论从负荷密度考虑，还是城市景观要求，都已经无法适应当前城市化要求，城市输电线路、配电线路入地电缆化成了城市输配电网发展的大趋势；经过近几年的发展，城市电网的电缆化率不断提高，在网运行的电力电缆数量已经积累了庞大的数量；电力电缆及其电缆沟、电缆排管、电缆隧道等设施一般隐蔽地下，形成了不同于电力架空线路的庞大的地下电力电缆管网设施(以下简称地下电力管网)，为城市提供可靠的电能同时，城市整体环境得到了极大的美化，很好的满足了我国城市化发展的需要；但目前在电缆及其相关设施的实际建设、运行过程中，随着城市建设和改造的不断快速发展，地面建筑物、市政道路***设施日新月异、不断变化，电缆运行部门通过原始的电缆路径资料和设计资料，已经很难判断运行中电缆及其相关设施的精确地理位置及其电缆设施的具体型式，给地下电力管网的设计、建设、运行带来诸多困难：
由于难以判断现有电缆的精确地理位置以及配套电缆设施具体型式，电力设计部门在电缆网络建设、改造工程的设计时，给现场勘查、测量取得精准数据带来很大的难度，需要花费很大的精力不断进行多方面资料的复核和多次现场确认，才能确认设计需要的相关数据；
电网以及市政***门在电网改造、市政建设的规划工程实施过程中，由于无法提供精确的电缆路径，导致电缆运行部门无法在相关工程实施前为地下电力管网精准实施相应的预防性安全保障措施；
电缆运行部门在日常运行巡视中，难以直观感知其精确地理路径，地面环境出现的各种情况变化(各类市政工程施工、各类临时设施、各类城市道路开挖)对其安全运行的影响难以评估；
(3)电缆运行部门对电缆终端、电缆中间头、电缆沟管的实际运行工况数据(电缆和电缆头温度、水位、沟管形变、温湿度、检修井气体、外力破坏、沉降、局放等)难以以低成本和实时取得，导致运行部门难以及时预判电缆运行存在的各种隐患；
(4)日常巡检以人工巡检为主，实时性差，效率较低，人工成本大，资产登记数据量大，时效慢。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过北斗基准校准和只能感知技术，使用终端设备在建设时期定位建模录入和安装相关专业传感器，运维时期精确定位和孪生显示电缆及其设施精确地理位置，解决地下电缆无法直观可见，电网安全运行无法评估，后期维护无法精确定位的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法，应用于隐蔽电缆管网设施管理***，所述***包括终端设备，所述方法包括：
所述终端设备定位地理位置；
终端设备建立模型元素库数据库管理程序单元；
调用已建项目的电缆管网设施3D模型；
显示在现场视频前层虚拟电缆管网设施3D模型；
根据所述定位地理位置和调用已建项目模型，其中调用的项目模型为定位的数字孪生模型，且显示在现场的对应视频前层位置；
其中，所述***还包括现场勘测模块和现场笔记模块，通过所述现场勘测模块获取电缆管网设施信息，通过所述现场笔记模块预留现场勘测信息记录截图。
作为一种优选，所述现场勘测模块包括实景勘测模块，所述终端设备获取地理位置调用模型之前，还包括现场信息采集，所述现场信息采集中定位采用北斗基准校准和智能感知技术，且信息采集后生成3D模型导入服务器设备项目模型库。
作为一种优选，所述服务器设备项目模型库根据实例实测数据调用模型元素库生成虚拟电缆管网，所述建模模型元素根据国标电缆的设施材料，且模型材料分类在终端设备实时显示。
作为一种优选，所述建模数据生成后自动形成最优虚拟电缆管网设施模型，且所述虚拟电缆管网设施模型可手持终端设备进行实景勘测修整，最终数据上传记录。
一种隐蔽电缆管网设施数字孪生管理***，作为***包括终端设备，所述终端设备包括
登录界面，所述登录界面包含用户名及密码输入模块，用于登录该终端界面；
主界面，所述主界面包括功能选择模块，所述功能选择模块包括现场勘测模块和现场笔记模块，用于定位现场位置调用项目模型；
管线信息预览，所述管线信息预览包括实景勘测模块，所述实景勘测模块分为管线模型游走查看和管线模型逐层查看，用于现场定位实景对比。
作为一种优选，所述管线模型游走查看可通过游走观测虚拟管线模型，所述管线模型逐层查看可进行某一条或几条管线模型的查看。
作为一种优选，所述管线信息预览可通过管线模型进行文字信息预览。
作为一种优选，所述现场勘测模块是进入现场勘测界面并进行虚拟管线模型及资料预览。
作为一种优选，所述现场笔记模块为预留对现场勘测信息做记录截图操作。
作为又一种优选，所述终端设备中定位位置采用定位生成的3D模型和安装方位传感器，与北斗基准校准定位***配合。
本发明的有益效果：
(1)本发明中通过在建设时期进行实地勘测构建模型，定位建模录入和安装传感器配合终端设备使得运维时期精确定位，方便工人直观观测和检查维修。
(2)本发明中通过数字孪生识别管理对地下电网实时掌握运行工况，将庞大电缆设施通过现场与虚拟3D技术实时映射在内部网络端，使得隐蔽的地下电缆设施像架空电力线路一样直观可见。
(3)本发明中通过运用物联全态感知融合数字孪生技术虚拟仿真现实，在数字空间构建了一套真实对象，在规划、设计、运行、改造过程中的虚拟体，犹如物联网中各种实体对象，实现人机亲和协同。
综上所述，该方法及***具有将地下隐蔽的庞大电缆设施呈现数据化，可以直观可见并实时管控的优点，尤其适用于管网数字孪生识别技术领域。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明中终端设备内***模块运行流程示意图。
图2为本发明中终端设备登录界面流程示意图。
图3为本发明中现场勘测模块的流程结构示意图。
图4为本发明中终端设备运行方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
实施例一
如图1至图4所示，本发明提供了一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法，应用于隐蔽电缆管网设施管理***，所述***包括终端设备，所述方法包括：
所述终端设备定位地理位置；
终端设备建立模型元素库数据库管理程序单元；
调用已建项目的电缆管网设施3D模型；
显示在现场视频前层虚拟电缆管网设施3D模型；
根据所述定位地理位置和调用已建项目模型，其中调用的项目模型为定位的数字孪生模型，且显示在现场的对应视频前层位置；
其中，所述***还包括现场勘测模块和现场笔记模块，通过所述现场勘测模块获取电缆管网设施信息，通过所述现场笔记模块预留现场勘测信息记录截图。
进一步，如图2所示，所述现场勘测模块包括实景勘测模块，所述终端设备获取地理位置调用模型之前，还包括现场信息采集，所述现场信息采集中定位采用北斗基准校准和智能感知技术，且信息采集后生成3D模型导入服务器设备项目模型库，信息采集后建模导入终端设备模型库，模型库分类，材料名称，材料别名，规格和颜色都会在终端设备实时用中文显示，建立了模型库后更加方便数字孪生技术的实施，使得庞大的地下电网以数字的形式呈现在网络终端上，方便实时观测。
进一步，所述服务器设备项目模型库根据实例实测数据调用模型元素库生成虚拟电缆管网，所述建模模型元素根据国标电缆的设施材料，且模型材料分类在终端设备实时显示，建模数据都是符合国家电力标准，配合国家电网实现地下电网的掌控，通过简单的终端设备实现人机交互，符合科技技术创新。
进一步，如图3所示，所述建模数据生成后自动形成最优虚拟电缆管网设施模型，且所述虚拟电缆管网设施模型可手持终端设备进行实景勘测修整，最终数据上传记录，对现场设施进行建模后可自动生成虚拟管线，通过虚拟管线使得电网分布可视化，对于后期地貌变化也能精确定位查找地下电网的存在。
一种隐蔽电缆管网设施数字孪生管理***，作为***包括终端设备，所述终端设备包括
登录界面，所述登录界面包含用户名及密码输入模块，用于登录该终端界面；
主界面，所述主界面包括功能选择模块，所述功能选择模块包括现场勘测模块和现场笔记模块，用于定位现场位置调用项目模型；
管线信息预览，所述管线信息预览包括实景勘测模块，所述实景勘测模块分为管线模型游走查看和管线模型逐层查看，用于现场定位实景对比。
进一步，如图3所示，所述管线模型游走查看可通过游走观测虚拟管线模型，所述管线模型逐层查看可进行某一条或几条管线模型的查看，该管理***可以拿到现场进行精准定位，更加便于查找，在后期进行维修维护过程中也能精确定位位置所在，减少因电网损坏时间过长带来的不必要的损失。
进一步，所述管线信息预览可通过管线模型进行文字信息预览，可以更加直观的清楚现场所有的数据，便于直观观测。
进一步，所述现场勘测模块是进入现场勘测界面并进行虚拟管线模型及资料预览，虚拟管线的产生是根据***录入的模型自动生成的最优化管线，现场可根据实际情况进行观测和修整上传，确保过长的时间地面地貌发生改变而影响工作人员的判断，从而影响工作进程。
进一步，如图2所示，所述现场笔记模块为预留对现场勘测信息做记录截图操作，该模块可以有效记录当时实时遇到的情况问题，并正确记录，方便查找，对于现场的数据进行统一整理，确保数据的完整性和整齐性。
更进一步，所述终端设备中定位位置采用定位生成的3D模型和安装方位传感器，与北斗基准校准定位***配合，利用北斗定位***进行地下电网的构建，利用终端设备进行实地观测定位，方便工人手持终端设备对某一需要检测地区的准确定位，实现真正的地下电网可视化。
工作过程：首先配合北斗定位***，工作人员前期进行现场实地勘测，并对勘测的数据进行建模导入到该管理***内，利用该管理***的构建虚拟管线，然后通过构建虚拟管线对前期构建进行定位建模录入和安装相关传感器进行现场对比构建识别***；然后工作人员可通过手持终端设备，利用终端设备上的方位传感器进行现场位置定位，从而直观的观测地下电网构建方向和走势；
值得说明的是，智能识别地理和数字孪生技术管理地下电缆设施***,应用北斗基准校准和智能感知技术精准定位和智能识别地理和数字孪生技术进行虚拟现实管控地下电力管网，使用终端设备在建设时期定位建模录入和安装相关专业传感器、运维时期精确定位和孪生显示电缆及其设施精确地理位置，同时实施掌握其运行工况，建立了地下电缆设施的数字孪生***，使隐蔽地下、无法直观查看的庞大电缆设施通过现场与虚拟3D技术实时映射在内部网络端，使隐蔽地下的电缆设施像架空电力线路一样直观可见，并始终处于实时管控之中；
其次运用物联全态感知融合数字孪生技术虚拟仿真现实，在数字空间构建了一套真实对象，在规划、设计、运行、改造过程中的虚拟体，犹如物联网中各种实体对象，实现人机亲和协同的重要桥梁，轻松解决日常维护中，因地面建筑迁移、拆除等方式无法准确定位原地下电力管网的位置，通过数字孪生***可直观定位其地理位置、埋深、敷设数量、电缆状态及电缆设施情况，大大减少通过人工定位电缆及检测电缆状态的各种成本；
而且具有大数据接口通过数字孪生***的建模及数据导入将制定电缆设施台账及相关统计报表；
在电力物联网建设的具体场景中，数字孪生技术可应用于支撑虚拟现实下电网的智能规划及优化设计、精准电网模拟云测仿真、虚拟地下电缆设施监控等业务，智能识别地理技术实现精准现场电力电缆及其相关设施日常状态和危险告警；
其中在智能识别地理和数字孪生技术的支撑下，应用人工智能、物联网和三维可视化等技术实现对地下电力管网的实时监控，构建起城市地下电力管网运行的虚拟环境，可以实时电缆和设施温度等环境因素，有力保障输配电网的安全稳定运行。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法，其特征在于：应用于隐蔽电缆管网设施管理***，所述***包括终端设备，所述方法包括：
所述终端设备定位地理位置；
终端设备建立模型元素库数据库管理程序单元；
调用已建项目的电缆管网设施3D模型；
显示在现场视频前层虚拟电缆管网设施3D模型；
根据所述定位地理位置和调用已建项目模型，其中调用的项目模型为定位的数字孪生模型，且显示在现场的对应视频前层位置；
其中，所述***还包括现场勘测模块和现场笔记模块，通过所述现场勘测模块获取电缆管网设施信息，通过所述现场笔记模块预留现场勘测信息记录截图。
2.根据权利要求1所述的一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法，其特征在于，所述现场勘测模块包括实景勘测模块，所述终端设备获取地理位置调用模型之前，还包括现场信息采集，所述现场信息采集中定位采用北斗基准校准和智能感知技术，且信息采集后生成3D模型导入服务器设备项目模型库。
3.根据权利要求2所述的一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法，其特征在于，所述服务器设备项目模型库根据实例实测数据调用模型元素库生成虚拟电缆管网，所述建模模型元素根据国标电缆的设施材料，且模型材料分类在终端设备实时显示。
4.根据权利要求3所述的一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法，其特征在于，所述建模数据生成后自动形成最优虚拟电缆管网设施模型，且所述虚拟电缆管网设施模型可手持终端设备进行实景勘测修整，最终数据上传记录。
5.一种隐蔽电缆管网设施数字孪生管理***，其特征在于，所述***包括终端设备，所述终端设备包括
登录界面，所述登录界面包含用户名及密码输入模块，用于登录该终端界面，登录服务器记录各次操作；
主界面，所述主界面包括功能选择模块，所述功能选择模块包括现场勘测模块和现场笔记模块，用于定位现场位置调用模型元素和项目模型；
管线信息预览，所述管线信息预览包括实景勘测模块，所述实景勘测模块分为管线模型游走查看和管线模型逐层查看，用于现场定位实景对比。
6.根据权利要求5所述的一种隐蔽电缆管网设施数字孪生管理***，其特征在于，所述管线模型游走查看可通过游走观测虚拟管线模型，所述管线模型逐层查看可进行某一条或几条管线模型的查看。
7.根据权利要求5所述的一种隐蔽电缆管网设施数字孪生管理***，其特征在于，所述管线信息预览可通过管线模型进行文字信息预览。
8.根据权利要求5所述的一种隐蔽电缆管网设施数字孪生管理***，其特征在于，所述现场勘测模块是进入现场勘测界面并进行虚拟管线模型及资料预览。
9.根据权利要求1所述的一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法，其特征在于，所述现场笔记模块为预留对现场勘测信息做记录截图操作。
10.根据权利要求1-9所述的一种隐蔽电缆管网设施数字孪生识别方法及管理***，其特征在于，所述终端设备中定位位置采用定位生成的3D模型和安装方位传感器，与北斗基准校准定位***配合。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116308302A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-23 | 深圳抛物线科技有限公司 | 一种基于数字孪生的绝缘隐患超前预警方法及*** |
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2022
- 2022-10-17 CN CN202211269272.2A patent/CN115577541A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116308302A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-23 | 深圳抛物线科技有限公司 | 一种基于数字孪生的绝缘隐患超前预警方法及*** |
| CN116308302B (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-08 | 深圳抛物线科技有限公司 | 一种基于数字孪生的绝缘隐患超前预警方法及*** |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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