矿山地质钻孔数据数字化三维可视化的研究

论述了数字化三维可视化的矿山钻孔数据的内容及其数据格式要求,系统地研究了钻孔数据数字化三维可视化的数字化方法、三维可视化的加工和处理方法、检查方法,对于建立数字矿山有一定的参考意义。     

基于平行系统理论的矿山安全作业系统的建立

以数字矿山的三维可视化和虚拟环境为平台,利用三维GIS、虚拟现实等技术手段,将矿山地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并以此为基础,探讨在真三维环境中集成矿山开发与运行的相关信息,解决数字矿山建设过程中基础信息不足、信息孤岛和可视化等方面的问题。通过建立三维数字矿山信息集成管理系统,实现对矿山开发与运行的科学预测、规划、控制和监测,对提高矿山企业的运作效率、安全生产水平,增强矿山企业的竞争力,实现可持续发展具有重要意义。     

基于数字孪生的电网数字化转型研究

以清晰展示电网相关数据、提升电网整体质量为目标,研究基于数字孪生的电网数字化转型方法。以某省级电网作为研究对象,通过建立由过程优化、数字孪生体、实时数据采集库和电网实体层组成的电网数字化转型框架,通过数字孪生体与运维实体映射,经过电网数据整合与分析后,完成电网的数字化转型。实验结果表明:该方法呈现的电网直流集配比清晰明了,具有较强的显著性;转型后的电网故障次数、电网设备损耗等降低明显,可有效提升电网整体质量;该方法数字化转型呈现故障结果与电网实际故障结果完全一致;可有效展示电网容载比情况,结合人工介入方式可使电网运行与分布更具备合理性。     

三维数字矿山信息集成管理系统设计与实现

以数字矿山的三维可视化和虚拟环境为平台,利用三维GIS、虚拟现实等技术手段,将矿山地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并以此为基础,探讨在真三维环境中集成矿山开发与运行的相关信息,解决数字矿山建设过程中基础信息不足、信息孤岛和可视化等方面的问题。通过建立三维数字矿山信息集成管理系统,实现对矿山开发与运行的科学预测、规划、控制和监测,对提高矿山企业的运作效率、安全生产水平,增强矿山企业的竞争力,实现可持续发展具有重要意义。     

基于大数据技术的云端城市地质三维可视化框架

为了解决大型城市地质三维模型可视化面临的数据容量巨大、模型处理时间长、三维渲染慢、客户端对硬件依赖过高等问题,本文提出了一种基于Spark大数据技术搭建的云端城市地质三维可视化平台,包括数据存储层、数据调度层、云端渲染层、终端可视化层。对城市地质使用的地学大数据采用“纵向分层、横向分块”策略进行自动划分,在三维模型计算及三维可视化过程中,采用Spark Streaming+GPU的快速并行计算和任务调度,可高效地自动完成三维模型的分布式渲染、集中融合和可视化展示。在“地质云”中使用5台高性能云主机构建了城市地质三维可视化平台原型,采用雄安新区的地质、钻孔、高精度网格、倾斜摄影等约410GB的数据进行实验。经在线验证,无三维引擎的客户端访问云端的城市地质三维可视化计算平台,每秒可渲染并返回30帧三维图像,人机实时交互流畅,形成的这种新型“终端发请求、云端三维算”模式将对虚拟化城市地质走向实际应用起到重要的推动作用。     

基于边缘计算的主动配电网功率自动补偿方法

为降低主动配电网运行网损与成本,提升其分布式电源消纳能力,研究了基于边缘计算的主动配电网功率自动补偿方法。设计包含终端设备层、边缘计算层、信息管理层与云计算层的主动配电网自动管理平台,实时监控主动配电网各设备的运行状况,运用边云协作模式实现平台对设备信息数据的采集、存储及预处理,并结合最低线路总网损目标函数,由云计算层建立双层规划主动配电网功率自动补偿模型,通过边缘计算层运算该模型后,完成主动配电网功率自动补偿。实例分析结果表明,该方法可有效降低主动配电网的总线路损耗,提升其运行的经济性,改善分布式电源消纳水平,运算的收敛性能好、精度与效率较高,CPU消耗量低,可保障主动配电网的低成本与安全稳定运行。     

三维地质建模及可视化研究在城市地质工作中的应用探讨(增刊)

三维地质建模和可视化研究将计算机技术、三维可视化技术等信息技术相结合,将可视化的直观表达方式引入到城市地质工作成果表达中,不仅提高成果的社会化服务能力,也提升了对城市地质工作的综合评价能力,将大力支撑我国的新型城镇化建设和城市地质工作。本文通过搜集三维地质建模及可视化的研究现状结合城市地质信息化的研究现状,结合当前大数据为核心的现代信息技术高速发展,探讨三维地质建模和可视化在未来城市地质调查工作中的应用方向,为未来城市地质工作的发展提供一些科学依据。     

基于Unity3D的数字矿山虚拟现实系统建设研究

对数字矿山三维可视化和数据建模技术进行了研究,利用虚拟现实技术,对矿区地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并基于C#开发语言和Unity3D平台建立了数字矿山虚拟现实系统。结果表明:数字矿山虚拟现实系统的建立,实现了矿山基础资料、设备设施、监测监控、应急指挥等信息的可视化管理,为矿山生产管理、安全运营、培训考核和应急救援等工作提供了综合性、可视化的管理决策平台。     

虚拟现实技术在露天矿边坡工程中的应用

露天矿边坡工程是集工程勘察、分析计算、施工和监测等多阶段、多元维数据分析于一体的复杂的系统工程。随着开采进行,边坡揭露和勘察获得的地质数据与工程数据复杂程度与日俱增,传统二维图纸很难表达清楚这些数据之间的关系,这就迫切需要把这些多元数据融合分析与三维可视化,以便领会复杂数据,实现科学决策。结合多种边坡工程数字化勘察手段,以东北大学虚拟现实平台为基础,建立了三维地质模型、工程模型等虚拟场景与集成勘探数据、分析计算成果和治理措施的具有数据查询和交互控制于一体的虚拟现实系统。以司家营铁矿东帮边坡工程为例,实现对边坡工程勘察、现场工程和分析计算等多元数据的融合分析与虚拟可视化,达到评价露天矿边坡稳定性和科学决策的目的。     

智慧矿山三维可视化管理系统研发

针对我国智慧矿山建设过程中存在的多系统、数据难以有效整合的问题,基于三维还原技术,通过智能运维对矿山大数据进行采集、分析、计算、输入、呈现,研发了智慧矿山三维可视化管理系统。介绍系统的架构设计、三维场景的构建、异构数据的整合、智能设备的连接,完成数字矿井子系统、厂站管理子系统的构建。实现了矿山数据实时图形可视化、场景化以及实时交互,提升了矿业企业的管理水平和工作效率,为智慧矿山建设提供了参考。     

负荷预测在配网规划中的研究及应用

为了在配网规划中预测未来需求量及用电量,从而决定电网的发电、输电、配电系统新增容量大小,以及采用的发电设备类型,保证配电网系统运行的安全稳定经济性,提出对配网规划中可以运用负荷预测这一思路。以电力负荷预测作为研究着手点,在分析电力消费现状基础上,运用回归分析法、单耗法、趋势拟合法,预测某地2020—2024年的电力消费,对比分析配电网规划中不同预测方法的预测效果。研究发现,这3种方法在预测过程中的数据样本、适用条件以及建模思路方面均存在明显不同。得出规划配电网过程中,需要结合电力消费的发展情况以及负荷影响因素,选择恰当的负荷预测方法,才能在真正提高配电系统运行安全稳定性的同时,获得更高的社会、经济效益。     

基于RFID技术的电力电缆智能巡检系统在配网中的应用

随着城市配网系统中电力电缆数量不断增加，存在存量电缆数据资料不完善、更新不及时等问题。为加强电力电缆的建设、管理及维护，设计了基于RFID和GIS系统的电力电缆巡检系统。根据实际巡检测试，该系统性能稳定、实用性强，完全满足电力电缆智能化、标准化和数字化的巡检要求。     

煤矿安全监控系统联网平台设计

为了强化煤矿企业落实安全生产主体责任意识,提升煤矿监察监管机构和上级集团公司的监管手段及执法效率,以行业相关规程、规范为基础,结合应用实际需要,深入分析了现有安全监控系统联网平台的不足,凝练总结了监察监管业务新需求,重新设计联网平台,完善数据上传规范。提出以“一张图”为基础的钻取、聚合可视化展现方式,并实现煤矿安全监控系统数据在线巡察和关联分析。在现场实际应用中,在线巡察大大提高了上级管理人员的工作效率,“面—线—点”的可视化方式也适合联网数据的组织和展示,平台可服务于煤矿集团公司和各级监察监管机构,具有较高的推广价值。     

碳中和背景下配电网差异化节能降耗潜力评估分

为了提高配电网差异化节能降耗效果,解决现有潜力评估方法存在的应用性能差的问题,提出碳中和背景下配电网差异化节能降耗潜力优化评估方法。根据配电网的空间结构,构建相应的等值电路模型。在该模型下,从设备损耗和运行附加损耗2个方面计算配电网的损耗量。根据损耗量计算结果,确定配电网差异化碳中和节能降耗方式。从静态和动态2个角度设置潜力评估指标,通过指标数据处理、指标权重求解等步骤,得出配电网差异化节能降耗潜力的综合量化评估结果。将设计潜力评估方法应用到配电网的差异化节能降耗改造工作中,能够有效降低配电网的实际线损量、降低区域损耗费用,并具有较高的应用价值。     

基于改进蚁群算法的变电站巡检 机器人路径规划研究

以提升机器人在巡检变电站时的工作效率,节省巡检时间消耗,设计了改进蚁群算法的变电站巡检机器人路径规划方法。利用栅格法构建变电站机器人巡检路径地图,使用二值表示障碍区域,在经典蚁群算法中引入方向夹角启发因子,提升路径搜索的导向性与搜索速度,使用拉普拉斯概率分布作为信息素挥发因子自适应策略,提升蚁群算法的收敛速度,以实际变电站作为研究对象,结果表明,改进蚁群算法的巡检路径寻优效果和规划速度优于同类路径规划方法,获得了理想的路径规划效果。     

基于通信质量检测的自适应复杂配电线路就地型馈线自动化策略

为贯彻国家政策,按时完成主站覆盖目标,支撑配电自动化建设,全面提升配电网精益化管理水平,国网青海省电力公司在省信息通信公司进行配电网管理信息大区主站系统的示范性建设,对实现青公司配电终端的接入和远程监测起到了关键作用。提出了一种就地型馈线自适应算法,并在青海公司进行自动化建设改造中应用,增加配电终端,在电力配电设备状态感知的配电自动化管理信息大区主站系统的研究,实现了对全省的配电数据进行状态监测、指标分析和考核评估等功能。系统建成后能够充分利用终端采集的数据,提高调度运行控制及故障处理能力,提高配电运检精益化管理水平,并结合实际案例对该应用的效果进行展示,此系统可通过高速计算判断定位故障点,为故障抢修节省时间,提高精度,是一套具有推广性的电力智能物联网系统。     

基于三维场景的电力数据可视化研究

针对在电力数据可视化管理中运用三维仿真技术能够有效增强管理者对电力数据信息获取的能力,基于三维场景渲染算法和数据挖掘技术,对三维场景的电力数据可视化管理进行研究。在研究中,利用八叉树数据结构对三维场景图进行描述,同时采用基于不可见物体剔除算法对三维场景进行渲染,结合优化Apriori数据挖掘算法实现对三维场景中电力设备的动态更新。实验证明,基于该算法实现的变电站动态场景图能够满足电力数据三维可视化管理的要求。