本發(fā)明屬于數(shù)字孿生模型優(yōu)化展示，尤其涉及電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。它目前在產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造、醫(yī)學(xué)分析、工程建設(shè)等領(lǐng)域應(yīng)用較多。數(shù)字孿生技術(shù)在電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，概括來說，就是對真實電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備及環(huán)境進行數(shù)字建模，用3d可視化技術(shù)實時展現(xiàn)和更新這些設(shè)備及環(huán)境的數(shù)據(jù)，并使模型能根據(jù)人機操作來呈現(xiàn)出合理的變化。

2、其中，常見的3d可視化數(shù)據(jù)展示是在模型頂上顯示一個寫有數(shù)據(jù)的面板。當(dāng)有多個面板時，常常會出現(xiàn)互相遮蓋的情況。傳統(tǒng)的方式是人工配置面板的位置，過程復(fù)雜、費時費力，而且難免在人機操作至某個角度后，仍然出現(xiàn)遮蓋的問題。如果有些重要數(shù)據(jù)被遮蓋，容易讓操作員出現(xiàn)遺漏誤判，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有一定的隱患和危害。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法及系統(tǒng)，采用將信息顯示面板從3d域內(nèi)映射到屏幕2d域上，當(dāng)檢測到面板之間存在重疊時，疏散重疊者到新的位置，再把這個新位置重新映射回3d域內(nèi)的策略，避免了操作員因遺漏重要數(shù)據(jù)而出現(xiàn)的誤判，提高了電力系統(tǒng)安全運行的智能化水平。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個或多個實施例提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明第一方面提供了電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法。

4、電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，包括：

5、步驟一：獲取電力數(shù)字孿生系統(tǒng)中，各信息顯示面板在3d域內(nèi)的大小和位置，將各信息顯示面板映射到屏幕2d域上；

6、步驟二：判斷屏幕2d域上各信息顯示面板是否存在重疊；

7、步驟三：若存在重疊，則采用模擬受力的方法，假設(shè)存在重疊的各信息顯示面板之間存在排斥力，并確定存在重疊的每一個信息顯示面板所受的合力，按照合力方向?qū)⒋嬖谥丿B的每一個信息顯示面板按照設(shè)定速度疏散分離一次；

8、步驟四：重新判斷疏散分離后的各信息顯示面板是否仍存在重疊，若是，則繼續(xù)迭代步驟三，直至各信息顯示面板之間均無重疊區(qū)域為止；若否，則直接執(zhí)行步驟五；

9、步驟五：獲取各信息顯示面板的當(dāng)前位置，按照當(dāng)前位置將各信息顯示面板映射回3d域內(nèi)，實現(xiàn)各顯示面板避免被遮蓋。

10、本發(fā)明第二方面提供了電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化系統(tǒng)。

11、電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

12、映射模塊，被配置為：獲取電力數(shù)字孿生系統(tǒng)中，各信息顯示面板在3d域內(nèi)的大小和位置，將各信息顯示面板映射到屏幕2d域上；

13、初始判斷模塊，被配置為：判斷屏幕2d域上各信息顯示面板是否存在重疊；

14、疏散分離模塊，被配置為：若存在重疊，則采用模擬受力的方法，假設(shè)存在重疊的各信息顯示面板之間存在排斥力，并確定存在重疊的每一個信息顯示面板所受的合力，按照合力方向?qū)⒋嬖谥丿B的每一個信息顯示面板按照設(shè)定速度疏散分離一次；

15、重新判斷模塊，被配置為：重新判斷疏散分離后的各信息顯示面板是否仍存在重疊，若是，則繼續(xù)迭代疏散分離模塊，直至各信息顯示面板之間均無重疊區(qū)域為止；若否，則直接執(zhí)行逆映射模塊：

16、逆映射模塊，被配置為：獲取各信息顯示面板的當(dāng)前位置，按照當(dāng)前位置將各信息顯示面板映射回3d域內(nèi)，實現(xiàn)各顯示面板避免被遮蓋。

17、以上一個或多個技術(shù)方案存在以下有益效果：

18、本發(fā)明提供了一種電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法及系統(tǒng)，該方法采用跟蹤電力數(shù)字孿生系統(tǒng)中的各信息顯示面板在3d域內(nèi)的大小和位置，將其從3d域內(nèi)映射到屏幕2d域上，在2d域上對面板之間是否存在重疊進行檢測，當(dāng)面板之間存在重疊時，就疏散重疊者到新的位置，迭代循環(huán)直至所有的面板均無重疊，再把這個新位置重新映射回3d域內(nèi)，能夠自動避免展示信息被遮蓋，避免了操作員因遺漏某些重要數(shù)據(jù)而出現(xiàn)的誤判，提高了電力系統(tǒng)安全運行的智能化水平。

19、本發(fā)明在屏幕2d域上對相互重疊的面板進行疏散分離時，采用了模擬受力的方法，假設(shè)存在重疊的各信息顯示面板之間存在排斥力，并確定存在重疊的每一個信息顯示面板所受的合力，按照合力方向?qū)⒋嬖谥丿B的每一個信息顯示面板按照設(shè)定速度疏散分離一次，之后重新判斷移動至新位置的面板是否仍存在重疊，整體判斷邏輯簡單、便于操作。

20、本發(fā)明將各個面板視為矩形，將判斷任意兩個信息顯示面板是否存在重疊轉(zhuǎn)換為判斷矩形a和矩形b是否存在重疊，并采用反向思考，判斷“不重疊”的情況，設(shè)計了判據(jù)，當(dāng)判據(jù)均不符合時，判定為兩個矩形存在重疊，進而判定兩個面板存在重疊。

21、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟二中，判斷屏幕2d域上各信息顯示面板是否存在重疊，具體包括：

3.如權(quán)利要求2所述的電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟三中，假定表示信息顯示面板的矩形a與矩形b存在重疊時，矩形a、矩形b之間存在排斥力，當(dāng)無重疊時，排斥力為0：

4.如權(quán)利要求3所述的電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟三中，在每一次移動時，定義兩個矩形之間彼此疏散分離的速度大小為恒定值v，v>0。

5.如權(quán)利要求1所述的電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，當(dāng)矩形之間排斥力變?yōu)?時，排斥力對速度失去方向上的影響力，此時v＝0。

6.如權(quán)利要求4所述的電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，當(dāng)疏散分離速度取值越大時，矩形間疏散分離速度越快，疏散結(jié)束后，矩形間出現(xiàn)的間隙也越大。

7.如權(quán)利要求1所述的電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟一中，通過透視變換，將3d域內(nèi)各信息顯示面板映射到屏幕2d域上，將3d坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成2d坐標(biāo)。

8.如權(quán)利要求1所述的電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟五中，通過透視變換的逆運算，將各信息顯示面板映射回3d域內(nèi)，將2d坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成3d坐標(biāo)。

9.如權(quán)利要求1所述的電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟一之前，還需要將電力系統(tǒng)中的真實電力設(shè)備映射到數(shù)字孿生系統(tǒng)中，對真實電力設(shè)備及環(huán)境進行數(shù)字建模，用3d可視化技術(shù)實時展現(xiàn)和更新真實電力設(shè)備及環(huán)境的數(shù)據(jù)，形成電力數(shù)字孿生系統(tǒng)。

10.電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3d數(shù)據(jù)展示優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出電力數(shù)字孿生系統(tǒng)3D數(shù)據(jù)展示優(yōu)化方法及系統(tǒng)，涉及數(shù)字孿生模型優(yōu)化展示。包括：將各信息顯示面板映射到屏幕2D域上；判斷屏幕2D域上各信息顯示面板是否存在重疊；若存在重疊，則采用模擬受力的方法，假設(shè)存在重疊的各信息顯示面板之間存在排斥力，并確定每一個信息顯示面板所受的合力，按照合力方向?qū)⒋嬖谥丿B的每一個信息顯示面板按照設(shè)定速度疏散分離一次；重新判斷疏散分離后的各信息顯示面板是否仍存在重疊，直至各信息顯示面板之間均無重疊區(qū)域為止；獲取各信息顯示面板的當(dāng)前位置，按照當(dāng)前位置將各信息顯示面板映射回3D域內(nèi)。本發(fā)明避免操作員因遺漏重要數(shù)據(jù)而出現(xiàn)的誤判，提高了電力系統(tǒng)安全運行的智能化水平。

技術(shù)研發(fā)人員：孫騰飛,彭博,艾福超,魏代坤,譚邵卿,刁俊超,楊詠新,王臻,周家聞,徐瑩
受保護的技術(shù)使用者：國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6