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中文摘要
水电站厂房的设备管理是水电站厂房管理的一个重要领域,加强对设备的管
理是厂房系统顺利运行的重要保障。水电站厂房系统空间结构复杂,包含的设备
种类繁杂、数量多、信息量大,传统的水电站厂房设备管理方法还处于设备台账
式管理阶段,一般以文字或图表的形式对设备属性信息进行存储及展示,存在设
备与设备属性信息相割裂、难以直观表达设备的属性信息与设备空间信息的对应
关系等问题,降低了设备运行与维护的管理效率。针对上述问题,本文构建了较
为真实的水电站厂房可视化交互仿真场景,实现了设备空间信息与设备属性信息
关联及交互,提高了场景的沉浸感与交互性,为水电站厂房设备管理提供了有效、
直观的分析手段。取得的研究成果主要包括:
(1)采用 NURBS 曲面技术、CSG 方法、细分曲面技术和纹理映射技术等
建立了水电站厂房场景三维实体模型,采用雾化模型及天空盒技术模拟了场景环
境,在此基础上结合三维漫游、Bounding Volumes 碰撞检测、Z-FAIL 实时阴影
体算法、虚拟环境声处理等技术,增强了虚拟场景的交互性与沉浸感,构建了多
维度的虚拟水电站及厂房可视化场景,实现了用户与虚拟场景的多维度交互,为
工程人员提供了直观的分析平台。
(2)设计了设备属性体数据结构,将设备属性信息与模型分布式存储并关
联,编制了 GUI 图形用户接口,结合射线拾取、动态材质、三维查询定位、数
据库等关键技术,实现了通过设备模型查询设备属性信息及通过设备属性信息定
位对应的设备模型。有效的解决了水电站设备可视化管理中,设备空间信息与其
属性信息相割裂的问题。
(3)结合某水电站工程厂房设备管理实例,在对设备管理的需求进行分析
的基础上提出系统的实现目标及功能,设计了系统的总体结构、开发原则、运行
环境及 C/S 架构的工作模式,开发了水电站厂房及设备可视化交互仿真系统。系
统构建了高沉浸感的水电站厂房场景,实现了设备可视化管理。为厂房设备管理
提供了有效、直观的分析手段,极大的提高了工程人员对设备可视化管理的效率,
具有较高的应用价值。
关键词: 水电站;设备管理;交互仿真;可视化;三维查询定位
ABSTRACT
Equipment management for powerhouse of hydropower station is a key link in
powerhouse management of hydropower station and provides guarantee for stable
operation of powerhouse system. Powerhouse system of hydropower station is
complex in spatial structure and equipment of the system is characterized by
miscellaneous species, large quantity and massive information. Traditional equipment
management method mainly depends on accounts of equipment to store and display
attribute information of equipment in character form, which may cause separation of
equipment from corresponding accounts, have