一种基于数字孪生的智能巡检系统及方法与流程

本发明涉及电力物联网巡检，特别涉及一种基于数字孪生的智能巡检系统及方法。

背景技术：

1、数字孪生是一种基于虚拟模型的概念，它通过将实际物理对象或系统与其虚拟表示相连接，实现对物理对象或系统的实时监测、仿真和优化。数字孪生的基本思想是将物理对象或系统的现实世界与虚拟世界相连接，使虚拟模型能够准确地反映物理对象或系统的状态、行为和性能。通过将实际数据与虚拟模型进行同步，数字孪生可以提供关于物理对象或系统的实时信息，用于监测、分析和优化。数字孪生的优势在于它提供了一种全面、实时的方式来监测和优化物理对象或系统。它可以帮助提高效率、降低成本、减少风险，并为决策提供更准确的依据。随着物联网和数据分析技术的发展，数字孪生将在各个领域发挥越来越重要的作用，推动工业和社会的智能化和可持续发展。

2、申请号为cn202010054408.2的发明专利公开了一种水下油田设施安全防护监测系统及其方法，所述监测系统包括安全防护监测子系统、风险评估预警子系统以及数据处理终端，所述安全防护监测子系统实时监测水下油田设施的损耗情况，并且所述安全防护监测子系统将监测数据发送至所述风险评估预警子系统中，所述风险评估预警子系统中对所述监测数据进行比对分析后将异常数据发送至所述数据处理终端上，所述数据处理终端将所述异常数据转为数显信号输出至显示终端上，通过安全防护监测子系统对水下油田进行实时监测并获得相应的数据，进一步的，从而替换操作人员的定时巡检工作，降低操作人员的工作强度。

3、但是，上述现有技术只是将监测数据进行比对分析后的异常数据进行显示，在油田设施规模较大时，仅仅根据异常数据进行后续处理，异常状态的呈现形式不够直观，进一步的，降低了预警的及时性。

4、有鉴于此，亟需一种基于数字孪生的智能巡检系统及方法，以至少解决上述不足。

技术实现思路

1、本发明目的之一在于提供了一种基于数字孪生的智能巡检系统及方法，将获取的目标油田的传感器数据通过数据处理服务器进行识别监测，获取推送数据，提升了推送数据的数据质量。将物理特性数据和推送数据进行数据孪生并可视化显示，再将采集到的实时数据与限定值数据相比对，汇总罗列异常数据，异常数据的呈现更直观，进一步提升了预警的及时性。

2、本发明实施例提供的一种基于数字孪生的智能巡检系统，包括：

3、传感器数据获取子系统，用于获取目标油田的传感器数据，将传感器数据统一接入数据处理服务器；

4、推送数据获取子系统，用于数据处理服务器对接入的传感器数据进行识别和监测处理，获取数据处理服务器的推送数据；

5、数字孪生子系统，用于基于目标油田的物理特性数据和推送数据进行数字孪生，获取数字孪生结果并进行可视化显示；

6、智能巡检子系统，用于根据可视化显示结果，进行智能巡检。

7、优选的，传感器数据获取子系统，包括：

8、目标设施确定模块，用于确定目标油田的目标设施，目标设施包括：目标油管和关键设备；

9、数据采集设备获取模块，用于获取目标设施的数据采集设备；

10、数据上传模块，用于根据数据采集设备，获取传感器数据，并将传感器数据实时上传至数据处理服务器。

11、优选的，推送数据获取子系统，包括：

12、数据位号名称识别模块，用于解析传感器数据，识别数据位号名称和数据值；

13、所属区域确定模块，用于根据数据位号名称，确定相应传感器数据的所属区域和数据设定范围；

14、数据值推送模块，用于若数据位号名称对应的数据值在相应的数据设定范围内，将对应数据值推送至所属区域。

15、优选的，数字孪生子系统，包括：

16、三维扫描数据获取模块，用于获取目标油田的三维扫描数据，并作为物理特性数据；

17、数字孪生引擎确定模块，用于基于数字孪生技术，根据物理特性数据和推送数据，确定多个数字孪生模组；

18、数字孪生结果确定模块，用于根据数字孪生模组进行数字孪生，获得数字孪生结果；

19、可视化显示模块，用于基于预设的可视化规则，将数字孪生结果进行可视化显示。

20、优选的，智能巡检子系统，包括：

21、显示数据获取模块，用于解析可视化显示结果，获取多个孪生目标和显示数据；

22、标准数据范围获取模块，用于获取孪生目标的标准数据范围；

23、智能巡检模块，用于根据标准数据范围和显示数据，进行智能巡检。

24、优选的，智能巡检模块，包括：

25、巡检负载量获取子模块，用于获取巡检负载量；

26、第一目标数量获取子模块，用于获取孪生目标的第一目标数量；

27、动态巡检策略制定子模块，用于当巡检负载量小于第一目标数量时，制定动态巡检策略；

28、巡检目标确定子模块，用于根据动态巡检策略，确定当前巡检的孪生目标，并作为巡检目标；

29、异常信息展示子模块，用于判断巡检目标的显示数据是否在标准数据范围内，若不在，则将相应巡检目标的目标属性信息进行集中展示。

30、优选的，动态巡检策略制定子模块，包括：

31、检测信息获取单元，用于当巡检负载量小于第一目标数量时，获取孪生目标的检测信息；

32、特征编码值获取单元，用于将检测信息进行特征编码，获取特征编码值，特征编码值包括：距离当前时间最近一次巡检的巡检时间间隔、执行一次巡检的所需时长以及巡检保护时长；

33、时间节点确定单元，用于根据特征编码值，确定巡检时间节点；

34、第二目标数量获取单元，用于获取巡检时间节点需要巡检的孪生目标的第二目标数量；

35、动态巡检策略确定单元，用于获取第二目标数量和巡检负载量的对比结果，根据对比结果确定动态巡检策略。

36、优选的，动态巡检策略确定单元，包括：

37、协同巡检子单元，用于若对比结果为第二目标数量小于等于巡检负载量，则在巡检时间节点同时进行巡检；

38、等待成本预测子单元，用于若对比结果为第二目标数量大于巡检负载量，则根据相应巡检时间节点的孪生目标的特征编码值，预测任务等待策略的等待成本；

39、等待规划确定子单元，用于确定等待成本最低的任务等待策略，并作为等待规划；

40、未来巡检规划更新子单元，用于根据等待规划，更新巡检时间节点之后的未来巡检时间节点的未来巡检规划；

41、动态巡检策略确定子单元，用于根据等待规划和未来巡检规划，确定动态巡检策略。

42、本发明实施例提供的一种基于数字孪生的智能巡检系统，还包括：

43、自动调取子模块，用于根据目标属性信息，调取异常点位的实时监控视频；

44、其中，自动调取子模块，包括：

45、异常目标确定单元，用于解析目标属性信息，确定异常目标，并获取异常目标监控设备，将异常目标监控设备和异常目标建立监控关联关系；

46、监控关联关系数目判定单元，用于判断是否存在异常目标监控设备建立不小于一个监控关联关系；

47、第一自动调取关系建立单元，用于若不存在，则建立第一自动调取关系；

48、监控属性获取单元，用于若存在，获取相应异常目标监控设备的监控属性；

49、第二自动调取关系建立单元，用于根据监控属性，建立第二自动调取关系；

50、实时监控单元，用于根据第一自动调取关系和第二自动调取关系，调取异常点位的实时监控视频。

51、本发明实施例提供的一种基于数字孪生的智能巡检方法，包括：

52、步骤1：获取目标油田的传感器数据，将传感器数据统一接入数据处理服务器；

53、步骤2：数据处理服务器对接入的传感器数据进行识别和监测处理，获取数据处理服务器的推送数据；

54、步骤3：基于目标油田的物理特性数据和推送数据进行数字孪生，获取数字孪生结果并进行可视化显示；

55、步骤4：根据可视化显示结果，进行智能巡检。

56、本发明的有益效果为：

57、本技术将获取的目标油田的传感器数据通过数据处理服务器进行识别监测，获取推送数据，提升了推送数据的数据质量。将物理特性数据和推送数据进行数据孪生并可视化显示，再将采集到的实时数据与限定值数据相比对，汇总罗列异常数据，异常数据的呈现更直观，进一步提升了预警的及时性。

58、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。

59、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。