电力数字孪生系统3D数据展示优化方法及系统与流程

本发明属于数字孪生模型优化展示，尤其涉及电力数字孪生系统3d数据展示优化方法及系统。

背景技术：

1、数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。它目前在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。数字孪生技术在电力系统中已经得到了广泛应用，概括来说，就是对真实电力系统中的电力设备及环境进行数字建模，用3d可视化技术实时展现和更新这些设备及环境的数据，并使模型能根据人机操作来呈现出合理的变化。

2、其中，常见的3d可视化数据展示是在模型顶上显示一个写有数据的面板。当有多个面板时，常常会出现互相遮盖的情况。传统的方式是人工配置面板的位置，过程复杂、费时费力，而且难免在人机操作至某个角度后，仍然出现遮盖的问题。如果有些重要数据被遮盖，容易让操作员出现遗漏误判，对电力系统的安全稳定运行具有一定的隐患和危害。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了电力数字孪生系统3d数据展示优化方法及系统，采用将信息显示面板从3d域内映射到屏幕2d域上，当检测到面板之间存在重叠时，疏散重叠者到新的位置，再把这个新位置重新映射回3d域内的策略，避免了操作员因遗漏重要数据而出现的误判，提高了电力系统安全运行的智能化水平。

2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了电力数字孪生系统3d数据展示优化方法。

4、电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，包括：

5、步骤一：获取电力数字孪生系统中，各信息显示面板在3d域内的大小和位置，将各信息显示面板映射到屏幕2d域上；

6、步骤二：判断屏幕2d域上各信息显示面板是否存在重叠；

7、步骤三：若存在重叠，则采用模拟受力的方法，假设存在重叠的各信息显示面板之间存在排斥力，并确定存在重叠的每一个信息显示面板所受的合力，按照合力方向将存在重叠的每一个信息显示面板按照设定速度疏散分离一次；

8、步骤四：重新判断疏散分离后的各信息显示面板是否仍存在重叠，若是，则继续迭代步骤三，直至各信息显示面板之间均无重叠区域为止；若否，则直接执行步骤五；

9、步骤五：获取各信息显示面板的当前位置，按照当前位置将各信息显示面板映射回3d域内，实现各显示面板避免被遮盖。

10、本发明第二方面提供了电力数字孪生系统3d数据展示优化系统。

11、电力数字孪生系统3d数据展示优化系统，包括：

12、映射模块，被配置为：获取电力数字孪生系统中，各信息显示面板在3d域内的大小和位置，将各信息显示面板映射到屏幕2d域上；

13、初始判断模块，被配置为：判断屏幕2d域上各信息显示面板是否存在重叠；

14、疏散分离模块，被配置为：若存在重叠，则采用模拟受力的方法，假设存在重叠的各信息显示面板之间存在排斥力，并确定存在重叠的每一个信息显示面板所受的合力，按照合力方向将存在重叠的每一个信息显示面板按照设定速度疏散分离一次；

15、重新判断模块，被配置为：重新判断疏散分离后的各信息显示面板是否仍存在重叠，若是，则继续迭代疏散分离模块，直至各信息显示面板之间均无重叠区域为止；若否，则直接执行逆映射模块：

16、逆映射模块，被配置为：获取各信息显示面板的当前位置，按照当前位置将各信息显示面板映射回3d域内，实现各显示面板避免被遮盖。

17、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

18、本发明提供了一种电力数字孪生系统3d数据展示优化方法及系统，该方法采用跟踪电力数字孪生系统中的各信息显示面板在3d域内的大小和位置，将其从3d域内映射到屏幕2d域上，在2d域上对面板之间是否存在重叠进行检测，当面板之间存在重叠时，就疏散重叠者到新的位置，迭代循环直至所有的面板均无重叠，再把这个新位置重新映射回3d域内，能够自动避免展示信息被遮盖，避免了操作员因遗漏某些重要数据而出现的误判，提高了电力系统安全运行的智能化水平。

19、本发明在屏幕2d域上对相互重叠的面板进行疏散分离时，采用了模拟受力的方法，假设存在重叠的各信息显示面板之间存在排斥力，并确定存在重叠的每一个信息显示面板所受的合力，按照合力方向将存在重叠的每一个信息显示面板按照设定速度疏散分离一次，之后重新判断移动至新位置的面板是否仍存在重叠，整体判断逻辑简单、便于操作。

20、本发明将各个面板视为矩形，将判断任意两个信息显示面板是否存在重叠转换为判断矩形a和矩形b是否存在重叠，并采用反向思考，判断“不重叠”的情况，设计了判据，当判据均不符合时，判定为两个矩形存在重叠，进而判定两个面板存在重叠。

21、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，在步骤二中，判断屏幕2d域上各信息显示面板是否存在重叠，具体包括：

3.如权利要求2所述的电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，在步骤三中，假定表示信息显示面板的矩形a与矩形b存在重叠时，矩形a、矩形b之间存在排斥力，当无重叠时，排斥力为0：

4.如权利要求3所述的电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，所述步骤三中，在每一次移动时，定义两个矩形之间彼此疏散分离的速度大小为恒定值v，v>0。

5.如权利要求1所述的电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，当矩形之间排斥力变为0时，排斥力对速度失去方向上的影响力，此时v＝0。

6.如权利要求4所述的电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，当疏散分离速度取值越大时，矩形间疏散分离速度越快，疏散结束后，矩形间出现的间隙也越大。

7.如权利要求1所述的电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，所述步骤一中，通过透视变换，将3d域内各信息显示面板映射到屏幕2d域上，将3d坐标转换成2d坐标。

8.如权利要求1所述的电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，所述步骤五中，通过透视变换的逆运算，将各信息显示面板映射回3d域内，将2d坐标转换成3d坐标。

9.如权利要求1所述的电力数字孪生系统3d数据展示优化方法，其特征在于，在步骤一之前，还需要将电力系统中的真实电力设备映射到数字孪生系统中，对真实电力设备及环境进行数字建模，用3d可视化技术实时展现和更新真实电力设备及环境的数据，形成电力数字孪生系统。

10.电力数字孪生系统3d数据展示优化系统，其特征在于：包括：

技术总结本发明提出电力数字孪生系统3D数据展示优化方法及系统，涉及数字孪生模型优化展示。包括：将各信息显示面板映射到屏幕2D域上；判断屏幕2D域上各信息显示面板是否存在重叠；若存在重叠，则采用模拟受力的方法，假设存在重叠的各信息显示面板之间存在排斥力，并确定每一个信息显示面板所受的合力，按照合力方向将存在重叠的每一个信息显示面板按照设定速度疏散分离一次；重新判断疏散分离后的各信息显示面板是否仍存在重叠，直至各信息显示面板之间均无重叠区域为止；获取各信息显示面板的当前位置，按照当前位置将各信息显示面板映射回3D域内。本发明避免操作员因遗漏重要数据而出现的误判，提高了电力系统安全运行的智能化水平。技术研发人员：孙腾飞,彭博,艾福超,魏代坤,谭邵卿,刁俊超,杨咏新,王臻,周家闻,徐莹受保护的技术使用者：国网山东省电力公司青岛供电公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6