一种基于三维轻量化平台的GIM模型拆分重组方法与流程

一种基于三维轻量化平台的gim模型拆分重组方法
技术领域
1.本发明涉及变电站三维设计技术领域，特别是涉及一种基于三维轻量化平台的gim模型拆分重组方法。


背景技术：

2.电网信息模型（grid information model, gim）的概念于2013年于国内首次提出，是依托地理信息系统，将电网的组成元素数字化，以信息模型为载体，集成每个元素全寿命周期内的信息，实现信息的高效、准确、全面的应用。其目的是为满足输变电工程三维设计成果在规划、设计、施工、运维等环节数据传递、共享的需要，从而推出的一种数字化交互标准格式。
3.2019年gim标准正式引入电网模型标准格式管理，其具有占用空间小、模型属性保存完整等优势，在电力系统中得到了广泛的应用。然而gim标准缺乏对模型后期应用的规定，且现有的工程管理模式大多是在gim标准发布之前形成，导致gim标准模型无法与实际应用场景的管理业务相匹配。同时，不同业务部门对三维模型的颗粒度要求不统一，例如施工环节需要用gim模型来表达工程任务，对土建模型的细节要求较高，而生产环节则更加注重设备运行状态和运行数据的孪生表达，gim模型不足以支撑其应用业务需求。在此应用背景下，迫切需要一种技术手段对现有的gim模型分类标准进行拆分重组，以满足不同的业务应用场景。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于三维轻量化平台的gim模型拆分重组方法。
5.本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种基于三维轻量化平台的gim模型拆分重组方法，包括以下步骤：s1：基于三维轻量化平台（webgl）对gim模型进行解析，识别gim模型实例数据，对gim模型进行实例拆分，分别拆分成不同颗粒度的层级类别，gim模型的层级类别由上至下依次为cbm系统级、dev设备级、phm集合级和mod部件级，各个层级类别分别对应cbm系统级模型、dev设备级模型、phm集合级模型、mod部件级模型；需要说明的是，本发明中所涉及到的三维轻量化平台（简称webgl）即cesium 平台，是一款面向三维地球和地图的，世界级的javascript开源产品。它提供了基于javascript语言的开发包，方便用户快速搭建一款零插件的虚拟地球web应用，并在性能，精度，渲染质量以及多平台，易用性上都有高质量的保证。
6.s2：在三维轻量化平台上，按照gim模型的实例数据还原模型，即最小模型单元的三维模型，并且按照mod部件级建立gim模型目录，赋予目录id，生成gim模型的mod部件组合。其中，gim模型拆分解析完成之后，为一堆mod部件模型，形成mod部件的模型集，为了便于识别和后续的利用，为mod部件的模型集创建了模型目录；三维轻量化平台会对mod部件
模型添加id，然后在进行模型设计的时候通过识别模型的id来识别模型参数，按照待设计设备的mod部件级，对mod部件模型重新组合，生成新的独立id，并进行归类。
7.s3：保留步骤s2中模型部件组合的空间变换矩阵表am，去除空间变换矩阵表am中mod模型的属性值，使mod模型相对坐标恢复至原点（0，0，0），并开放mod模型空间变换矩阵表的编辑权限。其中，模型部件组合指的是步骤s2中重新组合后的mod模型；空间变换矩阵表am包含了相对坐标信息，变电站模型设计的时候会设置一个坐标原点，即（0，0，0）点。所有模型都是基于原点在矩阵表当中生成一个相对坐标信息（x,y,z)点。该坐标信息会随gim模型一并打包，赋予到每一个模型上，这样在模型解析的时候才能保障每个项目是一个整体。
8.s4：将步骤s3生成的mod模型单独存储，建立mod模型库。一个变电站由很多设备组成，每个设备又由好多部件组成。所以解析变电站gim模型的时候会生成很多mod部件级模型，但是这些模型都是以设备为单位整体生成的，为了使这些mod部件级模型可以用于其他变电站或设备，需要将dev设备级模型拆分成mod级模型，然后去除拆分后mod部件级模型的矩阵坐标值，即相对坐标信息，然后将去除相对坐标信息的mod部件级模型存储到mod模型库里面备用。
9.s5：phm模型重组：按照实际应用场景的业务需求，确定需要的mod部件模型，通过轻量化平台从mod模型库中提取需要的mod部件模型进行拼装，默认拼装界面中心点为坐标原点(0,0,0)，并将坐标原点(0,0,0)命名为“phm原点”；然后，对每个mod模型的空间变换矩阵表am重新赋值，生成新的相对phm原点的新坐标点(x,y,z,)，重新赋值后的多个mod模型组合成phm模型集，并对phm模型集进行打包命名，存放于phm模型库，并建立新的phm模型的空间变换矩阵表a
p
，坐标值设置为(0,0,0)；重复步骤s5，生成具备大量phm集合级模型的phm模型库。其中，空间变换矩阵表am和a
p
之间没有直接关系，是两个独立的表。
10.s6：通过三维轻量化平台从phm模型库中生成dev设备级模型，并对dev设备级模型赋值，生成新的dev设备级模型属性表，dev设备级模型属性表中的属性内容包含mod部件级模型基本信息。其中，生成dev设备级模型的过程与生成phm集合级模型的过程基本类似，参照步骤s5生成dev设备级模型，仅仅是赋值的空间变换矩阵表有所不同，因此，此步骤进行了简要说明。
11.需要说明的是dev模型不再需要生成cmb模型，cmb模型相当于项目模型，项目模型需要有项目信息，而原始gim模型当中本身自带项目信息，直接解析完成之后就是cmb模型，不需要生成，不是本发明的创新点所在，因此，此处不再赘述。
12.本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于三维轻量化平台的gim模型拆分重组方法，主要针对gim模型在轻量化平台解析之后对模型进行二次重组的过程，即将gim模型按照最小颗粒度（mod部件级）进行拆分解析，再次按照应用要求进行组合，生成新的phm集合，再延申到dev设备级模型的重组，以满足模型不同业务场景需求。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
14.图1是本发明gim模型拆分重组方法的流程示意图。
15.图2是部件模型拆分重组的示例图。
16.图3是phm模型集的示例图。
17.图4是dev设备级模型（场景生成）的示例图。
具体实施方式
18.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
19.如图1所示，本发明的一种基于三维轻量化平台的gim模型拆分重组方法，包括以下步骤：s1：如图2所示，基于三维轻量化平台（webgl）对gim模型进行解析，识别gim模型实例数据，对gim模型进行实例拆分，分别拆分成不同颗粒度的层级类别，gim模型的层级类别由上至下依次为cbm系统级、dev设备级、phm集合级和mod部件级，各个层级类别分别对应cbm系统级模型、dev设备级模型、phm集合级模型、mod部件级模型；s2：在三维轻量化平台上，按照gim模型的实例数据还原模型，即最小模型单元的三维模型，并且按照mod部件级建立gim模型目录，赋予目录id，生成gim模型的mod部件组合。其中，gim模型拆分解析完成之后，为一堆mod部件模型，形成mod部件的模型集，为了便于识别和后续的利用，为mod部件的模型集创建了模型目录；三维轻量化平台会对mod部件模型添加id，然后在进行模型设计的时候通过识别模型的id来识别模型参数，按照待设计设备的mod部件级，对mod部件模型重新组合，生成新的独立id，并进行归类。
20.s3：保留步骤s2中模型部件组合的空间变换矩阵表am，去除空间变换矩阵表am中mod模型的属性值，使mod模型相对坐标恢复至原点（0，0，0），并开放mod模型空间变换矩阵表的编辑权限。其中，模型部件组合指的是步骤s2中重新组合后的mod模型；空间变换矩阵表am包含了相对坐标信息，变电站模型设计的时候会设置一个坐标原点，即（0，0，0）点。所有模型都是基于原点在矩阵表当中生成一个相对坐标信息（x,y,z)点。该坐标信息会随gim模型一并打包，赋予到每一个模型上，这样在模型解析的时候才能保障每个项目是一个整体。
21.s4：将步骤s3生成的mod模型单独存储，建立mod模型库。一个变电站由很多设备组成，每个设备又由好多部件组成。所以解析变电站gim模型的时候会生成很多mod部件级模型，但是这些模型都是以设备为单位整体生成的，为了使这些mod部件级模型可以用于其他变电站或设备，需要将dev设备级模型拆分成mod级模型，然后去除拆分后mod部件级模型的矩阵坐标值，即相对坐标信息，然后将去除相对坐标信息的mod部件级模型存储到mod模型库里面备用。
22.s5：phm模型重组：如图3所示，按照实际应用场景的业务需求，确定需要的mod部件模型，通过轻量化平台从mod模型库中提取需要的mod部件模型进行拼装，默认拼装界面中心点为坐标原点(0,0,0)，并将坐标原点(0,0,0)命名为“phm原点”；然后，对每个mod模型的空间变换矩阵表am重新赋值，生成新的相对phm原点的新坐标点(x,y,z,)，重新赋值后的多个mod模型组合成phm模型集，并对phm模型集进行打包命名，存放于phm模型库，并建立新的phm模型的空间变换矩阵表a
p
，坐标值设置为(0,0,0)；重复步骤s5，生成具备大量phm集合级模型的phm模型库。其中，空间变换矩阵表am和a
p
之间没有直接关系，是两个独立的表，以
建筑楼房为例，mod部件级模型指的是窗、门或者墙，phm集合级模型是指房间，dev设备级模型指的是楼房，则空间变换矩阵表am坐标是指门、窗户或者墙相对于这个房间的位置。a
p
坐标是指这个房间相对于楼房的位置。因此，此处的模型重组就是由门、窗、墙等部件模型（mod）组成房间（phm），再由房间组成楼房（dev）。
23.s6：如图4所示，通过三维轻量化平台从phm模型库中生成dev设备级模型，并对dev设备级模型赋值，生成新的dev设备级模型属性表，dev设备级模型属性表中的属性内容包含mod部件级模型基本信息。其中，生成dev设备级模型的过程与生成phm集合级模型的过程基本类似，参照步骤s5生成dev设备级模型，仅仅是赋值的空间变换矩阵表有所不同，因此，此步骤进行了简要说明。
24.本发明提供的一种基于三维轻量化平台的gim模型拆分重组方法，主要针对gim模型在轻量化平台解析之后对模型进行二次重组的过程，即将gim模型按照最小颗粒度（mod部件级）进行拆分解析，再次按照应用要求进行组合，生成新的phm集合，再延申到dev设备级模型的重组，以满足模型不同业务场景需求。
25.此处的应用要求是指业务要求，比如在运维环节，变压器模型需要表达不同的运维数据，例如油枕温度和压力，需要只展示油枕数据，散热片温度展示就需要只展示散热片，而gim模型解析完成之后整个变压器为一个整体，无法满足数据展示要求，就需要把变压器gim模型拆分成部件mod，在把跟油枕相关的部件重新组合，生成一个单独的模型集phm。用于后期的模型数据孪生。
26.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种基于三维轻量化平台的gim模型拆分重组方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：基于三维轻量化平台对gim模型进行解析，识别gim模型实例数据，对gim模型进行实例拆分，分别拆分成不同颗粒度的层级类别，gim模型的层级类别由上至下依次为cbm系统级、dev设备级、phm集合级和mod部件级，各个层级类别分别对应cbm系统级模型、dev设备级模型、phm集合级模型、mod部件级模型；s2：在三维轻量化平台上，按照gim模型的实例数据还原模型，即最小模型单元的三维模型，并且按照mod部件级建立gim模型目录，赋予目录id，生成模型部件组合；s3：保留步骤s2中模型部件组合的空间变换矩阵表a
m
，去除空间变换矩阵表a
m
中mod部件级模型的属性值，使mod部件级模型相对坐标恢复至原点（0，0，0），并开放mod部件级模型空间变换矩阵表a
m
的编辑权限；s4：将步骤s3生成的mod部件级模型单独存储，建立mod模型库；s5：phm集合级模型重组：按照实际应用场景的业务需求，确定需要的mod部件级模型，通过轻量化平台从mod部件级模型库中提取需要的mod部件模型进行拼装，默认拼装界面中心点为坐标原点(0,0,0)，并将坐标原点(0,0,0)命名为“phm原点”；然后，对每个mod部件级模型的空间变换矩阵表a
m
重新赋值，生成新的相对phm原点的新坐标点(x,y,z,)，重新赋值后的多个mod部件级模型组合成新的phm集合级模型集，并对phm集合级模集型进行打包命名，存放于phm模型库，并建立新的phm集合级模型集的空间变换矩阵表a
p
，坐标值设置为(0,0,0)；重复步骤s5，生成具备大量phm集合级模型集的phm模型库；s6：通过三维轻量化平台从phm模型库中提取需要的phm集合级模型集，生成dev设备级模型，并对dev设备级模型赋值，生成新的dev设备级模型属性表，dev设备级模型属性表中的属性内容包含mod部件级模型基本信息。

技术总结
本发明提供一种基于三维轻量化平台的GIM模型拆分重组方法，基于轻量化平台将GIM模型拆分成cbm、dev、phm和mod四个层级类别；按照GIM模型的实例数据还原模型，并且按照mod级建立GIM模型目录，赋予目录ID，生成模型部件组合；保留空间变换矩阵表A


技术研发人员：吕亮 张磊 朱松涛 黄剑 章伟德 施进 章鑫 谢天祥 赏炜 沈鉴 莫世超 戴伟炎
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/12