第一章 引言
本课题来源于乐山市配电网建设的开发项目，该项目主要任务是为了推动国家智能电网的建设，强化国家智能电网管理上的规范性。本课题基于该开发项目之上提出基于三维技术的配电网运行状态实时监测和故障预警方案，该系统的架构为：数据采集层、数据表示层和应用管理层三层架构，通过对配电网运行的带电情况、电流值、温度值、电线雷击情况、线幅度等关键的电路监测参数进行实时监控来实现故障预警，本系统的系统示意图如图 1-1 所示：系统由多个三维监测参数采集传感器、多台监测数据处理服务器（监测数据处理服务器包括监测数据数据库访问接口以及监测数据数据库）、若干太监测工作站来组成。为了三维监测数据采集的方便，在配电网线路中分别安装不同参数采集的传感器，用来分别对配电网运行的带电情况、电流值、温度值、电线雷击情况、线幅度等关键的电路监测参数进行实时采集，采用 UDP 协议将传感器采集到的监测参数传送给监控服务器，而监控站通过网络远程访问监控服务器的数据库可以获取实时的配电网运行监控数据，这样，就实现了对配电网运行的实时控制以及故障预警。
本课题的主要任务是采用成熟的三维技术，利用先进的传感器设备，运用合理的系统设计架构，方便的完成对配电网的运行过程进行监测与实时故障预警，其具体实现的内容和目标如下：1.三维数据归一化技术。目前，配电网线路三维可视化系统中需处理的三维监测数据有很多种形式，每一种监测数据究其来源也各不相同，于是，在各种各样的应用系统中都不可能预先保留所有的数据格式和以及数据的来源，为了能预先保留所有的数据操作接口，三维数据归一化处理就变得非常必要[3]。行业内，二维数据和三维数据所采用的空间数据库通常都是基于文件的数据库、基于关系的数据库和基于面向对象数据库三种，在不同的情况场合下这三种空间数据库有着其自身不同的优势和劣势，这样一来我们就很难说使用哪一种数据库方法最优。在本系统的设计中，在进行可视化解决方案的设计时，系统从软件体系结构本身出发，将详细具体的数据库和空间数据库的操作相互分离开来，从而可以保证开发的应用系统不会受到其具体数据库实现的影响，这就是以统一的方式来处理不同来源的数据[4]。2.结构物仿真以及数学建模:在传统的三维可视化处理上，结构物的仿真和数学建模是可视化成功的核心[5]。本课题将从研究结构物仿真建模的一般方法出发，采用 3D MAX 技术来进行结构物的三维几何模型建模，并采用 OGRE 相关技术来进行图像纹理的制作以及绘制，从而可以完成结构物仿真的建模；3.OGRE 编程相关技术。本课题的图形渲染主要采用基于 OGRE 来实现，OGRE是一个三维的计算机图形库和模型库，它是一个性能非常优越的图形设计和应用程序设计界面（API），一般说来，它独立于硬件系统和窗口系统，在系统运行的各种操作系统和各种计算机上都可以采用，具有很好的跨平台性[6]。本课题将对OGRE 三维成像的原理和以及成像的流程进行深入详细研究，利用开放式的软件架构，采用 OGRE 高效的性能来进行三维可视化处理,不仅可以方便的实现系统所需要的功能，还可以很方便的进行系统的扩展；4. 空间三维数据库的相关技术。在本课题中，采用空间三维数据库来保存三维可视化的监测数据。空间数据库的设计以及实现是整个三维可视化成功的前提，本课题必须对空间数据库的相关理论技术进行深入详细研究，从而选择合理的数据存储过程和数据处理技术来对配电网空间数据进行处理；5.配电网成像技术研究。通过对配电网三维地理信息系统相关技术平台的研究，结合计算机先进的研发手段，建立一个三维的可视化的配电网管理系统，能够实现对配电网和配电线路以及其他相关的设备和信息进行三维可视化的显示，将配电网路中的设备管理和配电网的地理信息系统相互结合起来，在配电网中的设备绘制在地理地图上，从而使得配电网的线路分布和设备分布情况一目了然，为配电网网路管理者建立一个合适的配电网管理模型，为配电网以及设备的运行管理、扩建、维护和基建以及决策等等过程提供的地理信息，提高了配电网的管理水平，大大的减少了配电网建设的成本。
第三章 配电网三维可视化计算机系统设计.............................................. 17
3.1 配电网三维可视化计算机系统架构设计...................................... 17
3.1.1 配电网运行监测数据采集层 ................................................ 18
3.1.2 配电网运行监测数据分析层 .................................................... 18
3.1.3 配电网三维可视化监测数据表示层 .................................................... 18
3.2 配电网三维可视化计算机系统设计.............................. 19
第四章 系统实现............................................................. 27
4.1 概述....................................................................... 27
4.2 公共结构定义.................................................................... 27
4.3 接口定义...................................................................... 34
4.4 部分代码实现.................................................................. 40
4.5 本章小结..................................................................................... 46
第五章 系统测试................................................................................. 47
5.1 测试背景......................................................................... 47
5.2 测试目的............................................................................... 47
5.3 系统说明..................................................................... 47
5.3.1 系统流程 ........................................................................... 47
5.3.2 系统搭建 ........................................................................ 48
5.4 测试过程和测试数据............................................................. 48
5.4.1 系统测试环境 ...................................................................... 48
5.4.2 对配电网常见设备的三维显示 ............................................................ 49
5.4.3 对配电网天气效果的三维显示 ............................................................ 53
5.4.4 输电线路三维显示 ........................................................... 53
总结
本文基于 OGRE 三维处理引擎，结合传感器相关技术，采用 UDP 传输协议，对配电网运行状态的三维可视化系统进行设计与实现。系统具有数据采集层、数据处理层和数据显示层。本课题主要达到以下几目标：1. 对配电网三维可视化计算机系统进行了系统结构上的设计。采用数据采集层、数据处理层和数据显示层三层架构，简化了设计方案，具有较好的参考意义。2. 采用 UDP 协议来传输监测参数，节约了通信流量，简化了通信流程，可以最大程度的减少了冗余通信数据量。3. 使用 OGRE 三维处理引擎来进行三维图像的处理，该引擎是开源免费的，可以节约开发成本。4. 用户操作界面简单。5. 远程的监测数据采集传感器具有可控性。在科技日益发展的今天，对配电网运行状态进行三维可视化显示变得极其重要，如何运行计算机技术手段来减少配电网的运行故障，是国家智能电网建设的需要，本文的工作对于国家电力建设事业具有较大的参考意义。
参考文献
[1] Swanke J E. Visual C+ + MFC programming by example[M]. 北京: 机械工业出版社, 2000.
[2] M
