一、方案背景
安全生产是传统电厂面临的重要问题，生产作业过程缺乏管控、生产环境难以感知，人员操作不当、监管不到位等问题造成的违章和事故时常发生。现在，通过建立电厂三维可视化模型，电厂设备的分布情况和运行状态一屏掌握，人员的位置、轨迹和视频实时监控，风险自动预警，全覆盖、无死角的管控电厂的生产安全。
二、传统火电厂现状分析
1、数据孤立：由于传统火电厂各系统间存在原始的壁垒，形成信息孤岛。
2、信息化不够：以前大多数项目采用人工的方式，传统纸质为基础，导致信息误差大，而且工作效率低。
3、生产安全不可视：人员的管理、定位，全安等。
4、机械设备监管：设备在生产过程出现故障时，我们需去生产车间确定了解，查找故障原因，再进行检修。从而降低的工作效率。
5、运行状态不可视：在火电厂生产一系列过程中，我们大多是以人工监测锅炉，发电机，燃机的运行态及在生产过程中所产生的能耗等。
三、智慧火电厂建设目标为
打破数据孤岛
搭建智慧火电厂系统，整合各类数据资源，结合大数据等前沿技术，联动多部门、多领域，实现数据的有效异构、深度融合，让火电厂管理向更智能、更可靠。
作业流程可视化
通过三维建模和三维场景的搭建，将电厂机组场景、系统级场景和设备级场景构建1:1三维可视化模型，直观展示电厂的建筑的空间位置和钢结构、设备及其连接管道，实现电厂全寿命周期的安全管理、运行管理、巡检管理、检修管理、物资管理等业务可视化管控。
人员管理、社备器械可视化
由于电厂人员操作不规范、生产环境复杂且危险多、设备维护困难、消耗资金大等问题，导致电厂在运行过程中存在生产安全隐范。然而，可通过三维可视化、视频监控及物联网等技术手段，可以实现对生产过程中的人员、设备和环境高效管控。
融合物联设备，可实时定位现场人员，并通过危险源识别，设置虚拟电子围栏，形成自动报警区。对工作负责人和工作员工长时间离开工作区域或未进行穿戴设备(智能安全帽，智能手环等)进行语音提醒。通过人脸识别与作业安全识别功能，可借助前端部署的高清摄像机，将抓拍的人脸图片数据进行分析比对，避免出现身份信息冒用的现象，并对进出人员进行违章行为识别(如未佩戴安全帽)，实现报警和联动控制，进一步提高电厂对安全生产的管控。
四、解决方案
通过数字孪生技术和三维可视化场景，将正在运行的火力发电厂搭建一个数字化运营平台，对发电厂进行数字化管理，提升运营效率。
采用三维建模，根据火电厂现场的 CAD 图纸、鸟瞰图、设备图纸等资料进行1：1建模还原，在结合游戏引擎技术，构建电厂三维场景，在场景中，可进行缩放、平移、旋转，联动硬件设备，根据前端接口，场景内设备可以进行交互。
五、智慧电厂三维可视化运营平台功能
1、 电厂漫游
在三维场景中，管理者可从任意角度对虚拟电厂进行观察和浏览，同时可以与其中的设备物体进行交互并能对它们进行操作,并直观方便地获取所需信息。
2、综合态势
从火电厂全景至厂房内每台设备信息，进行全方位精细建模，虚拟映射，即增强了管理人员的视觉空间，也使管理者准确掌握设备运行状态。再次，联动物联网设备，融合了各业务数据资源，如发电机运行状况、汽轮机指标、锅炉等数据综合三维可视化展示。
3、安防态势
3.1、实时定位:通过发电站工作人员、来访客等人员的位置和详细信息，实现火力发电站内人员的可视化管理，以便于作业调遣，提高工作效率，在生产风险时，可根据人员散步方位信息快速救援。
3.2、历史轨迹:可输入指定人员名字，时间段，查询该人员的的活动轨迹和方位分布，一旦有出现异常情况，可根据数据进行分析和事件追踪，为安全管理提供数据支持。
3.3、巡检监管:设置巡回检查路线、巡回检查时间段、巡回检查点和巡回检查时间，如有违反巡回检查，系统可立即查询警告提示的历史巡回检查记录，实现巡回检查过程可追溯，防止员工违规操作，工作中偷懒造假巡检记载，监督管理方便。
3.4、安全预警:人员未经允许进入某区域(如禁示区域)，系统立即进行告警提示。保证人员或厂区安全。
3.5、电子围栏:根据火力发电厂的需求自由划定电子围栏，如变压器，汽轮机，等区域，支持人员接过近危险区域，系统自动进行报警。
3.6、紧急指挥:系统详细记录紧急设备位置，遇到突发事件，迅速锁定事故周边紧急设备位置，为紧急人员提供更佳处理方法，提供更佳逃生路线。
4、视频监控态势
在室内和室外设置了视频监控点位，以明显的图标展示其位置。管理者随进监视指定人员的位置信息和现场画面，及时掌所握现场情况，还可以通过对未穿戴工作服，分全帽，等违规操作行为进行捕捉及告警。在场景的中更加直观、简单的展现，便于监控人员识别异常信息，提高监控效率。
5、设备态势
5.1、设备标识：根据设备、管道的实际情况绘制其标准颜色、空间位置及走向，点击各相关系统下的设备可以分类展现各个设备的详细信息，如该设备的技术参数，生产厂家，设备的缺陷、更换、检修记录等。
5.2、设备运行状态：通过不同的视角和缩放等形式查看设备状态(包括设备的大小，检测设备的大小、负荷变化预测，设备统计信息等)，为电厂专业人员提供良好的辅助工具。
5.3、设备分解：三维可视化电厂的设备模型严格按照设备设计图纸，进行1:1的精细建模，根据设备的安装顺序及过程对设备进行可视化拆解，可以直观的看到设备每个零件拆解后的样式，可视化呈现。方便管理理人员或检修人员快速掌握设备构建及生产过程中设备遇到故障时，能及时进行处理。
6、实时数据态势
平台与数据接口及各设备系统联动，获取设备和管道实时生产数据、管理数据，在三维系统中直接查看设备和管道的运行参数和实时状态、台账信息，存在超限时进行自动预警。
6.1、燃气发电机组系统：用不同的图标表分别表发电机的运行状态，如：运行台数，维修台数、故障台数、总负荷率、按时负荷等实时展现。
6.2、燃机系统：用不同的颜色区分燃机的运行状态和燃机的负荷数据。右边还会显示，燃机运行中所产生的发电量信息。
6.3、燃气信息：在平台中直观看到燃气温度，压力，浓度、流量等数据。
6.4、余热锅炉：可以集成子系统，看到燃气余热锅炉的各个数据。
6.5、余热发电：直观的看到余热发电运行过程中所产生的数据值。