Андрей Леонов
Геометрической моделью промышленного объекта сегодня никого
не удивишь — это один из основных элементов систем
автоматизированного проектирования (CAD). Информационное
моделирование сооружений (BIM-технологии) и разнообразные
виртуальные тренажёры — модный тренд современности. В то же
время, специалисты-производственники зачастую скептически
относятся к созданию визуально реалистичных моделей
промышленных объектов: ценность таких моделей им не вполне
ясна, особенно при сравнении необходимых затрат и
потенциальной выгоды от их использования. Также
противоречивое отношение до сих пор сохраняется и к
применению игровых технологий для производственных задач —
«серьёзным играм»: например, обучению персонала или
симуляции чрезвычайных ситуаций на основе фотореалистичной
3D-модели.
Тем интереснее недавний эксперимент Хакасского предприятия
магистральных электрических сетей — пилотный проект по
созданию интерактивной 3D-модели части подстанции 220 кВ.
Эта модель стала для энергетиков «полигоном» для отработки
игровых 3D-технологий и анализа возможностей их применения в
обучении персонала, планировании ремонтных работ, планового
обслуживания подстанции, а в перспективе — визуализации
состояния объекта и расположения персонала в реальном
времени.
В рамках проекта выполнено лазерное сканирование подстанции
и на основании полученных данных создана метрически точная и
визуально реалистичная 3D-модель, адаптированная для
интерактивного взаимодействия. Глобальная точность координат
пространственного положения объектов конечной трехмерной
модели (в масштабах всей подстанции) составила 4 см,
локальная точность (в масштабах отдельной установки, узла,
агрегата) — 1 см. Выполнено также 3D-моделирование зон
безопасности токоведущих частей электрооборудования. Зоны
безопасности могут отображаться полупрозрачными
3D-оболочками вокруг токоведущих частей.
«Первоочередное применение созданной модели — обеспечение
безопасности работ, — отмечает Андрей Буйнов, начальник
производственно-технической службы филиала ОАО «ФСК ЕЭС»
Хакасского ПМЭС. — 3D-модель позволяет упростить
планирование ремонтных работ. В частности, оценить саму
возможность безопасного проведения работ, спланировать
размещение и передвижение персонала и техники с учётом зон
безопасности, отработать с инженерами технического
обслуживания порядок выполнения технологических операций».
Важная особенность проекта заключается в том, что для
использования модели заказчику не требуется закупать
дорогостоящее программное обеспечение. Визуализация
3D-модели выполняется средствами бесплатного проигрывателя
Unity3D — в форме исполняемого приложения либо в окне
браузера (в том числе с интернет-доступом). Программное
обеспечение снабжено интуитивно понятным интерфейсом и не
требует обучения персонала работе с CAD-системами и
графическими редакторами.
«В перспективе мы хотели бы связать реалистичную 3D-модель с
действующим программным обеспечением АСУ ТП, установленным
на подстанциях, — продолжает А.Буйнов. — Это позволит
отображать опасные зоны в зависимости от текущего состояния
электрической схемы, а в перспективе — и контролировать
положения работников в пространстве в реальном времени. Эти
задачи лежат в русле общих усилий ФСК ЕЭС по улучшению
безопасности работ на энергетических объектах».
В конце 2014 года по заказу Филиала ОАО «ФСК ЕЭС» —
Хакасского предприятия магистральных электрических сетей (г.
Саяногорск) была создана трехмерная интерактивная цифровая
модель открытого распределительного устройства (ОРУ) 110 кВ
подстанции 220 кВ «Абакан-районная» Хакасского ПМЭС.
Исполнитель работ — ООО «Тетравижн» (Санкт-Петербург).
«Мы давно занимаемся лазерным сканированием и моделированием
промышленных объектов, но обычно всё ограничивается
созданием CAD-модели для формирования пакета двумерных
чертежей, — комментирует Михаил Аникушкин, генеральный
директор ООО «Тетравижн». — В данном проекте Заказчику
впервые потребовалась реалистичная 3D-модель, и более того –
развитое программное обеспечение для интерактивного
взаимодействия с этой моделью. По созданной нами виртуальной
модели подстанции можно бегать, как в компьютерной игрушке —
думаю, это поможет специалистам по-новому взглянуть на
возможности «серьёзных игр».
ПОДВЕРСТКА
Программное обеспечение для работы с созданной 3D-моделью
создано на основе Unity3D и обеспечивает следующие основные
функции:
- Свободное перемещение по модели подстанции в разных
режимах: прогулка, свободный полёт, осмотр объекта с
фиксацией центра осмотра и масштабированием.
- Просмотр и редактирование атрибутивной информации об
элементах модели, сохранение этой информации в базе данных.
- Измерение расстояний между любыми элементами модели
(«линейка», «вертикальная линейка»), автоматическое
построение кратчайшего расстояния между движимыми объектами
и токоведущими проводами.
- Включение и выключение видимости зон безопасности
электрооборудования.
- Перемещение по пространству модели 3D-моделей автомашин и
людей (движение в горизонтальной плоскости, вращение вокруг
вертикальной оси).
- Предупреждение при попадании движимого объекта в зону
безопасности (подсветка, звуковой сигнал, текстовая
надпись).
- Формирование скриншотов (копий экрана) в перспективной
проекции, а также в ортографической проекции без
перспективных искажений (с возможностью независимого
управления передней и задней плоскостями отсечения).
