時間：2023-06-12 14:45:13
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇公司可視化管理，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[摘 要] 看得見的管理是指利用信息技術(shù)和現(xiàn)代管理方式，讓企業(yè)的各種經(jīng)營管理活動變得透明的各種舉措，從而降低運輸業(yè)務(wù)流動性強、不穩(wěn)定性高帶來的風(fēng)險，讓管理者有效掌握企業(yè)信息，實現(xiàn)管理上的透明化。近幾年，公司全面構(gòu)建以車輛管理透明化為核心的基礎(chǔ)信息管理平臺，從流程可視化、問題可視化、結(jié)果可視化、設(shè)備狀態(tài)可視化入手，擴大基礎(chǔ)管理透明化的深度和廣度，基本實現(xiàn)了對運輸任務(wù)進行有效跟蹤和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效管理，取得了較好的管理實效。
[關(guān)鍵詞] 可視化；基礎(chǔ)管理；信息化；單車
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 05. 041
[中圖分類號] F272 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）05- 0076- 02
0 前 言
物流運輸?shù)奶攸c是點多、面廣、戰(zhàn)線長，流動性大，駕駛員多單兵作戰(zhàn)，原始單據(jù)回收難，運行狀況跟蹤難，車輛狀況檢查難，基礎(chǔ)管理因為看不見而潛藏危機。
近幾年，精細化管理作為一種先進的管理理念和管理文化為各企業(yè)所認可，成為提高效益和效率的重要途徑。但精細化只是一種理念，要充分發(fā)揮其作用，就必須首先建立一套科學(xué)嚴(yán)謹?shù)幕诳陀^事實和數(shù)據(jù)決策的管理體系。看得見的管理，正是公司根據(jù)管理實際，使精細化理念落地的管理支撐工具。通過看得見的管理，使管理者有效掌握企業(yè)信息，準(zhǔn)確掌控生產(chǎn)經(jīng)營的現(xiàn)狀和問題，實現(xiàn)對人和事的精準(zhǔn)、精確、細致和細化的管理。公司將單車運行動態(tài)信息管理系統(tǒng)（以下簡稱單車信息系統(tǒng)）的優(yōu)化升級作為突破口，從流程可視化、問題可視化、結(jié)果可視化、設(shè)備狀況的可視化四個層面，搭建基礎(chǔ)信息管理平臺，打造看得見的管理環(huán)境，使公司能夠快速對資源進行整合、對市場做出響應(yīng)，以獲得更高效率、更高效益和更強競爭力。
1 流程可視化，搭建看得見的業(yè)務(wù)流程鏈
企業(yè)的運營是很多單元的共同作業(yè)，是由多個部門和各管理層級合力進行的，它們一起構(gòu)成類似鏈條狀的一氣呵成的工作流程。為打通各部門崗位之間的壁壘，破除頭頂?shù)牟Ａ旎ò澹瑥亩嬲_成公司內(nèi)部日常工作的高效及整合，我們需要構(gòu)建跨部門、全公司統(tǒng)一的可視化管理平臺。單車信息系統(tǒng)按照公司業(yè)務(wù)特點，以信息采集為基礎(chǔ)，梳理管理流程，以過程可視化為核心，實現(xiàn)從生產(chǎn)指令下達到運輸任務(wù)執(zhí)行、費用結(jié)算、成本核算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表輸出等一體化閉環(huán)式的信息管理，將生產(chǎn)運行、成本管控、結(jié)算管理、車輛維護等各環(huán)節(jié)整合到一起，變不可見為可見，達到工作效果最優(yōu)化。在看得見的業(yè)務(wù)流程鏈上，能夠動態(tài)直觀地看到每一個生產(chǎn)任務(wù)的狀態(tài)，各部門可根據(jù)訂單在業(yè)務(wù)流程鏈上的位置，恰當(dāng)履行職責(zé)，使組織管理各單元精確、高效、協(xié)同和持續(xù)運行。
2 問題可視化，讓異常無處躲藏的好工具
沒有一個企業(yè)不存在問題。成本的問題、質(zhì)量的問題、顧客滿意度的問題、品牌的問題等等，企業(yè)的經(jīng)營活動在某種意義上說就是與各種問題的斗爭。一般我們在用“問題”這個詞的時候，往往用“應(yīng)該是這樣的”一個標(biāo)準(zhǔn)來衡量其與現(xiàn)實之間的差距。要使這些問題浮出水面，必須滿足兩個條件：一是能夠最大限度以數(shù)字形式反映現(xiàn)場的狀況，二是設(shè)定一個“應(yīng)該是這樣的”標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)，當(dāng)所有流程數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)都有案可查，中間有什么問題一目了然。
單車信息系統(tǒng)的搭建使本來不易看見的數(shù)據(jù)和信息變得看得見。出勤率、完好率、設(shè)備保養(yǎng)率、里程利用率、GPS設(shè)備上線率等指標(biāo)體系自動統(tǒng)計核算。能及時看見問題，才能重視問題，從而采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q問題。公司一管理人員對此深有感觸，他們發(fā)現(xiàn)在規(guī)定時間內(nèi)中隊的運單審核率始終低于其他中隊。意識到問題，他們召開座談會，一個環(huán)節(jié)、一個崗位的討論，最后鎖定是單據(jù)回收人員與成本員之間銜接出了問題，立即理清工作界面，對單據(jù)交接回收職責(zé)進行明確，運單的審核上報明顯好轉(zhuǎn)。
3 結(jié)果的可視化，對標(biāo)管理由黑匣子變?yōu)椴ＡЦ?/p>
為進一步提升基礎(chǔ)管理水平，公司長期開展以車隊為單位的生產(chǎn)經(jīng)營對標(biāo)競賽，按照車型，從生產(chǎn)運行組織、安全保障、車輛技術(shù)管理、單車成本控制、油料考核等多角度、全方位進行對標(biāo)。通過可數(shù)據(jù)看板模塊，公司相關(guān)部門能清晰看到準(zhǔn)確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可按年、月、日或規(guī)定時間段進行橫向、縱向比對，對標(biāo)管理更加及時，且易于操作。對標(biāo)成為公司經(jīng)營分析的規(guī)定動作，對標(biāo)結(jié)果從根本上促進了基層管理人員有針對性地“比學(xué)趕幫超”。
4 設(shè)備狀況的可視化，突破設(shè)備管理薄弱環(huán)節(jié)
設(shè)備保養(yǎng)維護一直是公司設(shè)備管理的y點和重點。良好的車輛運維能達到以保代養(yǎng)、以養(yǎng)代修，延長車輛使用壽命，減少故障損失。據(jù)統(tǒng)計，科學(xué)維護及保養(yǎng)的車輛能安全行駛60萬～80萬公里而無大修。我們通過系統(tǒng)中專門的設(shè)備模塊對設(shè)備的保養(yǎng)和油水更換進行管理，系統(tǒng)根據(jù)車輛每日的運行狀況，自動統(tǒng)計車輛的運行公里、GPS公里、吊車作業(yè)臺時等，車輛到達保養(yǎng)周期，系統(tǒng)自動預(yù)警提示，駕駛員可根據(jù)任務(wù)情況，在規(guī)定時間內(nèi)歸隊保養(yǎng)、維護。
看得見的管理能讓企業(yè)的流程更加直觀，使企業(yè)內(nèi)部的信息可讀化，并能得到更有效的傳達。在公司的管理實踐中，我們以可視化信息平臺為依托，將流程可視化、問題可視化、結(jié)果可視化和設(shè)備狀況的可視化有機結(jié)合，從生產(chǎn)現(xiàn)場到經(jīng)營層，抓住運營管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，努力實現(xiàn)必要的信息在必要的時機處于必要的可視狀態(tài)，不斷推進精細管理持續(xù)深化，成為改善企業(yè)體質(zhì)的利器。
主要參考文獻
[1][日]遠藤功.可視力：實現(xiàn)可視化管理的5種方法[M].林琳，譯.北京：中信出版社，2007.
[2]中村克己.走向管理透明化[J].21世紀(jì)商業(yè)評論，2007（2）：28-31.
關(guān)鍵詞：電信系統(tǒng) 指揮調(diào)度 可視化 集成平臺
中圖分類號：TP39 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）002-073-02
1 引言
根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，石油化工企業(yè)電信系統(tǒng)設(shè)計范圍主要包括行政電話系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、擴音對講系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、計算機局域網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)通信傳輸系統(tǒng)等，電信系統(tǒng)由傳統(tǒng)單一功能語音電話功能擴展為通信聯(lián)絡(luò)、報警響應(yīng)、指揮調(diào)度、安防監(jiān)控等多重功能的電信系統(tǒng)。雖然技術(shù)手段增多，但應(yīng)用難度及維護成本也在不但增加，當(dāng)前石油化工企業(yè)電信系統(tǒng)建設(shè)中仍存在以下問題：
(1)系統(tǒng)兼容性差：各系統(tǒng)相互獨立，不能相互通信；
(2)資源不能共享：多個用戶終端獨立操作, 所需視頻信息、報警信息、地理信息、環(huán)境信息等不能互聯(lián)共享；
(3)操作使用性能差：多套系統(tǒng)，多個控制中心，多個用戶終端，造成管理和應(yīng)用不方便。
這些不足導(dǎo)致用戶和系統(tǒng)管理員都不滿意，從而發(fā)揮不了系統(tǒng)的最佳性能，造成資源的極大浪費。如何有效的將上述各個分離的系統(tǒng)在應(yīng)用層面上統(tǒng)一起來，在安全可靠、經(jīng)濟合理的前提下，利用先進技術(shù)建立一套迅速響應(yīng)、準(zhǔn)確控制、安全操作、方便使用的電信集成系統(tǒng)是現(xiàn)代石油化工企業(yè)的迫切需要。
2 集成平臺選擇
根據(jù)石油化工企業(yè)的管理特點，生產(chǎn)指揮調(diào)度中心作為企業(yè)日常生產(chǎn)活動的組織、指揮、控制和調(diào)節(jié)機構(gòu)，要求實時收集現(xiàn)場信息，準(zhǔn)確向領(lǐng)導(dǎo)匯報，清晰下達高度指令，傳統(tǒng)單一的調(diào)度電話系統(tǒng)已難滿足使用要求，為充分發(fā)揮指揮調(diào)度功能，可以結(jié)合其它電信系統(tǒng)，在一個集成平臺上完成綜合指揮調(diào)度功能。經(jīng)過比較，調(diào)度電話系統(tǒng)是電信系統(tǒng)集成綜合平臺的最佳選擇，其聯(lián)動關(guān)系需求如表1所示。
通過系統(tǒng)集成開發(fā)，可建立一個統(tǒng)一的信息傳遞和處理平臺，避免各電信子系統(tǒng)功能分割、各自為政的情況，以可視化方式實現(xiàn)指揮調(diào)度過程中的快而準(zhǔn)的要求。
表1 電信系統(tǒng)聯(lián)動關(guān)系表
3 系統(tǒng)集成技術(shù)
3.1 集成模式
要求可視化指揮調(diào)度平臺具有綜合指揮調(diào)度功能：系統(tǒng)可以外接公網(wǎng)電話，在發(fā)生緊急情況時，首先通過群發(fā)短信進行通知所有相關(guān)負責(zé)人員以及相關(guān)部門，并主動呼叫相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)（如消防、物資供應(yīng)、安全總監(jiān)等等）緊急召開視頻會議，第一時間討論解決應(yīng)急解決辦法；可以外接標(biāo)清的視頻會議系統(tǒng)；可外接視頻監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有的視頻監(jiān)控圖像資源；可以第一時間接收火災(zāi)、視頻等報警信息，同時自動彈出相關(guān)視頻監(jiān)控界面，使調(diào)度中心直觀了解報警現(xiàn)場信息；可以直接呼叫擴音對接話機，對報警信息進行廣播、協(xié)調(diào)人員疏散。可以與集群電話、防爆對講機互通，指揮中心對應(yīng)急搶險現(xiàn)場進行直接指揮；可以接受生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在調(diào)度大屏上展示出來。
3.2 系統(tǒng)原理圖
可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)接入原理圖如圖1。
3.3 設(shè)備構(gòu)成
可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)由可視化指揮調(diào)度交換機、會議服務(wù)器、視頻監(jiān)控服務(wù)器、錄音錄像服務(wù)器、各種網(wǎng)關(guān)、各種終端和可視化指揮臺組成。
圖1 可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)接入原理圖
可視化指揮調(diào)度交換機完成系統(tǒng)各種終端管理，系統(tǒng)資源的分配管理、呼叫流程控制、指揮業(yè)務(wù)控制等功能，是可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)的核心。
可視化會議服務(wù)器為可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)提供可視化會議資源，完成視頻和音頻的合成。
視頻監(jiān)控服務(wù)器完成監(jiān)控圖像存儲、查詢、回放的管理。
錄音錄像服務(wù)器完成對指揮調(diào)度過程的糾察、檢聽、錄音錄像及回放等功能。系統(tǒng)具備錄音錄像文件檢索功能，支持多種查詢條件的組合，可根據(jù)時間、用戶、攝像機、文件名等組合查詢，方便調(diào)度員在事后查詢。
管理成對網(wǎng)絡(luò)的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、統(tǒng)計管理等。
4 集成平臺應(yīng)用
4.1 視頻接入
公司總調(diào)中心的調(diào)度指揮臺可以接入并顯示公司全部視頻監(jiān)控信號，充分利用現(xiàn)有的視頻監(jiān)控圖像資源，實時監(jiān)控現(xiàn)場生產(chǎn)運行情況，實現(xiàn)對關(guān)鍵位置、關(guān)鍵設(shè)備、生產(chǎn)情況動態(tài)跟蹤，同時在生產(chǎn)調(diào)度、會議時可以隨時調(diào)用任何圖像，共享到所有參加會議的二級分部調(diào)度臺上。
4.2 綜合調(diào)度指揮
將各裝置的視頻監(jiān)控圖像結(jié)合起來，當(dāng)指揮中心調(diào)度員在調(diào)度臺上點擊呼叫工作臺調(diào)度用戶時，該用戶所地點圖像/該用戶所負責(zé)監(jiān)控圖像同時可顯示在調(diào)度臺界面上，使管理人員不僅通過語音交流了解情況，也更客觀地從監(jiān)控圖像中獲取信息。
監(jiān)控終端與調(diào)度電話聯(lián)動可以是一一對應(yīng)，即一部電話與一個監(jiān)控終端綁定，也可以一部電話聯(lián)動多個地點的監(jiān)控終端，或多部電話聯(lián)動多個地點的監(jiān)控終端，甚至多個電話聯(lián)動一個/多個監(jiān)控終端，以方便不同業(yè)務(wù)部門共同監(jiān)控圖像之用。
可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)，利用GIS平臺提供的開放接口協(xié)議，使得GIS平臺信息可以在可視化調(diào)度臺上顯示，并將本系統(tǒng)的視頻資源與GIS信息平臺整合，使得監(jiān)控點的視頻圖像能在地圖中顯示。
利用火災(zāi)報警系統(tǒng)提供的報警信號，將報警量送至可視化調(diào)度系統(tǒng)主機。系統(tǒng)主機將不同的報警量分別對應(yīng)的一個或幾個攝像機信息進行綁定，出現(xiàn)報警信息時，能在可視化調(diào)度臺上報警，同時與該報警點相關(guān)的視頻監(jiān)控圖像在可視化調(diào)度臺上打開，GIS中顯示報警地點的地理位置，實現(xiàn)與火災(zāi)報警系統(tǒng)、GIS電子地圖系統(tǒng)進行功能的集成和系統(tǒng)的整合。
可視化指揮臺外觀如圖2所示。
圖2 四屏可視化指揮調(diào)度臺
上述四屏可視化調(diào)度臺將視頻監(jiān)控、可視化指揮調(diào)度、GIS信息系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)有效整合在一起，方便系統(tǒng)的聯(lián)動，提高使用的便利性和高效性。
4.3 視頻會議
公司總調(diào)與二級分部、以及二級分部之間能夠通過調(diào)度指揮臺實現(xiàn)公司臨時性的標(biāo)清調(diào)度會議，提高各個部門的工作效率，降低生產(chǎn)管理成本。
4.4 應(yīng)急搶險指揮
外接防爆的應(yīng)急單兵系統(tǒng)，在危機時刻，具備移動應(yīng)急單兵視頻、語音接入功能，可以通過移動視頻，提供事發(fā)現(xiàn)場的實時圖像，并通過語音交流、視頻交流，實現(xiàn)遠程指揮、診斷。
4.5 安全管理
調(diào)度人員日常工作中通過視頻圖像可以實時了解生產(chǎn)裝置的工作情況，發(fā)現(xiàn)問題及時提醒糾正；事故初發(fā)時，通過火災(zāi)報警與視頻監(jiān)控的聯(lián)動，調(diào)度人員能夠第一時間看到異常情況并及時處理，并通過可視化指揮調(diào)度平臺能夠充分有效的協(xié)調(diào)組織各方資源、利用各種渠道對事故現(xiàn)場了解充分準(zhǔn)確的信息；事故發(fā)生后，可以通過錄音錄像系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)控錄像對事故責(zé)任進行追查和調(diào)查分析事故原因。通過可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)，可實現(xiàn)事故預(yù)防、應(yīng)急處置、現(xiàn)場救援及事故責(zé)任調(diào)查等全全方位安全管理。
5 結(jié)論
通過可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)，將各個分散的、獨立的電信子系統(tǒng)有機的整合成為一個能夠自動收集信息、分析信息、處理信息的智能型集成系統(tǒng)，實現(xiàn)“一個中心、指揮協(xié)調(diào)、職能負責(zé)、快速反應(yīng)、信息共享、應(yīng)急聯(lián)動”的總體目標(biāo)，充分發(fā)揮系統(tǒng)在平時管理、戰(zhàn)時指揮方面的作用。
關(guān)鍵詞：電力工程；可視化技術(shù)；三維仿真技術(shù)；GIS技術(shù)
現(xiàn)階段，國內(nèi)GIS技術(shù)、三維仿真技術(shù)已成熟，基于高壓輸電線路電力工程建設(shè)項目，已在線路規(guī)劃區(qū)和風(fēng)景區(qū)、污染區(qū)等敏感地界實現(xiàn)數(shù)據(jù)三維成像的目標(biāo)，便于設(shè)計人員直觀、多維度地觀測電力工程建設(shè)現(xiàn)狀。多維度平臺涉及地理數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、矢量地形圖以及云數(shù)據(jù)等。
1電力工程建設(shè)可視化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1電力工程建設(shè)特性
電力工程主要以控制線為前提，通過計劃和組織、控制與協(xié)調(diào)等手段的運用實現(xiàn)工程建設(shè)目標(biāo)，并對其采用全過程監(jiān)管的方式，即電力工程建設(shè)管理。其中，電力工程管理涉及安全管理和質(zhì)量管理、造價管理、計劃管理、技術(shù)管理與信息管理、項目協(xié)調(diào)以及工程招投標(biāo)管理等。而電力工程建設(shè)可對輸電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理實施有效控制，不僅可落實可視化技術(shù)及軟件選擇的重要性，還可為電力工程建設(shè)項目的開展提供數(shù)據(jù)參考，也可對數(shù)據(jù)上傳、通信等環(huán)節(jié)起到制約作用。
1.2電力工程建設(shè)可視化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，國家電網(wǎng)建設(shè)已從規(guī)劃設(shè)計、運行維護等多個層面實現(xiàn)數(shù)字化發(fā)展，但因?qū)?shù)字軟件認知和應(yīng)用的誤區(qū)，致使電力工程建設(shè)面臨數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度低、信息連貫性差等問題。對于信息模型，從整體上來看，電力工程建設(shè)信息模型差異較大，雖然在某些環(huán)節(jié)對數(shù)字化軟件予以利用，但僅以檔案存儲的功能存在，甚至針對重難點建設(shè)項目，數(shù)據(jù)信息仍以人工錄入為主，導(dǎo)致“信息孤島”現(xiàn)象的出現(xiàn)。對于信息建模和交換，電網(wǎng)信息模型具有抽象性特點，可對整體電力工程信息予以記錄和存儲，從而實現(xiàn)“即插即用”和“無縫鏈接”的目的。
1.3可視化功能需求
電力工程建設(shè)宗旨為對空間范圍內(nèi)電力線路、通訊線路實施有效管理及組織，并以地理環(huán)境和氣候變化為前提，便于為后期輸電線路的建設(shè)提供參考。其中，關(guān)于電力工程建設(shè)可視化技術(shù)功能需求，可從以下幾點予以闡述：①管理能力。通過可視化系統(tǒng)的構(gòu)建，利用專人值班和實時監(jiān)控的方式，對工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息實施全方位監(jiān)督，從而避免電力工程建設(shè)不規(guī)范行為的發(fā)生，用以提升電力工程管理水平與質(zhì)量。②管理效率。業(yè)主以可視化系統(tǒng)為核心，對電力工程進行有效整合，即由分布式處理演變?yōu)榧s處理，從而在真正意義上實現(xiàn)項目集約運作的目的。③安全質(zhì)量。依據(jù)可視化技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過對施工圖紙的系統(tǒng)化分析，將施工危險系數(shù)控制最低界限，并以三維圖形作為設(shè)計交底準(zhǔn)繩，使電力工程安全質(zhì)量管理工作處于受控范圍。
2電力工程建設(shè)可視化技術(shù)的應(yīng)用
2.1可視化技術(shù)應(yīng)用價值
關(guān)于可視化技術(shù)應(yīng)用分析，主要涉及信息交互、質(zhì)量控制兩方面。前者主要將CIM（公共信息模型）作為信息交互媒介，通過模型包和模型內(nèi)容的融合編制建模語言，以此達到電力工程建設(shè)數(shù)據(jù)信息交互的目的，其中，CIM模型包包括核心包和拓撲包、SCADA包、電線包與保護包、財務(wù)包以及量測包；后者主要以AR技術(shù)（增強現(xiàn)實技術(shù)，AugmentedRealityTechnique，簡稱AR）、可穿戴技術(shù)（Wearabletechnology）為基準(zhǔn)，對電力工程建設(shè)安全事故予以模擬/預(yù)判，在加強安全風(fēng)險防控的同時，保障事故人員的生命安全，尤其是針對高危和高空作業(yè)人員，應(yīng)定期開展無風(fēng)險安全培訓(xùn)工作。
2.2云計算
云計算（loudcomputing）作為分布式技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理功能為前提，通過程序拆分的方式對子程序進行分析與處理，并通過特定計算方式選擇，將數(shù)據(jù)結(jié)果傳輸至用戶終端系統(tǒng)。云計算分為4個概念體系層，即管理中間層、SOA構(gòu)建層、資源層以及物理資源層。云計算技術(shù)主要在圖像搜索（ImageIndexin）中較為常見，其利用圖像/視覺特性，為用戶提供圖像檢索服務(wù)。具體操作流程為：結(jié)合圖像類型、分類、屬性、內(nèi)容和形式的差異，對其進行判斷，并利用上下文本（context）的差異，比如關(guān)鍵詞、顏色、形狀和紋理等信息完成圖像提取工作。
2.3物聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofthings）屬于當(dāng)前信息技術(shù)的重要組成核心，主要利用互聯(lián)網(wǎng)物、物間相互溝通的方式實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)延伸、信息交互的目的。從本質(zhì)上來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及感應(yīng)技術(shù)和感知技術(shù)、識別技術(shù)，利用數(shù)據(jù)自動化獲取與分析的方式改變?nèi)藗兊纳罘绞健ｊP(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力工程建設(shè)中的應(yīng)用，可對智能標(biāo)簽、智能控制兩種模式進行分析。智能標(biāo)簽是指利用特定電網(wǎng)建設(shè)對象的標(biāo)識（RFID、NFC和二維碼等技術(shù)）完成物體數(shù)據(jù)傳輸，便于電力工程建設(shè)對象的區(qū)分，以此推進電力工程建設(shè)質(zhì)量的提升；智能控制是指基于對網(wǎng)絡(luò)平臺與云計算平臺的融合，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳感器數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對其信息處理實施決策，用以達到建設(shè)對對象優(yōu)化及改善的目的，比如調(diào)節(jié)臺燈、智能交通等。
3結(jié)束語
綜上所述，因國內(nèi)電力工程建設(shè)事業(yè)起步時間相對較晚，導(dǎo)致關(guān)于可視化技術(shù)的運用仍處于萌芽時期，加之可靠性、完整性、規(guī)范性以及統(tǒng)一性可視化系統(tǒng)的缺失，導(dǎo)致當(dāng)前電力工程建設(shè)可視化技術(shù)難以落于實處。對此，電力部門應(yīng)逐漸加大電力系統(tǒng)理念的更新工作，通過對電力工程管理有效性與科學(xué)性的強化，對其可視化技術(shù)應(yīng)用問題予以有效控制，從而實現(xiàn)電力工程建設(shè)水平全面提升的目的。
參考文獻
［1］張成.關(guān)于“可視化技術(shù)”在電力工程項目管理中的應(yīng)用淺析［J］.工程技術(shù)（引文版），2015（11）.
［2］楊建元，夏松林，張云青，等.三維可視化技術(shù)在海上平臺工程建設(shè)項目管理中的應(yīng)用［J］.項目管理技術(shù)，2016，14（07）.
［3］周薇薇.三維可視化技術(shù)在水利水電工程建設(shè)中的應(yīng)用與未來展望［J］.江西建材，2014（16）.
【關(guān)鍵詞】高速公路 交通工程信息化資源管理 地理信息系統(tǒng) 可視化平臺
【中圖分類號】TP311.52 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0196-02
1、引言
近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速公路建設(shè)規(guī)模日益擴大，里程和等級不斷提高，對高速公路管理也提出了更高要求。但是與經(jīng)濟快速發(fā)展不匹配的是目前我國的高速公路管理水平還相對落后，這勢必造成高速公路的低效運行，不能很好地滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需求。因此，研發(fā)適合我國高速公路管理實際情況的信息管理技術(shù)，實現(xiàn)管理工作的現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化，已成為高速公路管理者和有關(guān)專家關(guān)注的焦點。
目前高速公路交通工程資源種類眾多，交通工程資源是高速公路提供高質(zhì)量服務(wù)的基礎(chǔ)，建立資源管理系統(tǒng)，提高高速公路現(xiàn)有交通工程資源管理水平和使用效率，是實現(xiàn)高速公路管理企業(yè)信息化的關(guān)鍵。由于高速公路三大系統(tǒng)資源普遍具有空間分布的特征，傳統(tǒng)信息化方法無法有效地針對這一特征提出解決方案，因此采用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System；GIS）技術(shù)構(gòu)建可以有效管理資源空間分布信息的可視化高速公路交通工程資源管理系統(tǒng)將成為路公司管理系統(tǒng)發(fā)展的方向。
2、GIS在交通工程信息化資源管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
GIS是由信息演繹而來，是以地理坐標(biāo)為骨干的信息系統(tǒng)，是對以采集、存儲、管理、分析與空間、地理位置有關(guān)的信息系統(tǒng)的統(tǒng)稱。其通過利用數(shù)據(jù)的空間屬性，實現(xiàn)了圖形與數(shù)據(jù)的結(jié)合。用戶可以在地圖界面上直接對空間對象進行查詢和分析。它以數(shù)據(jù)可視化、思維可視化的形式，提供了一種新的決策支持方式，使管理者對各方面進行的研究不再是孤立的，而將自己置身于自然和社會環(huán)境當(dāng)中，直觀地掌握全面情況，從而大大提高管理的現(xiàn)代化水平，為實現(xiàn)信息化管理提供更好的手段。
采用GIS技術(shù)構(gòu)建交通工程資源可視化管理系統(tǒng)可以高效直觀地管理高速公路交通工程資源特別是三大系統(tǒng)資源（通訊、監(jiān)控、收費系統(tǒng)），提高交通工程資源管理水平；提高交通規(guī)劃、建設(shè)效率；提高工程建設(shè)質(zhì)量；提高現(xiàn)有資源使用效率，合理利用資源，減少重復(fù)投資。
構(gòu)建交通工程資源可視化管理系統(tǒng)先要建立包含空間信息和高速公路工程資源專有屬性信息的綜合數(shù)據(jù)中心以及以GIS為基礎(chǔ)的可視化管理平臺，在兩者的基礎(chǔ)上根據(jù)聯(lián)網(wǎng)中心、路公司管理需求形成交通工程資源管理的解決方案。
2.1 建立包含空間信息和高速公路工程資源專有屬性信息的綜合數(shù)據(jù)中心
建立綜合數(shù)據(jù)中心就要考慮先對空間信息和高速公路工程資源專有屬性信息數(shù)據(jù)進行組織分類。在GIS系統(tǒng)中的信息可以組織到專題圖層中。每個圖層有一個主題，同時包含空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，圖層中每個特征點都可以通過坐標(biāo)和屬性來確定和描述。根據(jù)我國高速公路交通工程資源管理的特點可將工程資源信息及數(shù)據(jù)信息分為基本信息圖層、公路工程資源圖層及虛擬圖層三類：
（1）基本信息圖層包含：提供城鎮(zhèn)，國道，省道，河流等一些基本的地理信息的背景圖層、高速公路圖層和立交橋圖層。這部分數(shù)據(jù)利用現(xiàn)有的GIS資源（如公路局制作的全省公路電子地圖）獲得；
（2）公路工程資源圖層包含：記錄管道、桿路、路肩手孔、人井、工具等資源的管道桿路資源圖層、纜線圖層、電話圖層、通信電源設(shè)備圖層、記錄高速公路通信站（指收費站，服務(wù)區(qū)，通信中心等）端的接入網(wǎng)設(shè)備的站端接入設(shè)備層、收費站圖層以及其它如可變情報板、監(jiān)控攝像機、車道稱重、車牌識別相關(guān)設(shè)備的圖層。這部分是我們數(shù)據(jù)整理工作的重點，需要我們通過對現(xiàn)有工程圖紙、工程量清單等資料的整理和分析以及有關(guān)手段來獲得；
（3）虛擬圖層包含：按照用戶定制的方式顯示一些設(shè)備相關(guān)屬性值，動態(tài)描述分布狀況的數(shù)據(jù)圖層和根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則顯示設(shè)備的運行狀態(tài)，提供系統(tǒng)預(yù)警功能的狀態(tài)圖層。這些數(shù)據(jù)則要通過動態(tài)采集及運算獲得。
組織到專題圖層中的信息數(shù)據(jù)要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵在于資源信息庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析設(shè)計以及空間數(shù)據(jù)庫和專題數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一，由于高速公路資源數(shù)據(jù)庫與一般的管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相比具有自己的特性，公路資源及資源狀況屬性數(shù)據(jù)在空間和時間上沿線路動態(tài)隨機分布并且與其地理位置和地理環(huán)境密切相關(guān)，因此高速公路資源數(shù)據(jù)庫應(yīng)是包含描述空間位置及其拓撲關(guān)系的空間數(shù)據(jù)庫。而且根據(jù)目前國內(nèi)高速公路管理的特點，采用的是里程樁與地理坐標(biāo)定位相結(jié)合的線性參照系統(tǒng)，并建立大地坐標(biāo)系與里程樁系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)以上特l生分析，基于GIS的高速公路資源數(shù)據(jù)庫的建立關(guān)鍵是實現(xiàn)大地坐標(biāo)與里程樁系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換、建立空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系和采用動態(tài)分段技術(shù)。對此我們可以將高速公路資源數(shù)據(jù)庫實體劃分為基準(zhǔn)系、高速公路資源、地理背景三個實體集。通過這一概念模型，我們可以有機地結(jié)合兩種技術(shù)手段，構(gòu)建基于空間數(shù)據(jù)庫和專題數(shù)據(jù)庫的資源管理平臺。
2.2 搭建以GIS為基礎(chǔ)的可視化管理平臺
在綜合高速公路交通工程資源及基礎(chǔ)信息的配置管理基礎(chǔ)上，以GIS平臺為手段，構(gòu)建可視的工作平臺。該平臺的總體架構(gòu)如圖1所示。
該平臺將具有分層數(shù)據(jù)管理功能，可以通過地理信息技術(shù)對基礎(chǔ)信息和專業(yè)信息進行分層管理和維護，并用不同的符號分層顯示。對專題數(shù)據(jù)和圖形可以靈活地進行編輯、更新、備份、恢復(fù)等操作，同時改變與后臺數(shù)據(jù)庫的對應(yīng)關(guān)系。對于一些可監(jiān)控資源.例如攝像機、可變情報板、車輛檢測儀等，可以監(jiān)控其運行狀態(tài)，并提供預(yù)警和警報等功能。
平臺提供查詢工具用戶可對各個路段進行信息查詢，可查詢所有基礎(chǔ)特征和專業(yè)特征的屬性信息，可按用戶所確定的屬性名稱進行定位，即可以將用戶指定的地理特征以顯著方式顯示。平臺提供多種數(shù)據(jù)表達方式、數(shù)據(jù)表的瀏覽方式、地圖表現(xiàn)方式和統(tǒng)計圖的方式，其中統(tǒng)計圖的式樣、顏色、線形、文字均有多種選擇。系統(tǒng)還提供直方圖、餅圖等多種專題圖，形象直觀地對用戶數(shù)據(jù)庫中所選擇的字段進行分析。根據(jù)用戶要求可以輸出高速公路路段狀況圖等圖件，可輸出各種屬性的報表，打印查詢結(jié)果，還可以將地圖與多種專題圖、統(tǒng)計圖表、瀏覽表、圖例、查詢信息等組織在一起打印。同時平臺可以與其他CAD，CAM軟件系統(tǒng)實現(xiàn)不同系統(tǒng)間所用數(shù)據(jù)文件的交換，從而達到數(shù)據(jù)共享目的。平臺保留二次開發(fā)的可擴展接口，系統(tǒng)將具有非常高的可擴展性及可塑性。
2.3 形成交通工程資源管理的實用解決方案
在建立了綜合數(shù)據(jù)中心以及以GIS為基礎(chǔ)的可視化管理平臺的基礎(chǔ)上考慮到聯(lián)網(wǎng)中心、路公司作為不同的使用者的管理需求。路公司需要管理并維護所屬高速公路的所有工程資源；聯(lián)網(wǎng)收費中心需要管理并維護聯(lián)網(wǎng)中心的線路設(shè)備資源并根據(jù)權(quán)限查看路網(wǎng)中各路公司的資源狀況。由此針對整個路網(wǎng)本文提出如下交通工程資源管理的解決方案：
（1）對于高速公路工程資源管理系統(tǒng)這樣一個帶有廣域分布特征的系統(tǒng)，為了減少安裝調(diào)試的復(fù)雜性、提高系統(tǒng)的可維護性，從總體上采用Browsers/ThinClient+WEB/Application Server+DBMS三層（或多層）結(jié)構(gòu)，（BWD）是適合而且可行的系統(tǒng)架構(gòu)選型。其中對于用戶透明的業(yè)務(wù)邏輯層可以使用目前的中間件技術(shù)完成業(yè)務(wù)邏輯的定義、修改，對于今后的系統(tǒng)升級提供了有力的技術(shù)支持。
系統(tǒng)主要采用B/S結(jié)構(gòu)完成系統(tǒng)的大部分查詢、分析、報表、監(jiān)控等應(yīng)用功能，使用ThinClient完成安全度要求比較高的內(nèi)部數(shù)據(jù)管理功能。這樣各管理處、服務(wù)區(qū)都可以很方便的部署本系統(tǒng)而不需要做任何額外的網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)建設(shè)。
這種結(jié)構(gòu)另外一個重要優(yōu)點是部署的靈活性。因為采用Web方式，只要有Internet連接就可以登錄系統(tǒng)。
（2）對于整個路網(wǎng)各路公司內(nèi)部獨立使用可視化系統(tǒng)管理所屬交通工程資源。即聯(lián)網(wǎng)中心的應(yīng)用服務(wù)器直接管理內(nèi)部資源；聯(lián)網(wǎng)中心的應(yīng)用服務(wù)器將本中心數(shù)據(jù)庫不存在的資源的查詢指令分解到各路公司的系統(tǒng)服務(wù)器上，得到結(jié)果集后將其合并返回。通過這樣的虛擬查詢機制，對于聯(lián)網(wǎng)中心使用者來說，這些都是透明的，對所有路公司的開放資源都可以像本地資料一樣直接訪問如圖2所示。
（3）對于路公司可以通過可視化系統(tǒng)監(jiān)控、管理所屬高速公路的所有交通工程資源。路公司管理者可以通過電腦終端或PDA（手持式計算機）、手機等移動設(shè)備登陸系統(tǒng)服務(wù)器。對于可監(jiān)控的公路工程資源，信號采集/控制計算機按照預(yù)設(shè)的輪詢時間頻率對設(shè)備的信號進行采集，并根據(jù)采集的結(jié)果判斷此設(shè)備資源的狀態(tài)，是正常運行還是黃色預(yù)警還是紅色警報并將信息數(shù)據(jù)提供給可視化平臺服務(wù)器，如圖3所示。
（4）采用GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)構(gòu)建的可視化高速公路交通工程資源管理系統(tǒng)包括系統(tǒng)設(shè)置、資源管理、綜合查詢、設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)接口五個功能模塊，其功能架構(gòu)如圖4。使用者可以通過平臺實現(xiàn)對平臺的系統(tǒng)管理設(shè)置，對基礎(chǔ)空間資源和設(shè)備資源進行添加與編輯，對資源對象查詢、編輯、監(jiān)控。同時平臺提供二次開發(fā)的可擴展接口并預(yù)留未來與GPS等系統(tǒng)的接口。允許對資源對象屬性進行自定義。提供資源對象二次開發(fā)接口，按此接口可實現(xiàn)對象動態(tài)裝卸功能。系統(tǒng)可按照XML標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出資源對象屬性；可導(dǎo)人流行的GIS空間數(shù)據(jù)及CAD、CAM軟件所用數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。
關(guān)鍵詞供應(yīng)鏈金融；流動性管理；供應(yīng)鏈可視化；資金流；Aberdeen
[中圖分類號]F710；F830 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0461（2015）05-0081-06
一、引 言
隨著企業(yè)競爭的加劇和產(chǎn)業(yè)組織形式的演進，現(xiàn)代企業(yè)競爭逐漸演變?yōu)楣?yīng)鏈間的競爭。作為與實物供應(yīng)鏈相對而言的供應(yīng)鏈中的金融層面，供應(yīng)鏈金融主要關(guān)注供應(yīng)鏈中資金流的集成管理。它的創(chuàng)新和完善對于加強供應(yīng)鏈及企業(yè)的競爭力無疑起到了至關(guān)重要的作用，這使得這一新興領(lǐng)域迅速成為近年來備受關(guān)注的話題，受到越來越多企業(yè)的關(guān)注和重視。
許多國際知名企業(yè)更是已經(jīng)在這一領(lǐng)域開展了積極的探索和嘗試。例如，美國著名銀行BB&T公司從2007年開始與全球領(lǐng)先的B2B集成服務(wù)解決方案供應(yīng)商GXS公司建立伙伴關(guān)系，通過連接從客戶到供應(yīng)商的供應(yīng)鏈金融服務(wù)平臺為公司客戶提供無縫銜接的國際銀行業(yè)務(wù)、商業(yè)融資和支付服務(wù)等功能，并幫助他們加強對單據(jù)和支付過程以及實物供應(yīng)鏈的實時可視化管理[1]。除此之外，還有更多的金融服務(wù)機構(gòu)與供應(yīng)鏈管理服務(wù)提供商開展了類似的行動，如Ariba與Orbian的合作，InStream與Credit Suisse簽署服務(wù)協(xié)議，JPMorgan Chase收購電子供應(yīng)商Xign，PrimeRevenue與一系列金融機構(gòu)（包括Morgan Stanley）建立伙伴關(guān)系等[2]。可以看出，供應(yīng)鏈金融已經(jīng)吸引了眾多企業(yè)的極大興趣和重視。
Aberdeen公司作為一家領(lǐng)先的基于事實的研究報告提供者，早在2006年就將供應(yīng)鏈金融作為其重點研究領(lǐng)域，進行了持續(xù)的調(diào)查研究，并了一系列重要研究報告。國內(nèi)學(xué)者謝圣濤[3]積極跟蹤了這一研究領(lǐng)域，并對Aberdeen公司早期（2006年至2007年）的系列研究報告進行了系統(tǒng)介紹。近年來，這一領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)歷了許多新的發(fā)展和變化，供應(yīng)鏈金融已經(jīng)從一個全新的理念發(fā)展到廣泛運用于企業(yè)實踐中，并取得了一些成功的應(yīng)用，為相關(guān)企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。因此，為了解和學(xué)習(xí)國外這一領(lǐng)域最新的發(fā)展和變化，本文對Aberdeen公司2008年以來關(guān)于該領(lǐng)域的最新研究成果進行了系統(tǒng)梳理和評述，介紹了供應(yīng)鏈金融實踐中的標(biāo)桿企業(yè)績效水平，并重點分析了資金流動性管理和供應(yīng)鏈可視化這兩個供應(yīng)鏈金融成功實施的關(guān)鍵要素。最后，還結(jié)合當(dāng)前我國該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀分析了這些研究成果對于促進國內(nèi)供應(yīng)鏈金融發(fā)展的啟示和借鑒意義，以期能夠為該領(lǐng)域的相關(guān)參與者如企業(yè)、金融機構(gòu)和管理部門等提供參考。
二、供應(yīng)鏈金融標(biāo)桿企業(yè)績效及對標(biāo)分析
在供應(yīng)鏈金融實踐中，標(biāo)桿企業(yè)的績效水平為其他企業(yè)的績效評估或供應(yīng)鏈金融方案實施提供了參照。分析標(biāo)桿企業(yè)的績效水平并與之進行比較，對于企業(yè)決策，特別是對于那些有意涉足這一領(lǐng)域或績效水平欠佳的企業(yè)來說，具有重要的借鑒意義。
（一）標(biāo)桿企業(yè)績效及其PACE模型
Aberdeen公司根據(jù)被調(diào)查企業(yè)在供應(yīng)鏈金融實踐過程中的運行情況將其分為三類，表現(xiàn)良好的前20%為領(lǐng)先企業(yè)，被視為該領(lǐng)域中的標(biāo)桿企業(yè)，為績效對標(biāo)研究和企業(yè)決策提供參照標(biāo)準(zhǔn)；中間50%為業(yè)內(nèi)平均水平企業(yè)；其余30%為落后企業(yè)。在2010年底針對140家實施供應(yīng)鏈金融方案的企業(yè)調(diào)查[4]中，標(biāo)桿企業(yè)應(yīng)付款發(fā)票處理的平均時間為6.9天；應(yīng)付賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)（days payables outstanding，DPO）平均為57.4天；年平均采購成本下降6.5%。
為了分析企業(yè)具體業(yè)務(wù)行為過程中所面對的各種關(guān)鍵要素，Aberdeen公司提出了一種基于PACE模型的基準(zhǔn)研究方法。在PACE模型[4-5]中，P即壓力（Pressures），指影響組織市場定位、競爭能力或商業(yè)運營的外部力量（如經(jīng)濟環(huán)境、政治法律、消費者偏好變化等）；A即行動（Actions），指組織為應(yīng)對行業(yè)壓力所采取的戰(zhàn)略及方法（例如，為了更好地利用行業(yè)發(fā)展機遇，調(diào)整公司業(yè)務(wù)模式）；C即能力（Capabilities），指執(zhí)行公司戰(zhàn)略所需要的業(yè)務(wù)處理能力（如技術(shù)熟練的員工、可靠的產(chǎn)品/服務(wù)、融資能力等）；E即關(guān)鍵推動因素（Enablers），指支持組織采取有效業(yè)務(wù)實踐所需的技術(shù)解決方案中的關(guān)鍵功能（如開發(fā)平臺、應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性、用戶界面等）。Aberdeen研究顯示，公司所達到的競爭力表現(xiàn)水平很大程度上由其所選擇的PACE方案及其執(zhí)行水平所決定，那些發(fā)現(xiàn)壓力影響最大，并采取轉(zhuǎn)變力度最大以及最有效行動的公司往往最有可能獲得最佳績效[4]。
根據(jù)Aberdeen的調(diào)查[4]，供應(yīng)鏈金融領(lǐng)域中的標(biāo)桿企業(yè)PACE模型如表1所示。該模型展示了標(biāo)桿企業(yè)在供應(yīng)鏈金融方案實施中所面對的各種關(guān)鍵要素。可以看出，在所調(diào)查的前20%領(lǐng)先型企業(yè)中，促使他們實施供應(yīng)鏈金融方案的主要外部壓力來至于市場需求波動對企業(yè)現(xiàn)金流的影響，而相應(yīng)的戰(zhàn)略行動主要集中于兩個方面，即改變與貿(mào)易伙伴間的支付協(xié)議和推進財務(wù)處理自動化。支持這些戰(zhàn)略行動的最關(guān)鍵的技術(shù)要求或功能（即關(guān)鍵推動因素）則為連接各方的自動化交易平臺和電子支付手段。
（二）不同績效水平企業(yè)的對比分析
Aberdeen主要使用應(yīng)付款發(fā)票處理時間、應(yīng)付賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)和平均采購成本變化這三個關(guān)鍵的績效指標(biāo)來區(qū)分供應(yīng)鏈金融應(yīng)用領(lǐng)域中的領(lǐng)先企業(yè)、業(yè)內(nèi)平均水平企業(yè)和落后企業(yè)。它們是衡量供應(yīng)鏈中資金流動和使用效率的關(guān)鍵指標(biāo)，也是影響供應(yīng)鏈在復(fù)雜多變的市場環(huán)境下能否健康高效運作的重要因素。
不同類型企業(yè)的績效水平比較具體如表2所示。其中，應(yīng)付款發(fā)票處理時間衡量了企業(yè)制定相關(guān)決策時的靈活性大小，如處理時間越短，企業(yè)根據(jù)當(dāng)前的現(xiàn)金持有情況決定是否在折扣窗口期內(nèi)支付款項的靈活性就越大。應(yīng)付賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)展現(xiàn)了企業(yè)優(yōu)化其資產(chǎn)負債表或最大化其現(xiàn)金持有量的能力。平均采購成本的變化則反映出了應(yīng)付賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)的優(yōu)化是否犧牲了采購成本，績效水平較高的企業(yè)通常具有較高的應(yīng)付賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)，同時也使其平均采購成本不斷下降。
另外，Aberdeen還在2011年8月專門針對供應(yīng)鏈中的資金流處理情況進行了調(diào)查，這些被調(diào)查企業(yè)在發(fā)票接收、審核、支付和審計等各個環(huán)節(jié)的績效表現(xiàn)都具有較大差異，具體如表3所示。
在上述調(diào)查[4， 5]中，被訪企業(yè)還強調(diào)了第三方合作機構(gòu)對于績效水平的影響。在買賣雙方的實際交易過程中，由于金融機構(gòu)等第三方的加入，如果這些第三方機構(gòu)可以很好地協(xié)調(diào)雙方貿(mào)易關(guān)系等相關(guān)事宜，如下游分銷商可以延長賬期，上游供應(yīng)商可以提前拿到貨款等，則能更好地促進貿(mào)易的順暢進行以及降低交易成本，從而提升相關(guān)企業(yè)的績效水平。由此可見第三方合作機構(gòu)在供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)中的重要地位和作用。
三、供應(yīng)鏈金融成功實施的關(guān)鍵要素
供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)在國外發(fā)展已達到了一定階段，許多還未采取相應(yīng)行動的企業(yè)也已躍躍欲試。當(dāng)前國際業(yè)務(wù)重組及供應(yīng)鏈間的競爭迫使企業(yè)和銀行以及其他金融機構(gòu)都把目光投向這一新興領(lǐng)域。具體地，促使這些企業(yè)開展供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)的主要外部壓力如圖1所示。可以看出，市場需求波動對企業(yè)現(xiàn)金流的影響和貿(mào)易伙伴的違約風(fēng)險是其中的兩大重要因素。相應(yīng)地，加強資金流動性管理和供應(yīng)鏈可視化成為實施供應(yīng)鏈金融方案以解決這些主要外部壓力的重要途徑，實際上這兩方面也已成為構(gòu)建一個強健的供應(yīng)鏈金融系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)[6]。
（一）資金流動性管理
資金的流動性是指將資產(chǎn)變現(xiàn)的速度或能力，它決定了企業(yè)在較短的時間內(nèi)能夠完成交易或其他相關(guān)事項的支付能力。通常用企業(yè)流動資產(chǎn)或營運資金及其在總資產(chǎn)中所占比重的大小、流動比率和速動比率等財務(wù)指標(biāo)來衡量資金流動性的大小。一個企業(yè)的資金流動性較低，則意味著它的短期償付能力較低，存在到期債務(wù)難以履約的風(fēng)險。而企業(yè)的資金流動性越高，則其短期償債能力越強，在資金市場中的信用地位也較高。另一方面，資金流動性越高，表明其流動資產(chǎn)占用越多，又會影響其營運資金周轉(zhuǎn)效率和獲利能力。因此，資金流動性管理需要根據(jù)企業(yè)實際的生產(chǎn)經(jīng)營需要，合理安排資金收入與支出。
Aberdeen強調(diào)[6]，資金流動性管理要放在整個企業(yè)以及供應(yīng)鏈的運營管理之中，不能只兼顧局部效益。歸根結(jié)底，減小營運資金周期（Cash Conversion Cycle，CCC）、提高資金利用效率才是資金流動性管理的最終目標(biāo)。根據(jù)營運資金周期計算公式，即營運資金周期（CCC）=應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)（DSO）+庫存周轉(zhuǎn)天數(shù)（DIO）-應(yīng)付賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)（DPO），為減小營運資金周期，可以從減少應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)和庫存周轉(zhuǎn)天數(shù)，以及增加應(yīng)付賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)三個方面進行優(yōu)化。但在供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)中，并不能簡單地追求某一單一指標(biāo)的優(yōu)化，如某一企業(yè)盡可能地拖延應(yīng)付賬款，則可能會導(dǎo)致其上游供應(yīng)商陷入資金困境，進而延遲原材料采購，縮減生產(chǎn)存貨，給后續(xù)產(chǎn)品的按時交付和供應(yīng)鏈持續(xù)運營帶來了更大風(fēng)險。這種將供應(yīng)鏈上下游企業(yè)利益置于對立位置而進行的資金成本轉(zhuǎn)移并不是最優(yōu)的供應(yīng)鏈運作模式。因此，各企業(yè)應(yīng)結(jié)合其自身以及整個供應(yīng)鏈的運營情況來尋求最優(yōu)的解決方案。
實際上，資金流動性管理正是供應(yīng)鏈金融所關(guān)注的焦點[6]。對供應(yīng)方而言，他希望獲得資金以確保一定量的庫存，同時又想要最小化貸款成本；對買方而言，他希望獲得最佳的付款條約，并且會權(quán)衡提前支付所帶來的折扣和現(xiàn)金投資收益兩者之間的差別。但對買賣雙方而言，他們都希望能夠確保資金有效涌向供應(yīng)鏈的各個階段。供應(yīng)鏈金融正是在這一背景下，致力于通過一系列解決方案來為供應(yīng)鏈中各方提供有效的資金流動性管理。
利用信息技術(shù)手段，加強電子支付與自動化交易，提高現(xiàn)金流的可預(yù)見性則是其中最重要的一個方面。Aberdeen在專門針對資金流動性管理的調(diào)查分析報告[7]中認為，電子支付與自動化交易應(yīng)用水平越高的企業(yè)在應(yīng)收賬款周轉(zhuǎn)天數(shù)、現(xiàn)金流預(yù)測的準(zhǔn)確性、發(fā)票處理時間、發(fā)票處理成本等方面均具有更好的績效水平。領(lǐng)先、業(yè)內(nèi)平均和落后三類不同績效水平企業(yè)的電子化交易方式采用情況具體如圖2所示。
基于上述調(diào)查與分析，對于加強資金流動性管理，Aberdeen給出了如下總結(jié)性建議[4]：規(guī)范與流動資產(chǎn)相關(guān)的事務(wù)處理流程及政策；實現(xiàn)流程自動化處理以減少審批周期；繼續(xù)提高采購訂單、發(fā)票及支付的電子化處理程度；積極監(jiān)控企業(yè)運營中的平衡結(jié)余及現(xiàn)金流，為企業(yè)決策提供有價值的數(shù)據(jù)與信息支持。
（二）供應(yīng)鏈可視化
如前所述，促使眾多企業(yè)踐行供應(yīng)鏈金融理念的一個重要外部壓力來自于供應(yīng)鏈中可能存在的各種風(fēng)險。在Aberdeen公司2013年2月的調(diào)查中，企業(yè)高管們表示每5次交易中，就平均有2.84次存在貨物倉儲及運輸風(fēng)險，而信用風(fēng)險則達到了3.69次[6]。因此，通過增加對供應(yīng)鏈的可視性化監(jiān)管，提高整條供應(yīng)鏈的透明度和可控性，成為降低貿(mào)易風(fēng)險的首要策略。而全球供應(yīng)鏈日益增長的復(fù)雜性以及為滿足顧客需求而對供應(yīng)鏈運營的及時性和準(zhǔn)確性要求，也使得各大企業(yè)越來越重視供應(yīng)鏈可視化。
所謂可視化，即將數(shù)據(jù)或信息通過圖形化、影像化、虛擬現(xiàn)實等易為人們所辨識的方式形象直觀地表現(xiàn)出來，以便我們更好地理解、挖掘、利用其中有價值的信息資源。而供應(yīng)鏈可視化，一般認為就是利用信息技術(shù)，采集、傳遞、存儲、分析、處理供應(yīng)鏈中的訂單、物流以及庫存等相關(guān)指標(biāo)信息，按照供應(yīng)鏈的需求，以圖形化的方式展現(xiàn)出來[9]。在供應(yīng)鏈金融解決方案中，除了傳統(tǒng)的主要針對供應(yīng)鏈物流及訂單處理的可視化之外，供應(yīng)鏈可視化還強調(diào)對整個供應(yīng)鏈資金流的可視化監(jiān)管。
Aberdeen的調(diào)查[10]表明，供應(yīng)鏈可視化程度越高的企業(yè)對于供應(yīng)鏈風(fēng)險的掌控能力越強，其供應(yīng)鏈運營績效水平（如訂單準(zhǔn)時交付、到岸成本、供應(yīng)鏈運營成本收益占比等）也越高。其中，績效水平領(lǐng)先（前20%）企業(yè)對終端客戶的關(guān)鍵事件具有的在線可視性是其他企業(yè)的2.44倍，能夠?qū)?yīng)鏈風(fēng)險進行正規(guī)化管理的可能性是其他企業(yè)的1.92倍，找出當(dāng)前供應(yīng)鏈可能存在的風(fēng)險并對其進行分析的可能性是其他企業(yè)的1.78倍。
然而，加強供應(yīng)鏈可視化則意味著企業(yè)對其貿(mào)易伙伴更加了解，特別是與之相關(guān)的事務(wù)流程和信息均在其可視化掌控中，如對采購訂單及發(fā)票的處理、庫存及在途貨物的監(jiān)控等，提高了相關(guān)企業(yè)運營的透明性，這可能一定程度上降低了供應(yīng)鏈中處于從屬地位的企業(yè)參與可視化流程運作的積極性。2013年Aberdeen的調(diào)查報告[6]顯示，當(dāng)前僅有16.7%的被調(diào)查企業(yè)已運用能夠?qū)①I賣雙方及金融機構(gòu)組合在一起的獨立平臺，但有50%的被訪企業(yè)表明未來將計劃實施運用；而供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)決策者能夠容易地獲取外部貿(mào)易伙伴的財務(wù)信息的企業(yè)為零，但58.3%的被訪企業(yè)計劃推進這一工作；具有評估貿(mào)易伙伴資金成本能力的企業(yè)也為零，但41.7%的被訪企業(yè)計劃加強這一能力。由此可見，雖然供應(yīng)鏈可視化還處于初步發(fā)展階段，但加強供應(yīng)鏈合作、提高供應(yīng)鏈可視化程度，特別是資金流和財務(wù)信息的可視化與共享，仍然是未來供應(yīng)鏈金融發(fā)展的一個重要趨勢。
四、對促進國內(nèi)供應(yīng)鏈金融發(fā)展的啟示
國外供應(yīng)鏈金融領(lǐng)域的發(fā)展經(jīng)驗，以及Aberdeen公司基于大量事實調(diào)查而提出的思想理念與解決方案對于我國該領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的啟示和借鑒意義。結(jié)合當(dāng)前我國該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，我們認為Aberdeen上述研究成果對于促進國內(nèi)供應(yīng)鏈金融發(fā)展的啟示主要有以下三個方面：
（一）拓寬對供應(yīng)鏈金融領(lǐng)域的認識
在實際業(yè)務(wù)中，我國供應(yīng)鏈金融的發(fā)展具有以下兩個顯著特點，一是國內(nèi)銀行供應(yīng)鏈金融發(fā)展的初始動因是緩解中小企業(yè)融資難題，以中小企業(yè)為切入點，為其提供自償性貿(mào)易融資，進而引申出與中小企業(yè)所在供應(yīng)鏈中的大型核心企業(yè)在供應(yīng)鏈金融方面的合作，即標(biāo)準(zhǔn)的“N+1”模式；二是其業(yè)務(wù)品種方面主要集中在存貨和預(yù)付款融資領(lǐng)域[11]。
而根據(jù)Aberdeen的調(diào)查研究，國外企業(yè)開展供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)主要追求兩個目標(biāo)：用更先進的技術(shù)處理應(yīng)收賬款、應(yīng)付賬款以及其他金融貿(mào)易相關(guān)文件；通過創(chuàng)新性的金融制度為企業(yè)尋求更低成本的供應(yīng)鏈融資，并通過運用技術(shù)手段使這些創(chuàng)新成為可能[2]。總而言之，Aberdeen認為供應(yīng)鏈金融關(guān)注的焦點在于：通過為貿(mào)易伙伴提供融資及支付方式的選擇，使他們的交易過程更加簡約、低成本化，而這種在貿(mào)易伙伴之間達成的融資及支付方式，旨在改善每個企業(yè)的融資和交易環(huán)境[4]。
可以看出，國外供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)的發(fā)展，除了考慮從供應(yīng)鏈外部為企業(yè)尋求低成本的融資方式，更注重供應(yīng)鏈企業(yè)間通過更緊密的合作和技術(shù)方案的支持來加強供應(yīng)鏈的資金流管理和風(fēng)險控制，從而降低供應(yīng)鏈整體的資金成本。而目前我國的供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)還主要集中于與商業(yè)銀行間發(fā)生的供應(yīng)鏈融資，其他方面尚未受到足夠的重視。
不管是對于商業(yè)銀行、保險公司等金融機構(gòu)，還是中小企業(yè)、核心企業(yè)及物流服務(wù)商等供應(yīng)鏈參與者而言，拓寬對供應(yīng)鏈金融領(lǐng)域的認識，積極探索有效的供應(yīng)鏈金融解決方案，都將為其提供更多的機遇和價值。例如，金融機構(gòu)除了提供傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈融資業(yè)務(wù)外，還可以在供應(yīng)鏈資金流管理中提供更多的中間業(yè)務(wù)服務(wù)，如支付結(jié)算、應(yīng)收賬款清收、財務(wù)咨詢等；供應(yīng)鏈企業(yè)除了尋求外部融資外，還可以通過供應(yīng)鏈內(nèi)部更有效的財務(wù)供應(yīng)鏈管理[12]方案來解決資金壓力，降低供應(yīng)鏈整體的資金成本。
（二）加強電子支付、提高供應(yīng)鏈可視化程度
如前所述，資金流動性管理和供應(yīng)鏈可視化是供應(yīng)鏈金融成功實施的兩個關(guān)鍵要素，也是構(gòu)建一個強健的供應(yīng)鏈金融系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。然而，這也正是目前國內(nèi)供應(yīng)鏈金融發(fā)展中相對薄弱的環(huán)節(jié)。
雖然我國企業(yè)信息化已取得了長足進步，但仍然處于初級階段。據(jù)調(diào)查，截至2010年底，我國僅只有5%的中小企業(yè)信息化水平處于全面集成應(yīng)用階段[13]；截至2013年底，全國開展過在線銷售的企業(yè)僅為23.5%，開展過在線采購的企業(yè)比例僅為26.7%[14]。基本信息化水平的發(fā)展滯后將嚴(yán)重制約供應(yīng)鏈金融實踐中關(guān)于加強資金流動性管理和供應(yīng)鏈可視化所需的更復(fù)雜技術(shù)方案的應(yīng)用，成為供應(yīng)鏈金融方案實施的障礙之一。
鑒于目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的信息化水平現(xiàn)狀，我們認為供應(yīng)鏈金融應(yīng)用可以從在供應(yīng)鏈企業(yè)間推動電子支付和自動化交易手段開始著手，加強企業(yè)資金流動性管理；在此基礎(chǔ)上，進一步推動供應(yīng)鏈可視化管理，不僅是對物流的可視化，最終還將實現(xiàn)對供應(yīng)鏈資金流和財務(wù)信息的可視化與共享，從而在整個供應(yīng)鏈范圍內(nèi)實現(xiàn)資金的優(yōu)化利用。
當(dāng)然，加強電子支付、提高供應(yīng)鏈可視化程度還離不開金融機構(gòu)、電子商務(wù)平臺等第三方合作機構(gòu)的支持。從國外經(jīng)驗來看，供應(yīng)鏈金融解決方案需要金融機構(gòu)為供應(yīng)鏈企業(yè)間的資金流動提供中間業(yè)務(wù)服務(wù)，而支撐技術(shù)方面的發(fā)展趨勢則是企業(yè)間電子支付與自動化交易平臺的集成，包括電子發(fā)票出具及支付系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、在線電子支付、電子采購訂單等技術(shù)方案的支持[4]。
（三）探索自由貿(mào)易環(huán)境下的供應(yīng)鏈金融創(chuàng)新
2013年9月，中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)正式掛牌成立，這是我國順應(yīng)全球經(jīng)貿(mào)發(fā)展新趨勢，更加積極主動對外開放的一項重大舉措，對于促進貿(mào)易和投資便利化，推進金融領(lǐng)域創(chuàng)新具有重要意義。供應(yīng)鏈金融作為傳統(tǒng)貿(mào)易融資的延伸和拓展，無疑也將在自由貿(mào)易環(huán)境下獲得新的機遇和發(fā)展。
自自貿(mào)區(qū)成立以來，各金融機構(gòu)爭相入駐，并將供應(yīng)鏈金融作為其一項主要業(yè)務(wù)內(nèi)容，如中國銀行、上海銀行。對于商業(yè)銀行、保險公司等金融機構(gòu)來說，隨著自貿(mào)區(qū)的發(fā)展和更多跨國企業(yè)總部、營運中心向國內(nèi)或自貿(mào)區(qū)轉(zhuǎn)移，他們不僅將面臨大量的供應(yīng)鏈融資需求，還將面臨更多的財務(wù)供應(yīng)鏈管理業(yè)務(wù)需求。金融機構(gòu)一方面需要結(jié)合自由貿(mào)易環(huán)境下的跨國供應(yīng)鏈創(chuàng)新供應(yīng)鏈融資產(chǎn)品；另一方面，還要設(shè)計、開發(fā)服務(wù)于跨國貿(mào)易中供應(yīng)鏈企業(yè)間資金流動管理的中間業(yè)務(wù)，降低企業(yè)資金成本和國際貿(mào)易風(fēng)險，而這正是目前我國供應(yīng)鏈金融發(fā)展中尚未受到足夠重視的地方。
此外，對于跨境電子商務(wù)、航運物流、供應(yīng)鏈管理等服務(wù)企業(yè)來說，自貿(mào)區(qū)的成立和發(fā)展同樣為其參與供應(yīng)鏈金融業(yè)務(wù)提供了更多機會，同時也對其提出了更高的要求。由于國際貿(mào)易和國際供應(yīng)鏈管理面臨更加復(fù)雜的外部環(huán)境，通過加強資金流動性管理和供應(yīng)鏈可視化掌控來降低供應(yīng)鏈風(fēng)險將會更加受到供應(yīng)鏈企業(yè)的重視。這些服務(wù)企業(yè)可以從電子平臺與技術(shù)支持、物流監(jiān)管、貨物進出口業(yè)務(wù)等方面為供應(yīng)鏈中的資金流動性管理及供應(yīng)鏈可視化提供支持。
[參考文獻]
[1] GXS. BB&T Selects GXS to Power Integrated Supply Chain Finance Solution[EB/OL]. http：//staging.gxs-gmbh.de/resources/pr，December 11，2007.
[2] Sadlovska V，Spinks M. Global Supply Chain Transformation Driving New Partnerships in Supply Chain Finance[R]. Boston： Aberdeen Group， 2008.
[3] 謝圣濤. Aberdeen公司供應(yīng)鏈金融研究及啟示[J]. 西南金融， 2009（4）： 60-61.
[4] Pezza S. Supply Chain Finance： Gaining Control in the Face of Uncertainty [R]. Boston： Aberdeen Group，2011.
[5] Pezza S. E-paybles 2011： efficiency，visibility， and collaboration in the financial supply chain [R]. Boston： Aberdeen Group，2011.
[6] Tyagi A. Liquidity and Visibility： Foundations for Robust Supply Chain Finance [R]. Boston： Aberdeen Group， 2013.
[7] Pezza S，Tyagi A. Liquidity Management： Leveraging Technology to Improve Cash Forecasting [R]. Boston： Aberdeen Group， 2011.
[8] Pezza S. The Order-to-Cash Cycle： Enhancing Performance with Process Automation [R]. Boston： Aberdeen Group，2011.
[9] 李明德. 供應(yīng)鏈可視化平臺框架設(shè)計[J]. 中國市場，2011（6）： 80-81.
[10] Heaney B. Supply Chain Visibility Excellence： Mastering Complexity and Landed Costs [R]. Boston： Aberdeen Group， 2012.
[11] 龔堅. 供應(yīng)鏈金融的銀行信用風(fēng)險――基于開放經(jīng)濟視角的研究[D]. 成都： 西南財經(jīng)大學(xué)，2011.
[12] 胡躍飛， 黃少卿. 供應(yīng)鏈金融：背景、創(chuàng)新與概念界定[J]. 金融研究， 2009 （8）： 194-206.
[13] 中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院. 中國中小企業(yè)信息化發(fā)展研究報告[R]. 北京： 中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院， 2011.
[14] 中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心. 2013年下半年中國企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用狀況調(diào)查報告[R]. 北京： 中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心，2014.
——施耐德電氣中國食品飲料行業(yè)全國經(jīng)理何曉柯
5月21日，中糧集團旗下的中糧工程科技有限公司（下稱中糧工科）與施耐德電氣在上海簽署了合作框架協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，中糧工科在其總包項目中將選用施耐德電氣全系列配電及工業(yè)自動化方案，中糧工科和施耐德電氣將共同開發(fā)推廣糧油加工、糧食倉儲物流信息系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，以幫助中糧工科增強自身實力及品牌影響力，同時助力中糧集團提升企業(yè)綜合競爭力，促進全產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略落地，為中國食品飲料工業(yè)升級轉(zhuǎn)型樹立典范。
施耐德電氣一直以來是以全球能效管理專家的形象被大家所熟悉，而在食品飲料行業(yè)，施耐德電氣作為配電及自動化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，能夠提供完整的行業(yè)解決方案，與全球各大食品飲料巨頭保持著良好的合作關(guān)系。施耐德電氣具體可以為食品飲料行業(yè)提供哪些服務(wù)？食品行業(yè)是如何實現(xiàn)價值鏈可視化管理的？帶著這些疑問，本刊記者采訪了施耐德電氣中國食品飲料行業(yè)全國經(jīng)理何曉柯先生。何曉柯先生自2005年加入施耐德電氣以來，擔(dān)任了多個管理職位，現(xiàn)在致力于為食品飲料企業(yè)提供可視化的全價值鏈管理工具，幫助客戶實現(xiàn)食品安全，卓越運營，精益能效及可持續(xù)發(fā)展。
記者：我們知道，施耐德電氣的業(yè)務(wù)涉及石油天然氣、海事、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域，并且2008年奧運會、2010年世博會貴公司也都有參與，請您介紹下施耐德電氣可以為食品飲料行業(yè)提供哪些服務(wù)？
何曉柯：食品飲料行業(yè)是施耐德電氣全球十大重點投資行業(yè)之一。在食品飲料行業(yè)我們致力于為客戶打造可視化的運營管理平臺，從優(yōu)化生產(chǎn)運營，提高能源效率到配電、過程自動化、機器自動化、樓宇監(jiān)控及數(shù)據(jù)中心的各個環(huán)節(jié)。在食品安全管理上，從原材料的采購運輸?shù)缴a(chǎn)過程及最后的分銷運輸我們可以提供全程的管理及監(jiān)控方案。
比如在食品飲料的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)線上配備的自動化控制與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)將保障生產(chǎn)流程符合食品安全法規(guī)，相應(yīng)的門禁安全系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)則將實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的控制管理，杜絕人為因素對食品安全造成的干擾。
若把食品通路看成完整的價值鏈，從源頭的原材料到終端的銷售，整個流程都需要一套完整的信息化系統(tǒng)來支撐食品安全，施耐德電氣擁有的管理平臺可以提供從農(nóng)場到餐桌的全價值鏈可追溯，與施耐德電氣EcoStruxureTM能效管理平臺結(jié)合，使消費者能夠了解自己所購買產(chǎn)品的原料及生產(chǎn)細節(jié)，以實現(xiàn)整條價值鏈的可視化監(jiān)管。
記者：您剛才介紹到價值鏈的可視化管理，那么可視化管理指的是什么？目前在中國企業(yè)中應(yīng)用狀況如何？
何曉柯：可視化管理能夠讓管理者有效掌握企業(yè)各類信息，基于大量的信息和輔助分析做出最優(yōu)決策，實現(xiàn)管理上的透明化、精細化與可視化，這樣的管理效果可以滲透到企業(yè)生產(chǎn)運營、供應(yīng)鏈管理、客戶管理等各個環(huán)節(jié)。
在中國，很多食品企業(yè)是采購一條鏈，生產(chǎn)一條鏈，下游的分銷運輸及ERP系統(tǒng)也是一條鏈，人事財務(wù)又是在其他部門。對管理者來說都是單獨的板塊，而沒有建立內(nèi)在聯(lián)系形成有機的整體，這就是為什么很多食品飲料巨頭目前都提出產(chǎn)業(yè)鏈整合。在這個過程中，把物理層面的工廠、生產(chǎn)線放在一起相對容易，但是要讓這些分立的系統(tǒng)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)卻很難。在管理上缺乏可視化工具，造成了企業(yè)60%的時間在“滅火”，而在考慮長治久安問題上花費的時間卻很少。國外成熟的業(yè)務(wù)模式僅花費20%時間“滅火”，將60%的時間用在持續(xù)改進，剩下的20%則用在長期戰(zhàn)略規(guī)劃上，這正是當(dāng)前我國食品飲料工業(yè)在管理理念上需要改進的。
記者：針對食品飲料行業(yè)價值鏈的可視化管理方式，施耐德電氣有什么具體的技術(shù)方案？
何曉柯：我們在食品飲料行業(yè)重點打造的管理平臺是EcoStruxureTM，該平臺全面整合了施耐德電氣在電力、工業(yè)、建筑樓宇、數(shù)據(jù)中心及安防五大領(lǐng)域的專業(yè)經(jīng)驗，為食品飲料行業(yè)客戶提供專業(yè)的解決方案。從物理層面上可以細分為兩個部分，一個是上層的管理平臺，一個是下層的子系統(tǒng)。子系統(tǒng)包括生產(chǎn)過程的控制、電力的分配、安全的監(jiān)控、樓宇的控制以及數(shù)據(jù)中心的運營。子系統(tǒng)可在上層的管理平臺統(tǒng)一調(diào)度下結(jié)合為有機的整體，滿足客戶的可視化需要。借助EcoStruxureTM能效管理平臺開放、靈活的優(yōu)勢，施耐德電氣可實現(xiàn)“從農(nóng)場到餐桌”的完整價值鏈解決方案，為企業(yè)管理層提供可持續(xù)發(fā)展決策工具，打造可視化、透明化、一體化的信息流和管理平臺，幫助食品飲料企業(yè)打造全產(chǎn)業(yè)鏈競爭優(yōu)勢，獲得不斷降低的能耗指數(shù)及持續(xù)改進的生產(chǎn)效率。
記者：價值鏈的可視化管理方式確實是整個食品行業(yè)所缺乏的。但中國的食品飲料企業(yè)也面臨著困境，一方面是食品安全要求提升，另一方面是企業(yè)成本的提高，而且還要應(yīng)對市場上的惡性競爭。如何看待這一問題？
何曉柯：的確，當(dāng)前企業(yè)面臨一系列的困境。一方面是產(chǎn)品銷售越來越困難，競爭越來越厲害，消費者口味越來越多樣，還有渠道通路對廠商的成本壓力也越來越大，另外一方面是原材料價格當(dāng)前持續(xù)上漲，造成企業(yè)的盈利空間越來越小。所以有效持續(xù)提高企業(yè)利潤的辦法必然是降低成本提高效率。成本主要包括以下幾方面，原材料成本，能源成本，生產(chǎn)成本。施耐德電氣正是致力于降低客戶的能源成本，提高生產(chǎn)效率，以此提高客戶的整體利潤率。我們提供給客戶一個全局的解決方案，而不僅僅單獨關(guān)注于某一塊。從流程設(shè)計上我們必須從整體的規(guī)劃上來考慮，而這恰恰是中國食品飲料工業(yè)面臨的一個很大的挑戰(zhàn)。
同時，中國食品飲料企業(yè)在危機面前缺少必要的溝通交流，以最近的一系列食品安全事件為例，如果企業(yè)有豐富的數(shù)據(jù)支撐將避免很多問題，也將得到公眾的信任。人可能會造假，系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)置信度卻非常高，如果企業(yè)的決定或結(jié)論都是可以用數(shù)字來證明，則不僅能幫助企業(yè)做出決策，在企業(yè)社會形象上也會帶來巨大的益處。
關(guān)鍵字：可視化；網(wǎng)格計算；體繪制；面向網(wǎng)格的可視化
AbstractScientificvisualizationisaprocesswhichinvolvesmassivedatasetsandhighlyintensivecomputation.Withthedevelopmentsofcomputerhardwareandnetworktechnologies,Scientificvisualizationhastransitedgraduallyfromtheparallelcomputationtothedistributedcomputationofgrid-enabled.Gridfavorsanewresearchdirection,i.e.，grid-enabledvisualization.Inthispaper,researchcontents,application，develop-menttrendandresearchdirectionofgrid-enabledvisualizationisintroduced.
KeywordsVisualization；GridComputing；VolumeRnedering；Grid-enabledVisualization
1．引言
科學(xué)計算可視化(VisualizationinScientificComputing，VISC)是20世紀(jì)80年代隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展而出現(xiàn)的新興技術(shù)，其基本思想是“用圖形和圖像來表征科學(xué)計算數(shù)據(jù)”,來發(fā)現(xiàn)和理解科學(xué)計算過程中各種現(xiàn)象。科學(xué)計算可視化作為一種計算和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用，往往需要較高的硬件配置，并常常利用并行技術(shù)進行加速。［1］隨著計算機硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獲得長足發(fā)展，圖形硬件性能急速提升，科學(xué)計算分布范圍不斷拓展，計算規(guī)模不斷擴大。網(wǎng)格技術(shù)就是在這種條件下產(chǎn)生的一種面向互聯(lián)網(wǎng)的分布式計算方式，它是傳統(tǒng)的并行計算和分布式計算在深度和廣度上的拓展。其目的是利用分布在網(wǎng)絡(luò)上的存儲和計算資源，通過對它們的動態(tài)組合為解決超級計算問題提供支持。雖然網(wǎng)格技術(shù)仍在發(fā)展之中，但它所提供的資源匯聚、自治協(xié)調(diào)等功能將使得可視化應(yīng)用在更廣的范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)存儲和計算，更好地與科學(xué)計算程序集成，并讓更廣范圍的用戶通過網(wǎng)格以遠程或協(xié)作方式使用可視化應(yīng)用。面向網(wǎng)格的可視化己經(jīng)成為可視化領(lǐng)域的一個新的研究方向。
2．面向網(wǎng)格的可視化主要研究內(nèi)容
面向網(wǎng)格的可視化，其含義是受網(wǎng)格支持的可視化，或網(wǎng)格驅(qū)動的可視化，指的是利用網(wǎng)格的功能，為并行/分布式可視化提供基礎(chǔ)性支撐。圖1為面向網(wǎng)格的可視化說明示意圖。網(wǎng)格技術(shù)支持互聯(lián)網(wǎng)范圍的可視化應(yīng)用，它對于可視化應(yīng)用的意義有以下幾個方面。［2］［3］
第一，隨著科學(xué)計算應(yīng)用的發(fā)展，可視化數(shù)據(jù)集的存儲量和計算量不斷增大，而網(wǎng)格技術(shù)能夠通過動態(tài)的資源組織滿足數(shù)據(jù)存儲和計算的要求，它能提供自治和動態(tài)的資源管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲和計算的分布，因而可以利用更廣范圍內(nèi)的資源，增強人們理解和使用科學(xué)數(shù)據(jù)的認知能力，擴充海量數(shù)據(jù)處理的能力，延伸人類科學(xué)活動的范圍。
第二，可視化應(yīng)用的高資源需求性必然限制其可訪問性，近年來，雖然PC處理器和圖形硬件的性能在以驚人的速度成長，但是仍然難以處理較大型數(shù)據(jù)的繪制，因此，長期以來，大數(shù)據(jù)量的可視化應(yīng)用只能運行在高端并行計算機和PC集群上，往往需要遠程使用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，遠程可視化的空間進一步擴大了。與基于Web的遠程可視化相比，網(wǎng)格提供了一個更為統(tǒng)一的資源共享和使用平臺，在這個平臺上協(xié)調(diào)各種資源提供遠程可視化服務(wù)存在很多新的挑戰(zhàn)，因為需要處理數(shù)據(jù)、計算和顯示等多種類型的分步。
圖1面向網(wǎng)格的可視化說明示意圖
第三，作為一種分布式可視化應(yīng)用，面向網(wǎng)格的可視化應(yīng)當(dāng)支持多用戶多任務(wù)，多個不同用戶應(yīng)該可以同時使用系統(tǒng)而互不干擾，同時每個用戶又可以提交多個任務(wù)。另外，面向網(wǎng)格的可視化還應(yīng)該為多用戶間的協(xié)同提供支持。協(xié)同也是網(wǎng)格的一項重要特征。網(wǎng)格提供虛擬組織支持，這種虛擬組織的概念除表現(xiàn)為資源的虛擬化外，更突出表現(xiàn)為多個用戶之間的協(xié)作。
第四，科學(xué)計算和可視化都是網(wǎng)格的主要應(yīng)用對象。可視化通常是科學(xué)計算的后續(xù)處理步驟，為了更好地對科學(xué)計算結(jié)果進行可視化和駕馭，需要在可視化流程和科學(xué)計算過程之間進行協(xié)調(diào)和集成。通過這種集成可以更好地獲得反饋并進行控制，提高資源的利用效率，方便問題求解環(huán)境的構(gòu)建。
3．面向網(wǎng)格的可視化的探索及應(yīng)用
由于科學(xué)計算可視化對于科研和生產(chǎn)的重要作用，面向網(wǎng)格的可視化己經(jīng)成為一個新的研究方向，IEEECopmuterGraphics&Applications雜志為此在2003年3月出了網(wǎng)格可視化專專輯。美國，歐洲等在面向網(wǎng)格的可視化領(lǐng)域進行了較多研究，這些研究的側(cè)重點有所不同。
3．1基于網(wǎng)格技術(shù)支持的并行體繪制的研究應(yīng)用。如美國愛荷華大學(xué)的Knosp等人提出了一個基于網(wǎng)格的體繪制框架［4］，他們使用Globus的資源管理、信息服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸工具支持并行體繪制框架；另外美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的計算可視化中心(CCV，ccvweb.csres.utexas.edu/ccv/)在己有的遠程并行繪制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使用Globus添加網(wǎng)格支持，在他們的設(shè)計中，可視化服務(wù)的實現(xiàn)由各個可視化服務(wù)器完成，并通過Globus的網(wǎng)格服務(wù)向用戶提供可視化服務(wù)。
3．2基于網(wǎng)格技術(shù)支持的可視化軟件的應(yīng)用。如美國猶他大學(xué)科學(xué)計算研究所曾將他們的可視化問題求解環(huán)境SCIRun與NetSolve結(jié)合［5］。英國利茲大學(xué)和英國NAG公司等共同進行了GViz項目［6］，其主要目標(biāo)是為NAG公司的可視化軟件IRISExplorer增加網(wǎng)格支持，實現(xiàn)可視化與仿真的聯(lián)合、計算駕馭、多用戶協(xié)同等功能。
3．3側(cè)重于大規(guī)模數(shù)據(jù)集傳輸?shù)木W(wǎng)格可視化研究及應(yīng)用。如美國LawrenceBerkeley國家實驗室（LBNL）的Bethel等人使用UDP協(xié)議為Cactus設(shè)計了一個處理太（T）字節(jié)數(shù)據(jù)的并行可視化后端程序Visapult［7］。美國南加利福利亞大學(xué)的Thiebaux等人也對網(wǎng)格環(huán)境下海量數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出處理進行了深入研究[8]。
3．4面向網(wǎng)格的可視化中間件和體系結(jié)構(gòu)的研究及應(yīng)用。如荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)等單位在Globus上建立了虛擬實驗室網(wǎng)格中間件VLAM-G[9]，它是一個完整的面向網(wǎng)格的科學(xué)計算及可視化中間件和工具包.德國的愛因斯坦研究所（Cactus[10]的開發(fā)機構(gòu)）和柏林Zuse研究所等聯(lián)合進行了GriKSL項目[11]，其目的是將使用Cactus的科學(xué)計算與可視化應(yīng)用聯(lián)合起來，為大規(guī)模數(shù)據(jù)的科學(xué)計算提供遠程可視化和駕馭服務(wù).美國高級計算基礎(chǔ)設(shè)施合作組織（NPACI）正在協(xié)調(diào)其成員聯(lián)合開發(fā)適用于超級計算的可視化工具（vistools.npaci.edu）和可視化服務(wù)（visservices.npaci.edu）.此外，美國伊利諾斯大學(xué)香檳分校的國家超級計算應(yīng)用中心（NCSA）也正在實施網(wǎng)格相關(guān)的可視化服務(wù)計劃.歐洲CrossGrid項目開發(fā)了一個網(wǎng)格可視化中間件GridVisualisationKernel[12]，其目標(biāo)是提供通用的可視化服務(wù)，將仿真程序和可視化連接起來并支持多種顯示設(shè)備.
在面向網(wǎng)格的可視化領(lǐng)域內(nèi)，國內(nèi)也正在進行著相關(guān)的探索，如浙江大學(xué)CAD&CG國家重點實驗室在2004年完成了GVis的初級原型系統(tǒng)，并對面向網(wǎng)格可視化領(lǐng)域的研究作了初步總結(jié)。基于此通過分析比較國內(nèi)外研究工作，后來提出并實現(xiàn)了一個面向網(wǎng)格基于Java的交互式遠程并行可視化體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)Gvis[13]，GVis由網(wǎng)格支撐層、可視化層和網(wǎng)格門戶層組成，是一個基于Glbous的交互式遠程并行可視化系統(tǒng)，系統(tǒng)具有良好的交互性、跨平臺性和可擴展性。該體系結(jié)構(gòu)（如圖2所示）與國內(nèi)外面向網(wǎng)格可視化系統(tǒng)相比具有層次少，各層功能獨立，可擴展性、交互性和跨平臺性好等特點，支持面向網(wǎng)格的交互式并行可視化和遠程可視化，并可在進一步的擴展中支持協(xié)同可視化。是一個較為全面的面向網(wǎng)格的可視化系統(tǒng)。
圖2基于Java的Gvis體系結(jié)構(gòu)
4．面向網(wǎng)格的可視化的發(fā)展方向
面向網(wǎng)格的可視化需要充分利用己有的研究成果，并在廣度、深度、通用性、互操作性和標(biāo)準(zhǔn)化方面更進一步。網(wǎng)格對于可視化的推動作用，在現(xiàn)階段并不主要體現(xiàn)在可視化應(yīng)用性能的提高，而在于可視化應(yīng)用方式的改變。簡單地講，面向網(wǎng)格的可視化可以支持更多的用戶，在更廣的范圍內(nèi)使用更大的數(shù)據(jù)量。面向把應(yīng)把握這一趨勢，在資源的動態(tài)性、異構(gòu)性、多任務(wù)支持、可視化應(yīng)用的交互性、系統(tǒng)的可擴展性等方向上做好面向網(wǎng)格的可視化應(yīng)用研究工作。
5．總結(jié)
隨著科學(xué)計算逐漸向網(wǎng)格計算方向發(fā)展，可視化也必然會適應(yīng)這種變化，從傳統(tǒng)的并行可視化走向支持網(wǎng)格、利用網(wǎng)格、服務(wù)網(wǎng)格的面向網(wǎng)格的可視化。當(dāng)今，面向網(wǎng)格的可視化的研究具有一定的前瞻性.并取得了一定的成果，但在當(dāng)前的硬件條件下，基于網(wǎng)格的可視化相比于傳統(tǒng)的可視化還有欠缺之處。有待于我們在更深、更廣的層次上基于應(yīng)用背景更好繼續(xù)研究和發(fā)展。
[參考文獻]
[1]趙友兵，陳為，仇應(yīng)俊，石教英，姜曉紅．并行/分布式直接體繪制算法綜述[R]．技術(shù)報告2004.
[2]石教英，趙友兵，仇應(yīng)俊，陳為．面向網(wǎng)格的可視化系統(tǒng)研究JJ,計算機研究與發(fā)展，2004,41（12）：2231－2236.
[3]李燕梅，科學(xué)計算可視化技術(shù)的研究進展，2006-06.
[4]BKnosp，SWang，JNi.Grid-basedvolumerendering.The2002ACM/IEEEConferenceonSupercomputing，Baltimore，2002.
[5]MMiller，CMoulding，JDongarra，etal.Grid-enablingproblemsolvingenvironments:AcasestudyofSCIRunandnetsolve.HighPerformanceComputingSymp（HPC2001）inAdvancedSimulationTechnologiesConf2001，Seattle，2001。
[6]GViz:visualization.leeds.ac.uk/gviz/，2004-07.
[7]EWBethelJshalfCactus.Visapult:Anultra-highperformancegrid-distributedvisualizationarchitectureusingconnectionlessprotocols.IEEEComputerGraphicsandApplications，2003，23（2）:51-59.
[8]MThiebaux，HTangmunarunkit，KCzajkowski，etal.Scalablegrid-basedvisualizationframework[EB/OL].isi.edu/~hongsuda/publication/paper77.pdf,2004-07-12.
[9]ASZBelloum，DLGroep，ZWHendrikse，etal.VLAM-G：Agrid-basedvirtuallaboratoy.FutureGenerationComputerSystems，2003，19（2）：209~217.
[10]Cactus：http：，2004-06.
[11]GriKSL：aei.mpg.de／~tradke／GriKSL／，2004-07.
核電站地下管網(wǎng)多達20個，在全廠都有布置，全長幾十公里，是一個復(fù)雜的綜合系統(tǒng)工程。地下管線和廊道的布置應(yīng)考慮廠區(qū)總體布局的合理，根據(jù)生產(chǎn)工藝特點、管線和廊道的性質(zhì)及不同的技術(shù)要求，合理選擇管線和廊道的布設(shè)方式、走向、間距與布設(shè)寬度，力求達到經(jīng)濟、合理、安全生產(chǎn)的目的。地下管網(wǎng)分為：可通行地溝、不通行地溝、直埋管線。根據(jù)管線的種類、規(guī)模及地質(zhì)、地形條件，選擇以廊道為主，直埋為輔的布置方式。核電站地下管網(wǎng)的施工是一項十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，如果沒有科學(xué)的進度管理方法，以及合理的人力、機械、材料、施工組織工藝和方案、場地安排，就會出現(xiàn)施工混亂的局面，最終導(dǎo)致工期延誤、工程變更索賠費用增加，施工質(zhì)量和安全文明形象也難以得到保障。
2傳統(tǒng)進度管理方法
2.1傳統(tǒng)進度管理方法介紹對于核電站地下管網(wǎng)工程，按照二、三、四、五、六級進度分級控制，依靠施工單位的月報、雙周協(xié)調(diào)會來跟蹤進度執(zhí)行情況并協(xié)調(diào)施工中遇到的問題。先由總承包商編制二級進度或?qū)ｍ椷M度，對地下管網(wǎng)按區(qū)域和廊道、管線制定土建活動、持續(xù)時間（開工、完工時間）、邏輯關(guān)系；再由核島土建單位、常規(guī)島土建單位、BOP土建單位依據(jù)各自的合同范圍和施工組織設(shè)計編制各自負責(zé)施工的廊道、管網(wǎng)的詳細施工三級進度及四、五、六級進度。在二級計劃層面，對進度的跟蹤應(yīng)注意點和面兩方面的控制。點的控制就是對二級里程碑、合同里程碑等控制點的完成情況進行控制。面的控制主要是指土建工程實物量（廊道施工長度、管線敷設(shè)長度），比較實際完成量與計劃量之間的偏差。在三、四、五、六級計劃層面，主要靠雙周或周協(xié)調(diào)會來跟蹤，由總承包商與各分包單位分別召開會議商議計劃執(zhí)行情況、協(xié)調(diào)解決施工中遇到的問題。
2.2存在的問題
2.2.1施工單位之間進度接口問題
按照合同劃分范圍，地下管網(wǎng)工程由核島土建單位、常規(guī)島土建單位、BOP土建單位分包建設(shè)，各分包單位只負責(zé)自身范圍的地下管網(wǎng)和廊道的施工和進度管理。在傳統(tǒng)進度管理方法下，由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和接口協(xié)調(diào)管理，各施工單位的計劃沒有進行接口對接和控制，在公共區(qū)域的管網(wǎng)施工接口控制和協(xié)調(diào)統(tǒng)一會存在問題，或多或少會出現(xiàn)管網(wǎng)、廊道重復(fù)開挖，道路破壞，挖斷地下設(shè)施，地下管網(wǎng)窩工和趕工，臨建搬遷等問題。
2.2.2點面控制效果有限
由于二級里程碑和合同里程碑設(shè)置的地下廊道和管網(wǎng)一般為開始、完成時間，缺乏中間控制點，且跨越周期較長，預(yù)警不及時，一旦施工過程中發(fā)生延誤將難以得到有效控制。土建工程實物量只對總數(shù)進行統(tǒng)計，計劃量往往是承包單位預(yù)估量且可人為調(diào)整，科學(xué)依據(jù)不足；再加上施工單位瞞報或虛報情況的存在，面的控制效果不明顯。
2.2.3地下管網(wǎng)的碰撞問題
核電站地下管網(wǎng)、廊道布置錯綜復(fù)雜，如此多的管網(wǎng)廊道，編制計劃和施工實施時使用的仍然是二維平面施工圖和總平面布置圖。如果施工規(guī)劃和設(shè)計不合理，隨時可能出現(xiàn)碰撞、交叉的可能。在各個項目均發(fā)生過因管網(wǎng)廊道布置沖突導(dǎo)致被迫修改設(shè)計圖紙或者調(diào)整施工走向的案例，地下管網(wǎng)的碰撞如果在施工前不解決或未被及時發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)場施工時發(fā)現(xiàn)地下管網(wǎng)碰撞將導(dǎo)致施工組織被動、工程進度延誤，甚至造成成本增加、安全隱患，文明施工形象大大受損。
2.2.4公共區(qū)域管網(wǎng)的施工邏輯問題
由于缺乏有效的技術(shù)手段和施工單位各自為政，公共區(qū)域管網(wǎng)施工可能出現(xiàn)混亂局面，可能某區(qū)域先行開挖施工了A管網(wǎng)，過一段時間又被再次開挖施工B管網(wǎng)，甚至?xí)霈F(xiàn)較深的管網(wǎng)后施工或難以施工的情形。這是傳統(tǒng)進度管理方法難以解決的問題。
3可視化進度管理方法
3.1可視化進度管理方法介紹
利用三維設(shè)計技術(shù)建立核電站地下管網(wǎng)、廊道的可視化平臺，通過可視化平臺結(jié)合Project的進度計劃編制、動態(tài)跟蹤功能，實現(xiàn)核電項目現(xiàn)場負挖、管網(wǎng)、廊道等土建施工的可視化進度管理。通過對可視化平臺中各管網(wǎng)子項分段分區(qū)域賦予進度維度，根據(jù)施工單位的施工組織方案模擬施工邏輯，來驗證計劃編制的合理性。通過將現(xiàn)場實際形象進展、觀測量等信息輸入可視化平臺，并通過計算機運算，全面模擬施工中的實際狀態(tài)和計劃狀態(tài)，并標(biāo)示不同顏色來實現(xiàn)進度計劃的跟蹤，以實現(xiàn)地下管網(wǎng)的可視化進度管理。3.2可視化進度管理的優(yōu)點
3.2.1地下管網(wǎng)碰撞檢查
可視化平臺在設(shè)計階段就可實現(xiàn)地下管網(wǎng)的碰撞檢查，使地下管網(wǎng)施工圖紙更加科學(xué)、合理、經(jīng)濟、可靠。可視化三維模擬功能可以徹底解決管網(wǎng)碰撞及布置不合理的問題，對后續(xù)設(shè)計變更控制提供保障。核電站地下管網(wǎng)、廊道、臨時管線的走向、深度以及詳細的空間布置應(yīng)清晰明確，利用可視化管理平臺實現(xiàn)地下管網(wǎng)三維顯示和碰撞分析，以及對公共交叉區(qū)域施工邏輯的演示，則可以提前發(fā)現(xiàn)地下管網(wǎng)碰撞信息，提前修改設(shè)計圖紙，規(guī)避設(shè)計變更和施工困難的風(fēng)險。
3.2.2提升地下管網(wǎng)施工管理水平
核電站可視化進度管理平臺，是地下管網(wǎng)三維模擬的驗證平臺和施工輔助管理工具，主要包括了施工進度規(guī)劃功能、施工過程動態(tài)形象跟蹤功能、施工技術(shù)控制功能。施工管理人員通過利用該子系統(tǒng)，可提前對地下管網(wǎng)的施工進度和施工方案進行規(guī)劃和驗證，從而有效的解決廠區(qū)道路、管網(wǎng)及廊道重復(fù)開挖和邏輯混亂等系列問題，以達到降低成本、提高工作效率、提升地下管網(wǎng)進度管理精細化水平的目的。
3.2.3地下管網(wǎng)施工圖紙需求進度合理
通過可視化進度管理平臺，可以演示地下管網(wǎng)的整個建設(shè)過程，從而為管網(wǎng)、廊道的分區(qū)分段圖紙需求計劃提供了依據(jù)，設(shè)計人員可以依據(jù)建設(shè)進度安排分區(qū)域、分段、分批提供施工設(shè)計圖紙。
4兩種進度管理方法的比較
核電站地下管網(wǎng)土建施工的兩種進度管理方法對比分析。從中可以看出，可視化進度管理優(yōu)勢明顯，計劃的編制、跟蹤、協(xié)調(diào)更加便捷，可以有效減少碰撞、重復(fù)開挖的問題。
5應(yīng)用實例
正在建設(shè)中的陽江核電工程5、6號機組首次應(yīng)用可視化方法對地下管網(wǎng)工程進行進度管理后，取得了顯著效益，現(xiàn)場已減少重復(fù)開挖10多次、地下管網(wǎng)首次實現(xiàn)了零碰撞，核島周邊的道路比前期機組提前建成投用，現(xiàn)場安全文明水平大幅提高，各地下管網(wǎng)、廊道按期完成率提高了40%，地下管網(wǎng)及道路工程已累計節(jié)省投資500余萬元。
6結(jié)論
【關(guān)鍵詞】地下電纜；運維管理；三維可視化系統(tǒng)
我國電力企業(yè)信息化進程起步較早且發(fā)展速度較快，電網(wǎng)運行管理領(lǐng)域已建立了電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)以及管理信息系統(tǒng)等高層次應(yīng)用系統(tǒng)，但在可視化方面較為普遍采用的是單線圖和二維地圖相結(jié)合的模式。在高壓、超高壓電網(wǎng)的規(guī)劃、運行、調(diào)度方面已開始應(yīng)用三維可視化的技術(shù)手段，而在城市配網(wǎng)的三維可視化應(yīng)用則處于起步階段。
1.地下電纜運維管理現(xiàn)狀
隨著電力公司的不斷建設(shè)與發(fā)展，電力設(shè)施數(shù)量越發(fā)變得龐大，尤其是地下電纜，它們縱橫交錯構(gòu)成了十分復(fù)雜的地下電纜設(shè)施系統(tǒng)。在電纜的生產(chǎn)管理中，很重要的部分是對電力設(shè)施的管理。對于這樣一個龐大系統(tǒng)的管理，如果采用手工管理方式，作為管理依據(jù)的文字檔案及圖形檔案都存在紙介質(zhì)上，數(shù)據(jù)和圖紙是分離的，數(shù)據(jù)和圖紙的更新很困難，一致性難以保證。手工進行數(shù)據(jù)檢索，由于數(shù)據(jù)量大，信息分散，檢索效率很低，幾乎不可能根據(jù)所存數(shù)據(jù)進行綜合分析，使得在規(guī)劃或改造地下設(shè)施及管線時心中無數(shù)、圖上無據(jù)。往往只能依賴具有一定實踐經(jīng)驗或經(jīng)歷的工程、維護人員充任“活地圖”，給地下設(shè)施建設(shè)、管理與維護帶來極大困難。另外由于地下電纜的資料殘缺不全、精度不高或與現(xiàn)狀不符，造成在施工中時常發(fā)生挖斷或挖壞地下管線，釀成地下設(shè)施損毀事故也屢屢發(fā)生，由此造成事故的直接與間接經(jīng)濟損失不可估量。
研究和采用新技術(shù)管理電網(wǎng)地下設(shè)施以替代傳統(tǒng)落后的管理模式，使得地下電纜網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)與管理步入規(guī)范化、自動化、科學(xué)化的軌道，已成當(dāng)務(wù)之急。對信息的處理和分析，計算機有得天獨厚的優(yōu)勢，且三維可視化技術(shù)應(yīng)用日趨成熟，因此，用計算機三維可視化技術(shù)實現(xiàn)地下電纜管理，不僅是迫切的需要，而且也是切實可行的。
2.三維可視化技術(shù)
三維可視化是用于顯示描述和理解地下及地面諸多地質(zhì)現(xiàn)象特征的一種工具，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)和地球物理學(xué)的所有領(lǐng)域。三維可視是描繪和理解模型的一種手段，是數(shù)據(jù)體的一種表征形式，并非模擬技術(shù)。它能夠利用大量數(shù)據(jù)，檢查資料的連續(xù)性，辨認資料真?zhèn)危l(fā)現(xiàn)和提出有用異常，為分析、理解及重復(fù)數(shù)據(jù)提供了有用工具，對多學(xué)科的交流協(xié)作起到橋梁作用。
20世紀(jì)60年展起來的基于計算機的地理信息系統(tǒng)開始形成時，就利用計算機圖形軟硬件技術(shù)，把地理空間數(shù)據(jù)的圖形顯示與分析作為基本的不可缺少的功能，GIS可視化要早于科學(xué)計算可視化的提出。GIS可視化早期受限于計算機二維圖形軟硬件顯示技術(shù)的發(fā)展，大量的研究放在圖形顯示的算法上，如畫線、顏色設(shè)計、選擇符號填充、圖形打印等。繼二維可視化研究后，進一步發(fā)展為對地學(xué)等值面（如數(shù)字高程模型）的三維圖形顯示技術(shù)的研究，它是通過三維到二維的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、隱藏線消除、隱藏面消除、陰影處理、光照模型等技術(shù)，把三維空間數(shù)據(jù)投影顯示在二維屏幕上。隨著全球變化、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境科學(xué)等的發(fā)展，時間維越來越被重視。GIS可視化著重于技術(shù)層次上，例如數(shù)據(jù)模型（空間數(shù)據(jù)模型、時空數(shù)據(jù)模型）的設(shè)計，二維、三維圖形的顯示，實時動態(tài)處理等，目標(biāo)是用圖形呈現(xiàn)地學(xué)處理和分析的結(jié)果。
當(dāng)前三維可視化的方法主要有：三維圖片與地形結(jié)合顯示、基于OpenGL的地物顯示及地形顯示、基于DirectX的地物顯示及地形顯示等。
三維可視化處理是研究地理信息三維可視化系統(tǒng)的重要組成部分，其核心是三維可視化工具，利用三維可視化工具進行三維圖形的開發(fā)是地理信息三維可視化系統(tǒng)研制過程中至關(guān)重要的一步。目前在國內(nèi)外三維可視化的主要軟件有：ArcInfo、ArcView、MapInfo、MapGIS、SuperMap、GeoStar、MapX組件、3DMAX、Wavefront、VRML等軟件。具備簡單、靈活的建模能力和編程方法的三維可視化軟件中，應(yīng)用最廣泛的有以下三種：開放式的國際圖形標(biāo)準(zhǔn)OpenGL、將三維世界帶入網(wǎng)絡(luò)平臺的VRML（Virtual Reality Modeling Language，虛擬現(xiàn)實建模語言）以及基于Java語言的三維圖形技術(shù)Java 3D。
3.三維可視化信息系統(tǒng)
三維可視化信息系統(tǒng)是在三維圖形數(shù)據(jù)庫支撐下的可視管理系統(tǒng)，對有關(guān)三維圖形數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行預(yù)處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理分析、顯示、更新和提供應(yīng)用技術(shù)的系統(tǒng)。三維數(shù)字化地下電纜信息系統(tǒng)的建成，實際上是在計算機中建立了一座在數(shù)據(jù)倉庫支持下的信息化地下電纜，從目前的技術(shù)水平來看，除了不能模擬仿真真實的工藝過程以外，其物理的和邏輯的形式與真實的地下電纜并無本質(zhì)的區(qū)別。
三維可視化信息系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：
（1）實現(xiàn)分層管理功能，如：地下電纜、地上建筑以及廠區(qū)、生活區(qū)的地理與人文信息管理。
（2）實現(xiàn)檢索查詢功能，如：地下電力設(shè)施、地上建筑的建設(shè)情況，維護、維修記錄，設(shè)計數(shù)據(jù)、安裝調(diào)試數(shù)據(jù)等龐大的屬性查詢功能。
（3）實現(xiàn)空間分析功能，如：管道長度、面積計算、空間測距、任意剖面分析等功能。
（4）實現(xiàn)三維圖形瀏覽功能，如：不同視角、不同層面展示地下電纜形狀，展示豐富、逼真的走線及交錯內(nèi)容。
3.1地下電纜可視化
地下電纜等電力設(shè)施設(shè)備，敷設(shè)在地面以下，且電纜溝空間狹小，不容易展示。系統(tǒng)提供了快速制作電纜溝、電纜模型的工具，只要確定電纜溝的寬度、深度等參數(shù)，并結(jié)合地面高程，可快速制作出不同長度的電纜溝，并可選擇是否安裝側(cè)掛，添加電纜、開關(guān)控制等。制作的電纜溝提供一個特定的開關(guān)功能，可以由用戶自由選擇是否開啟地下展示模式。開啟后，電纜溝上方的地面將打開，可以從多個角度查看溝內(nèi)設(shè)備，并可以調(diào)整光照強度，增加視覺效果。
3.2電纜隧道可視化
電纜隧道相對空間較大，甚至可以允許工程師進入檢查。而且每隔一定距離都會有出入口。因此根據(jù)電纜隧道的特性，對電纜隧道內(nèi)容進行精細建模，真實反應(yīng)電纜隧道內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)、側(cè)掛的位置、電纜的走向等，用戶可以在隧道出入口處模擬進入隧道內(nèi)部查看的結(jié)果，全方位查看電纜隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)施。另外系統(tǒng)還提供特定開關(guān)功能，打開隧道上層結(jié)構(gòu)，以便整體查看隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
3.3線路及桿塔可視化
配網(wǎng)系統(tǒng)中線路及桿塔數(shù)量眾多，而且多為架構(gòu)部分，線路的走向和桿塔的分布跟地形地貌有著緊密的關(guān)系。針對這一特點，本系統(tǒng)在使用數(shù)字高程數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、矢量電子地圖數(shù)據(jù)制作地形三維，還原現(xiàn)場真實地形地貌的基礎(chǔ)上，提供批量導(dǎo)入桿塔及自動擺放的算法，使得桿塔導(dǎo)入以后，根據(jù)地形的高程自動調(diào)整桿塔的高度；根據(jù)桿塔的類型、距離、位置，自動計算出桿塔之間的方位以及桿塔之間導(dǎo)線的弧垂度，并將線路分ABC三相用不同顏色增強顯示。
【關(guān)鍵詞】環(huán)網(wǎng)潮流；可視化安全決策支持系統(tǒng)；在線分析；輔助決策
一、前言
國內(nèi)外電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性都是一個常談話題，世界各國在經(jīng)歷了不同程度的大面積停電事故后，對安全預(yù)警和決策支持系統(tǒng)的研究逐漸引起了世界各國的重視。最早的安全預(yù)警與決策系統(tǒng)只包括數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)監(jiān)控（SCADA），隨著控制技術(shù)的發(fā)展，自動化程度更高的配電管理系統(tǒng)（DMS）和能量管理系統(tǒng)（EMS）逐步的被推廣應(yīng)用，但是當(dāng)前的EMS系統(tǒng)仍然不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求。而安全預(yù)警與決策系統(tǒng)，特別是三維可視化技術(shù)的應(yīng)用可以很好地進行在線實時監(jiān)測以及安全警報自動決策功能，使安全穩(wěn)定性得到了很大提高。
在線潮流預(yù)測與可視化預(yù)警輔助決策功能模塊就是以在線潮流預(yù)測為依據(jù)，通過對運行中的城市電網(wǎng)系統(tǒng)的合環(huán)潮流，進行快速的預(yù)測和計算，依據(jù)自動處理軟件將系統(tǒng)的安全隱患實施檢測和預(yù)警，并進一步作出輔助決策，調(diào)度員可以根據(jù)系統(tǒng)模塊掌握最佳的合環(huán)點和合環(huán)操作時間，實現(xiàn)人機交互體驗、集成化、智能化、可視化數(shù)據(jù)分析，在電力系統(tǒng)的運行管理中同樣可以起到良好的作用，能夠有效的節(jié)約成本，提高效益；降低事故災(zāi)害，預(yù)防事故發(fā)生；并能做出輔助決策。
二、電網(wǎng)安全管理現(xiàn)狀分析
隨著我國電網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)運行，由于快速增長的用電負荷、電網(wǎng)布局的多樣化以及不斷更新的電網(wǎng)技術(shù)，電網(wǎng)用戶的用電量差異和供電線路的潮流震蕩等，使電網(wǎng)并網(wǎng)運行存在著很大的安全隱患。而現(xiàn)有的安全監(jiān)測和分析決策手段又存在不足，傳統(tǒng)的電網(wǎng)EMS系統(tǒng)的運行，比如跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)的運行方式和輸送功率的變化帶來的影響，對于我國例如：能量管理系統(tǒng)（EMS）應(yīng)用軟件在電網(wǎng)的安全管理上對于預(yù)警、在線評估方面還很欠缺，仍然局限于潮流在線“N-1”故障掃描分析階段，在現(xiàn)代化大規(guī)模的互聯(lián)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)運行中，這種安全管理系統(tǒng)在工作量和智能程度上都已經(jīng)顯現(xiàn)出一些矛盾。
可視化技術(shù)是一門新興技術(shù)，是利用計算機技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形學(xué)、圖形處理和人機界面的融合，可視化技術(shù)在國外的應(yīng)用非常廣泛，國內(nèi)可視化預(yù)警與決策支持系統(tǒng)的研究應(yīng)用起步較晚，國內(nèi)電網(wǎng)如江西省電網(wǎng)、廣東省網(wǎng)、廣西電網(wǎng)相繼部署了安全預(yù)警系統(tǒng)，并取得了顯著成效。山西長治電力公司從2011年開始也在此領(lǐng)域進行了研究應(yīng)用，并且都取得較好的效果。國內(nèi)外對于電網(wǎng)運行的安全預(yù)警與決策支持系統(tǒng)的研究，主要是基于電網(wǎng)運行中的安全和穩(wěn)定性方面存在的缺陷，自上個世紀(jì)七十年代以來的幾十年來，世界各國發(fā)生的大面積停電事故屢有發(fā)生，這些大停電事故造成的社會損失和對電網(wǎng)的嚴(yán)重破壞是不可估量的。因此，研究電網(wǎng)的安全預(yù)警與決策支持系統(tǒng)，是各國電網(wǎng)安全運行的主要目標(biāo)。
三、可視化安全預(yù)警與輔助決策支持系統(tǒng)的在線監(jiān)測功能
1.實時態(tài)安全預(yù)警與輔助決策服務(wù)
對安全性能進行在線實時監(jiān)控，并進行在線評估和適時地報警、預(yù)警以及輔助決策。系統(tǒng)從綜合信息平臺獲取電網(wǎng)模型的實時信息，并經(jīng)過系統(tǒng)拓撲分析、評估和不良數(shù)據(jù)辨識，然后系統(tǒng)自動啟動對數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的依賴性相對較低的有功狀態(tài)估計，以保證系統(tǒng)的正常運行。
2.預(yù)測態(tài)安全預(yù)警與輔助決策服務(wù)
利用實時態(tài)的母線負荷預(yù)測模型，根據(jù)其在一定時間之后負荷的分布情況，對母線負荷預(yù)測以及超短期負荷預(yù)測進行安全性能分析，對可能出現(xiàn)的運行中不安全狀況進行預(yù)警以及控制措施的在線決策。
3.研究態(tài)安全預(yù)警與輔助決策服務(wù)
利用實際電網(wǎng)模型，截取實時斷面或加載歷史斷面、研究方式來實現(xiàn)設(shè)定研究場景，分析電網(wǎng)存在的問題及隱患，然后進行預(yù)警和決策，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)運行方式的校核。
4.在線潮流估計與狀態(tài)評估
通過最優(yōu)乘子法進行預(yù)想故障分析、短路電流計算與保護、負荷預(yù)測以及合環(huán)潮流的結(jié)果查詢與預(yù)警輔助決策。
四、可視化安全預(yù)警與決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用
可視化技術(shù)的分析是建立在大量數(shù)據(jù)和字符基礎(chǔ)上的，從數(shù)據(jù)中的規(guī)律的出的，從觀察自然現(xiàn)象到模擬自然現(xiàn)象并分析模擬結(jié)果的過程。它包括以下應(yīng)用功能：
1.實現(xiàn)節(jié)點等高線的可視化。將系統(tǒng)的運行狀態(tài)通過節(jié)點等高線的形式直觀地顯現(xiàn)出來，首先構(gòu)建節(jié)點三角形網(wǎng)、進行優(yōu)化后內(nèi)插同一運行數(shù)據(jù)等值點，然后追蹤相鄰關(guān)系等值點閉合、填充色塊而形成等高線。2.實現(xiàn)圖形和人機交互。它是一個交互性很強的系統(tǒng)，容易學(xué)習(xí)和掌握，易于維護，實現(xiàn)了圖形的平滑無級放大，并且能夠?qū)崟r顯示EMS圖形系統(tǒng)。系統(tǒng)中的圖元變化能夠和數(shù)據(jù)庫中的動態(tài)數(shù)據(jù)相統(tǒng)一，所以圖形元件的實時顯示是系統(tǒng)工況的動態(tài)數(shù)據(jù)真實反映，圖形顏色和亮度的變化、閃爍頻次等警示信號，都是系統(tǒng)的運行工況的實時反映。3.實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。可視化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫在管理上具有非常嚴(yán)格的實效性，它有機的結(jié)合了實時理論與技術(shù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)。在限定的時間范圍內(nèi)對不斷變化的實時數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的分析與處理，保持了數(shù)據(jù)的一致性和完整性，解決了實時數(shù)據(jù)庫模型的設(shè)計與實現(xiàn)、共享內(nèi)存管理與數(shù)據(jù)存儲、實時任務(wù)的處理及其并發(fā)控制，滿足了訪問數(shù)據(jù)的實時性和高效性。4.實時任務(wù)調(diào)度與管理。可視化預(yù)警與決策系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)對象和任務(wù)之間互相制約、互相依存，設(shè)計實現(xiàn)了任務(wù)的定時啟停、啟停條件的設(shè)定、指定任務(wù)之間的依存關(guān)系與實例化個數(shù)的約束等，實現(xiàn)了各個任務(wù)之間的嵌套、合并、通信和合作等功能。5.實施資源管理。包括數(shù)據(jù)存儲形式的分類依據(jù)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)恢復(fù)與安全、共享內(nèi)存的實現(xiàn)等功能。6.網(wǎng)絡(luò)通信。實時數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡(luò)通信通過流式傳輸、異地鏡象、客戶/服務(wù)器交互訪問、報文廣播、I/O調(diào)度等機制，滿足了系統(tǒng)高效和可靠性的基本要求，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸功能。對數(shù)據(jù)庫通過強制刷新和定時刷新兩種方式，就可以實現(xiàn)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫之間的雙向交流。
以上應(yīng)用功能在電網(wǎng)運行中的安全預(yù)警與輔助決策中實現(xiàn)了正常狀態(tài)輔助決策、靜態(tài)安全預(yù)防控制、緊急狀態(tài)輔助決策、預(yù)測態(tài)輔助決策功能，是現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)中安全管理的科學(xué)管理系統(tǒng)。
五、結(jié)語
綜上所述，山西長治電力公司的可視化安全預(yù)警與輔助決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用來看，該系統(tǒng)的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實意義：（1）可視化技術(shù)有助于將過程一體化和流線化，并能使工程的主管和調(diào)度運行管理人員看到和了解運行過程中的參數(shù)變化，以及對整體的動態(tài)影響，極大地提高了數(shù)據(jù)的利用率。（2）對于在線數(shù)據(jù)分析的效率得到了極大提高，使諸如數(shù)據(jù)表格、離散采樣的數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)和多重半結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)據(jù)等，以三維的形式直觀的反映出來，有助于工程技術(shù)人員快速做出正確判斷和決策。（3）實現(xiàn)了人與數(shù)據(jù)、人與人之間的實時圖像通信，使我們對于數(shù)據(jù)中隱含的現(xiàn)象更加清楚的認知，從而更快的掌握其規(guī)律，進行控制引導(dǎo)。（4）通過計算機輔助功能實現(xiàn)的可視化技術(shù)，為生產(chǎn)信息化系統(tǒng)提供有效的信息平臺。
參考文獻：
[1]姚光華，陳允平，趙武智.用動態(tài)安全域法決定暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制措施初探[J].電網(wǎng)技術(shù)，2002，26（12）：21-24.
[2]陳根軍，唐國慶.基于Tabu搜索的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法[J].中國電機工程學(xué)報，2002，22（10）：
關(guān)鍵詞： 三維運動特征； 可視化校對； 系統(tǒng)設(shè)計； 姿態(tài)修正； 細節(jié)感知
中圖分類號： TN911?34； TP391 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）22?0001?05
extraction algorithm， a 3D motion characteristics visualization proofreading system based on multiple transmission unit interval array distribution was designed. The system overall design and architecture model are analyzed. The functional parameters to design the system are given. The design of modules in hardware part of visualization system to proofread 3D motion features is conducted， including power supply circuit module， 3D feature data load circuit module， reset circuit module， AD digital?to?analogue conversion circuit module and interface circuit module. Program load of 3D feature extraction algorithm was performed. The software system based on Visual DSP++ 4.5 was developed to realize the system optimization design. The simulation experiment results show that the system can effectively realize the visualization proofreading of 3D motion features， and has high capture and extraction accuracy for detail features of moving image.
Keywords： 3D motion feature； visualization proofreading； system design； attitude correction； detail perception
0 引 言
隨著計算機數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，以三維可視化圖像處理為基礎(chǔ)進行運動目標(biāo)圖像的分析，實現(xiàn)對運動姿態(tài)的細節(jié)捕捉和姿態(tài)分析的能力。通過對運動三維圖像的優(yōu)化識別和可視化校正技術(shù)的研究，提高對運動目標(biāo)對象的跟蹤和計算機視覺識別的水平，在多媒體視覺下，采用圖像特征采集方法，結(jié)合運動三維數(shù)據(jù)庫和專家識別系統(tǒng)，能實現(xiàn)對被采集運動目標(biāo)圖像的細節(jié)動作特征分析，從而實現(xiàn)對運動三維目標(biāo)圖像的檢驗分析和指導(dǎo)。通過運動三維特征的可視化校對系統(tǒng)的設(shè)計，把圖像處理算法加載到圖像處理系統(tǒng)中，實現(xiàn)對圖像的三維校正和細節(jié)捕捉感知，研究運動三維特征的可視化校對系統(tǒng)，在圖像識別、動作特征分析以及身份的認證系統(tǒng)設(shè)計和視覺分析等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用意義，相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)計方法研究得到了人們的極大關(guān)注[1?2]。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計描述與功能器件選擇
1.1 運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的邏輯設(shè)計
為了實現(xiàn)對運動三維特征的可視化校對，在前期的三維特征提取算法設(shè)計的基礎(chǔ)上，進行運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。系統(tǒng)開發(fā)分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩大部分。本系統(tǒng)所設(shè)計運動三維特征可視化校對系統(tǒng)與一般的信號處理系統(tǒng)不同之處在于它采用DSP進行運動三維特征數(shù)據(jù)的采樣，通過動態(tài)控制增益進行三維數(shù)據(jù)的采集，時鐘頻率為33 MHz或66 MHz。在三維特征提取中，采用設(shè)備暫時接管基陣的陣列信號，進行運動三維特征的擴展總線并行收發(fā)，通過收發(fā)轉(zhuǎn)換和功率放大器以及進行地址奇偶校驗。根據(jù)系統(tǒng)的功能和技術(shù)要求，進行運動三維特征可視化校對系統(tǒng)方案設(shè)計以及硬件設(shè)計[1，3?4]，系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。
運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的設(shè)計思想是采用PCI 總線操作對運動三維特征信息進行數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備的從屬訪問，系統(tǒng)設(shè)計的主要元件包括如下幾個方面：
運動三維特征的計算元件（CE）：代表運動三維特征數(shù)據(jù)網(wǎng)格的計算資源。
運動三維特征的存儲元件（SE）：通過局部總線向HP E1562E 8 GB發(fā)送數(shù)據(jù)存儲請求任務(wù)，實現(xiàn)對運動三維特征數(shù)據(jù)資源的綜合調(diào)度。
RAM緩沖區(qū)（RB）：捕獲32 位地址/數(shù)據(jù)總線中的運動三維特征的可視化校對任務(wù)，根據(jù)用局部總線傳輸數(shù)據(jù)到HP E1562E，給每個任務(wù)分配適當(dāng)?shù)母北尽?/p>
副本管理器（RM）：以采集數(shù)據(jù)到HP E1562D/E數(shù)據(jù)硬盤，在每個站點控制副本管理的傳輸，實現(xiàn)運動三維特征的可視化信息的差分輸入和直流耦合。
根據(jù)上述系統(tǒng)總體設(shè)計思想，采用PCI9054的LOCAL總線設(shè)計方法，進行數(shù)據(jù)特征采集，用8個32位Maibox寄存器寄存運動三維特征的像素值信息，對運動圖像進行特征提取，當(dāng)初始化時，運動場景圖像的亮點特征采樣的時鐘頻率可達到50 MHz，系統(tǒng)自動將行為特征線性頻率尺度提取值通過串行E2PROM進行配置校驗，在C 模式下，選擇Motorola 公司高性能 MPC850/86作為三維特征的可視化校驗視覺分析系統(tǒng)，運動圖像三維特征的可視化校驗視覺分析過程可以用如圖2所示的時序圖描述，在PCI Initiator操作過程中，采用可編程邏輯芯片進行圖像信息特征的譜分析，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。
1.2 系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)和器件選擇分析
根據(jù)上述總體設(shè)計思想和系統(tǒng)設(shè)計的總體架構(gòu)進行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。本文設(shè)計的運動圖像三維特征的可視化校驗系統(tǒng)的參數(shù)指標(biāo)描述如下：
運動圖像的Harris角點檢測的頻率大于200 Hz，寄存器基器件采用IEEE?488協(xié)議進行圖像信息通信，E2PROM的配置采用VXI總線器件，采樣頻率不低于21 MHz，雙路16位電流輸出，VXI消息基器件具有電磁兼容性，通道輸入范圍為-12～20 dB，運動三維特征可視化校對的模擬濾波器HP E1433A使用新型可編程高通濾波器。根據(jù)上述設(shè)計指標(biāo)，進行系統(tǒng)的功能描述和器件分析，運動三維特征可視化校對系統(tǒng)采用32位數(shù)據(jù)總線計算機模塊進行圖像特征采樣和角點像素值分析。D/A芯片選用的是ADI 的ADSP?BF537。運動三維特征可視化校對系統(tǒng)具有高分辨率特性，可以精確控制高壓，產(chǎn)生電磁輻射，外部晶體采用功耗280 W的有源晶振AD554進行圖像降噪濾波，運動三維特征可視化校對的晶振電路如圖3所示。
運動三維特征可視化校對的晶振電路經(jīng)24倍頻后抑制低頻干擾，在晶振的輸出端放置一個[0.1 μF]的電容，耦合到芯片底下，實現(xiàn)對三維特征的時鐘波形提取。綜合以上要求，運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的器件選擇了ADI公司的高速A/D芯片AD9225作為核心控制處理器，進行系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。
2 系統(tǒng)的硬件電路模塊設(shè)計與軟件設(shè)計實現(xiàn)
在上述進行了運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的總體設(shè)計和設(shè)計指標(biāo)分析以及功能模塊構(gòu)建的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計，系統(tǒng)的硬件模塊主要有電源電路模塊、三維特征數(shù)據(jù)加載電路模塊、復(fù)位電路模塊、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換電路模塊以及接口電路模塊等，具體的設(shè)計過程描述如下：
2.1.1 電源電路
運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的電源電路的D/A芯片選用的是ADI的串行D/A轉(zhuǎn)換器AD5545，電源電路的內(nèi)部時鐘振蕩器為ADSP?BF537，它是雙路16位內(nèi)核頻率最高為126 MHz的D/A轉(zhuǎn)換器，建立時間為2 [μs]，運動三維特征可視化校對系統(tǒng)電源電路選用頻率為[25 MHz]、電壓為3.0 V的電源層要隔離開采樣時鐘，通過AN收發(fā)器相連，實現(xiàn)系統(tǒng)的交流供電，電源電路模塊設(shè)計如圖4所示。
由圖4可知，運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的電源電路采用獨立的看門狗輸出，可視化校對系統(tǒng)的電源電路采用分立元件構(gòu)成，其中低電池檢測或者其他電源的檢測為微分電路。當(dāng)電源VCC上電時，DSP在1.6 s內(nèi)隨著電容C兩端電壓的增大而產(chǎn)生突變，所以O(shè)UT在上電時需要通過整流濾波振蕩器進行線性調(diào)制，通過線性調(diào)頻濾波進行振蕩采樣的復(fù)位，當(dāng)復(fù)位有效，持續(xù)一段時間后，DSP采樣BMODE2?0管腳，OUT變高，復(fù)位撤除，地址0x20000000執(zhí)行DSP的工作。
2.1.2 三維特征數(shù)據(jù)加載電路模塊
數(shù)據(jù)加載電路又叫程序加載電路，通過引導(dǎo)ROM進行程序加載，ADSP?BF537程序加載方式較多，本文對運動三維特征可視化校對系統(tǒng)設(shè)計過程中，對運動圖像的三維特征數(shù)據(jù)程序加載模式分析如表1所示。
綜上所述，得到本文設(shè)計的運動圖像的三維特征的數(shù)據(jù)加載電路設(shè)計如圖5所示。
采用表1所述的各個加載方式，結(jié)合本文設(shè)計的運動三維特征的可視化校對程序加載電路，進行運動三維特征的可視化校對。
2.1.3 復(fù)位電路模塊
運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的復(fù)位電路是執(zhí)行系統(tǒng)的幀同步信號、運放AD8674輸出的復(fù)位功能，運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的復(fù)位電路采用CAN 8674為主控芯片，芯片采用的是4通道高性能運放數(shù)據(jù)交換，復(fù)位電路的帶寬為10 MHz，使用ADUM1201進行3線制接口供電，AD8674產(chǎn)生輸出范圍為0～5 V，看門狗復(fù)位電路的輸入端從外部16位存儲器讀取運動圖像的像素角點檢測特征值，從地址0x20000000執(zhí)行0x00字節(jié)的時鐘同步程序，E2PROM的輸出口S0和輸入口接一個上拉電阻，由此實現(xiàn)對三維可視化校對系統(tǒng)的自動復(fù)位，復(fù)位電路設(shè)計如圖6所示。
2.1.4 A/D轉(zhuǎn)換電路模塊
運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路是實現(xiàn)對輸入數(shù)據(jù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換，提供給計算機和DSP芯片可識別的原始運動三維特征數(shù)據(jù)。本文設(shè)計的運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的A/D電路的分辨率為12位，最大采樣頻率為25 kHz，采用AD公司的高性能AD芯片AD9225進行設(shè)計，采樣時鐘由CLKBUF給出，ADG3301在輸出端口的絕對電壓滿足：
A/D電路的設(shè)計需要減弱電源毛刺對模擬電路產(chǎn)生的干擾影響，實現(xiàn)單通道雙向電平轉(zhuǎn)換，根據(jù)上述設(shè)計思路，得到A/D電路的設(shè)計結(jié)果如圖7所示。
2.1.5 接口電路模塊
系統(tǒng)的接口電路是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出以及人機通信等功能，接口電路是系統(tǒng)設(shè)計不可少的重要模塊，本文設(shè)計的接口電路采用并聯(lián)瞬態(tài)二極管TVS設(shè)計，接口芯片為82C250，CANH和CANL與地并聯(lián)進行控制信號的輸入輸出，得到接口電路設(shè)計結(jié)果如圖8所示。
在上述運動三維特征可視化校對系統(tǒng)模塊化設(shè)計的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)的硬件集成設(shè)計，得到集成電路設(shè)計結(jié)果如圖9所示。
2.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計與程序?qū)崿F(xiàn)
在上述進行了運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)的軟件開發(fā)設(shè)計，并結(jié)合前期的圖像處理算法，進行程序開發(fā)，實現(xiàn)系統(tǒng)的完整設(shè)計。本系統(tǒng)的軟件開發(fā)建立在Visual DSP++ 4.5軟件開發(fā)平臺基礎(chǔ)上，Visual DSP++通過圖形窗口建立運動三維特征的可視化編輯和校對窗口，通過指令流水查看器進行程序加載和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)三維運動特征的可視化校對，在Visual DSP++的Simulator和Emulator中進行軟件開發(fā)，通過Emulator，在Windows 窗口下優(yōu)化ANSI C編譯，程序開始后首先進行初始化，判斷雙緩沖區(qū)的A/D采樣，執(zhí)行同步串口0初始化，采用SPORT0_TCLKDIV寄存器產(chǎn)生幀同步片選信號，配置PORT_MUX寄存器進行可視化校對的程序特征輸出，配置CAN_MBIM1進入CAN收發(fā)模式，采用PPI默認的DMA通道實現(xiàn)系統(tǒng)的人機通信和PPI數(shù)據(jù)讀取，根據(jù)上述設(shè)計思想，采用多個傳輸單元間隔陣列分配校對，得到軟件開發(fā)的流程如圖10所示。
根據(jù)上述軟件開發(fā)流程設(shè)計，進行運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的軟件開發(fā)和系統(tǒng)設(shè)計，最后進行程序加載，通過系統(tǒng)調(diào)試進行性能驗證。
3 程序加載和系統(tǒng)調(diào)試實驗
為了測試本文設(shè)計的運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的性能，進行系統(tǒng)仿真實驗，開發(fā)應(yīng)用程序之前，定義系統(tǒng)文件，進行三維圖像處理算法的程序加載，程序加載過程代碼如下：
S根據(jù)上述程序加載結(jié)果，確定運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的變量和數(shù)組，軟件調(diào)試采用Tektronix TX3 True RMS MultiMeter，運動三維特征可視化校對系統(tǒng)的輸出顯示通過Agilent 混合示波器實現(xiàn)，得到系統(tǒng)對原始的三維圖像的采集輸出結(jié)果如圖11所示，采用本文方法進行三維特征的可視化校對，得到校對輸出結(jié)果如圖12所示。
從圖12可見，采用本文設(shè)計的系統(tǒng)能有效實現(xiàn)對運動三維特征的可視化校對，對運動圖像的細節(jié)特征捕捉和提取精度較高，性能較好，展示了較好的應(yīng)用性能。
4 結(jié) 語
通過運動三維特征的可視化校對系統(tǒng)的設(shè)計，把圖像處理算法加載到圖像處理系統(tǒng)中，實現(xiàn)對圖像的三維校正和細節(jié)捕捉感知，在圖像識別、體育運動訓(xùn)練指導(dǎo)、體動作特征分析等方面具有重要意義。本文提出一種基于多個傳輸單元間隔陣列分配校對的運動三維特征的可視化校對系統(tǒng)的設(shè)計方法，首先進行了系統(tǒng)總體設(shè)計描述和系統(tǒng)的架構(gòu)分析，給出系統(tǒng)設(shè)計的功能指標(biāo)，對運動三維特征的可視化校對系統(tǒng)的硬件部分進行分塊化設(shè)計，對三維特征提取算法進行程序加載，基于Visual DSP++ 4.5進行軟件系統(tǒng)開發(fā)，進行系統(tǒng)仿真實驗。研究結(jié)果表明，采用該系統(tǒng)進行運動三維特征的可視化校對，具有較好的運動特征提取和細節(jié)分析能力與較好的圖像處理性能。
參考文獻
[1] 李計添，何永強，陳財森，等.一種基于灰度投影算法的車載電子穩(wěn)像方法[J].紅外技術(shù)，2010，32（6）：328?332.
[2] 姜浩，馮敏，肖桐，等.基于線狀特征增強的TM遙感影像細小河流提取方法[J].測繪學(xué)報，2014，43（7）：705?710.
[3] 朱娟娟，郭寶龍.一種運動載體攝像的自適應(yīng)穩(wěn)像系統(tǒng)[J].光電子?激光，2007，18（1）：108?112.
[4] 馬忠麗，李慧鳳，文杰，等.高速水面艇視覺系統(tǒng)電子穩(wěn)像算法[J].計算機應(yīng)用研究，2014，31（2）：633?636.
[5] PALOMARES I， MARTINEZ L， HERRERA F. A consensus model to detect and manage non?cooperative behaviors in large scale group decision making [J]. IEEE transactions on fuzzy system， 2014， 22（3）： 516?530.
[6] ZHANG H， WANG Z， LIU D A. Comprehensive review of stability analysis of continuous?time recurrent neural networks [J]. IEEE transactions on neural networks and learning systems， 2014， 25（7）： 1229?1262.
[7] 盂勃，韓廣良.基于改進的尺度不變特征變換特征點匹配的電子穩(wěn)像算法[J].計算機應(yīng)用，2012，32（10）：2817?2820.
可視化是指人腦中形成某事物圖像的一種心智處理過程(mentalprocess)。可視化技術(shù)是把計算機中的數(shù)字信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的圖形圖像信息，使得研究者能夠形象直觀地觀察到，即看到傳統(tǒng)意義上不可見的事物或現(xiàn)象，同時還提供模擬和計算的視覺交互手段［2］。可視化技術(shù)是集科學(xué)與工程計算、計算機圖形學(xué)、圖像處理、人機界面等多學(xué)科和技術(shù)于一體的現(xiàn)代化技術(shù)。可視化的核心技術(shù)包括:1)將科學(xué)計算中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及結(jié)果轉(zhuǎn)化為圖形或圖像;2)基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的圖形用戶界面的設(shè)計，即可視化建模的實現(xiàn)。可視化的過程模型如圖1所示。三維可視化作為可視化的重要組成部分，側(cè)重于以三維的手段反映客觀世界，屬于科學(xué)計算可視化的范疇［3］，在地學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景［4-7］。三維可視化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科中去，如地理學(xué)、資源環(huán)境學(xué)、測繪學(xué)、海洋學(xué)、建筑學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等，它的應(yīng)用為這些學(xué)科的科學(xué)研究提供了極其有用的幫助，促進了這些學(xué)科的發(fā)展。比如，三維可視化技術(shù)在建筑、交通、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用可以提高決策者的預(yù)見性，避免不必要的浪費和損失;在動畫和虛擬世界領(lǐng)域，三維可視化技術(shù)帶給了我們強烈的視覺沖擊;其仿真技術(shù)的應(yīng)用，提高了我們在醫(yī)學(xué)手術(shù)實施、機械制造加工、礦物開采加工、水利設(shè)施建設(shè)等的精準(zhǔn)度和效率。目前三維可視化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、電力、交通、礦業(yè)等各個領(lǐng)域，但在水利行業(yè)尤其是工程設(shè)計方面卻很少［8］，三維可視化技術(shù)廣泛應(yīng)用于水工設(shè)計將大大提高水利水電工程建設(shè)的效率和研究水平。
2水利水電工程三維可視化技術(shù)
2．1研究現(xiàn)狀
目前，水利水電工程設(shè)計已經(jīng)開始從二維CAD設(shè)計逐步向三維CAD設(shè)計轉(zhuǎn)變。計算機三維建模與可視化模擬技術(shù)已開始應(yīng)用于水利水電工程的設(shè)計、施工等各個階段，如樞紐布置、施工總布置等。天津大學(xué)的鐘登華等［9-11］從單獨研究水利水電工程地質(zhì)、水利水電工程建筑物及水利水電施工三維可視化建模入手，逐步提出了對工程可視化輔助設(shè)計(VCAD)理論的構(gòu)成體系和實現(xiàn)方法;黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司的李斌等［12］、天津大學(xué)的顧巖［13］、廣西河池水利電力勘測設(shè)計研究院的黃尚磊［14］提出了基于CATIA軟件的水利水電工程三維設(shè)計方法;三峽大學(xué)的田斌等［15］、中國葛洲壩集團公司的陳立新［16］對三維空間數(shù)據(jù)、地形、地物模型的建立以及對施工過程三維模擬技術(shù)做了相關(guān)研究;武漢大學(xué)的陶鐵鈴等［17］、電子科技大學(xué)的魏魯雙［18］、河海大學(xué)的楊威［19］、天津大學(xué)的張社榮等［20］分別開發(fā)了拱壩、重力壩優(yōu)化設(shè)計可視化系統(tǒng)。水利水電工程三維可視化設(shè)計已得到國內(nèi)專家、學(xué)者越來越多的重視，并取得了一定的成果，但目前還未形成一套完整的理論體系和軟件成果，整體上仍處于探索階段。
2．2技術(shù)路線
按照工程設(shè)計流程，水工設(shè)計實現(xiàn)三維可視化就要求工程設(shè)計條件可視化，設(shè)計建模過程可視化，計算分析過程可視化和設(shè)計成果可視化。這里可視化是三維工程設(shè)計的核心，數(shù)字化則是實現(xiàn)可視化設(shè)計的基礎(chǔ)。目前，地質(zhì)、地物三維建模是水工三維可視化的基礎(chǔ)和研究重點，當(dāng)前這方面的研究工作主要包括地質(zhì)、地物的三維空間數(shù)據(jù)模型，地質(zhì)、地物模型的整合和匹配三方面。1)構(gòu)造三維地質(zhì)模型常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括NURBS結(jié)構(gòu)、B-Rep結(jié)構(gòu)、TIN模型等。基于以上三種模型，鐘登華等提出了以NURBS結(jié)構(gòu)為主、結(jié)合TIN模型和B-Rep結(jié)構(gòu)的混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。徐衛(wèi)亞等［21］提出了基于裁剪NURBS-B-Rep半邊結(jié)構(gòu)的三維混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2)地物模型都屬于靜態(tài)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括空間位置、形狀和空間拓撲關(guān)系等信息［15］。區(qū)別于一般的幾何模型，地物模型尚需反映其屬性信息，并且要確保幾何圖形及其屬性一一對應(yīng)。對于大規(guī)模的地物建模而言，采取單一的建模技術(shù)是不能完善地對其進行描述的，針對不同的建筑物，應(yīng)分別采用有針對性的建模技術(shù)，建立相應(yīng)的三維可視化數(shù)據(jù)模型。常用的建模技術(shù)有實體CAD圖形建模技術(shù)、特征建模技術(shù)和參數(shù)化實體建模技術(shù)。近年來，利用以上三種技術(shù)，許多學(xué)者都建立了相應(yīng)的地物模型。劉東海［22］提出了交互式的參數(shù)化圖形建模技術(shù)。李景茹等［23］提出了基于GIS三維實體化參數(shù)模型。蔡宜洲等［24］提出了元件裝配法對水工建筑物進行組裝式建模。3)地質(zhì)實體是水利水電工程建設(shè)的基本載體，必須將地質(zhì)模型和地物模型統(tǒng)一起來，才具有實際意義。地物與地形匹配常用的方法有兩種［9］:方法一是直接將地物擱置在地形表面上，其優(yōu)點是簡單實用，缺陷是在視景顯示時，會出現(xiàn)“爭奪Z值”的現(xiàn)象，即同一個Z值上可能有多個面;另一個方法是在生成地形的不規(guī)則三角網(wǎng)格前提下逐漸加入地物模型，與地形整合在一起。要實現(xiàn)三維可視化水工設(shè)計，除了需要專業(yè)的水工知識和工程設(shè)計技術(shù)外，必要的計算機技術(shù)也是不可或缺的，最基本的包括:1)圖形建模技術(shù);2)交互技術(shù);3)可視化技術(shù);4)圖形學(xué)技術(shù);5)軟件工程技術(shù)。三維可視化的設(shè)計有一定的過程，水工三維可視化設(shè)計的過程見圖2。該圖也可詳細反映水工三維可視化設(shè)計理論和技術(shù)的構(gòu)成體系。
2．3應(yīng)用效果
地形地質(zhì)三維可視化為水利水電工程建筑物選址、布置、設(shè)計和施工等各方面提供多方面可行的地質(zhì)分析手段。更為重要的是，利用仿真三維實體技術(shù)建立的三維地貌可以實現(xiàn)三維模型的任意剖切分析;可對任意部位的體積、表面積進行精確的計算;可實現(xiàn)對山體進行旋轉(zhuǎn)、切剖面、開挖等操作。三維設(shè)計在工程設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用徹底改變了二維圖紙表現(xiàn)和三維實際形態(tài)之間進行思路轉(zhuǎn)換的設(shè)計模式。它的應(yīng)用將大大提高設(shè)計質(zhì)量和效率。參數(shù)化工程三維模型不僅使工程建筑物建模變得簡單易行，而且在工程方案需要調(diào)整修改時其更加快速、靈活、準(zhǔn)確。已有成果的重復(fù)利用率大幅度提高，在減少設(shè)計錯誤和返工現(xiàn)象同時，又縮短設(shè)計周期，極大地提高了工程設(shè)計工作的效率和質(zhì)量。工程精確數(shù)值模型的建立，使得精確計算壩體工程量、各壩段各截面的面積、各點的坐標(biāo)以及體積變得方便快捷。對建筑物及地質(zhì)分類建模后，不僅能夠計算不同材料的用量，同時為概預(yù)算及施工期業(yè)主的材料供應(yīng)計劃提供科學(xué)的依據(jù)。采用三維動態(tài)布置施工平臺，在設(shè)置明確的制約條件的前提下，能夠方便準(zhǔn)確地生成水利水電工程施工場地布置困難的地形相應(yīng)的平面、剖面圖。采用三維可視化模擬技術(shù)不但能充分、更直觀地考慮多種可行方案，而且能快速、方便地進行進度分析，并能定量地分析各種施工措施對工程進度的影響。
2．4實例應(yīng)用
在溪洛渡水電站，因思公司以C#開發(fā)語言和access數(shù)據(jù)庫等為基礎(chǔ)建立溪洛渡施工信息管理系統(tǒng)，它不僅在前期對大壩的整體進行三維可視化，還將大壩整體的細部構(gòu)造分解出來，讓溪洛渡工程的參建者可以很透徹地剖析溪洛渡大壩的各個細部，方便查看監(jiān)測儀器埋設(shè)布置以及對細部的結(jié)構(gòu)分析。
2．5應(yīng)用前景
集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化是三維設(shè)計的發(fā)展方向。應(yīng)努力實現(xiàn)遠程協(xié)助設(shè)計、自動協(xié)同設(shè)計、集成協(xié)同設(shè)計，充分體現(xiàn)設(shè)計的團體性、交互性、協(xié)作性，建立跨學(xué)科的、以人際合作關(guān)系為基礎(chǔ)、協(xié)同工作、合作設(shè)計的新格局。水工三維設(shè)計是工程設(shè)計的必然趨勢，三維技術(shù)在機械、電子、航班、航天以及建筑等部門得到了廣泛的應(yīng)用。把三維設(shè)計應(yīng)用到水利水電工程上，可以實現(xiàn)真正意義上的工程方案優(yōu)化及多方案的比較，對于提高工程的技術(shù)指標(biāo)和品質(zhì)、降低工程造價、縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量均可起到重要作用。
3結(jié)語
