時間：2023-06-12 14:45:13
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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，希望這些內容能成為您創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和現代管理方式，讓企業的各種經營管理活動變得透明的各種舉措，從而降低運輸業務流動性強、不穩定性高帶來的風險，讓管理者有效掌握企業信息，實現管理上的透明化。近幾年，公司全面構建以車輛管理透明化為核心的基礎信息管理平臺，從流程可視化、問題可視化、結果可視化、設備狀態可視化入手，擴大基礎管理透明化的深度和廣度，基本實現了對運輸任務進行有效跟蹤和基礎數據的有效管理，取得了較好的管理實效。
[關鍵詞] 可視化；基礎管理；信息化；單車
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 05. 041
[中圖分類號] F272 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）05- 0076- 02
0 前 言
物流運輸的特點是點多、面廣、戰線長，流動性大，駕駛員多單兵作戰，原始單據回收難，運行狀況跟蹤難，車輛狀況檢查難，基礎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，要充分發揮其作用，就必須首先建立一套科學嚴謹的基于客觀事實和數據決策的管理體系。看得見的管理，正是公司根據管理實際，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信息，準確掌控生產經營的現狀和問題，實現對人和事的精準、精確、細致和細化的管理。公司將單車運行動態信息管理系統（以下簡稱單車信息系統）的優化升級作為突破口，從流程可視化、問題可視化、結果可視化、設備狀況的可視化四個層面，搭建基礎信息管理平臺，打造看得見的管理環境，使公司能夠快速對資源進行整合、對市場做出響應，以獲得更高效率、更高效益和更強競爭力。
1 流程可視化，搭建看得見的業務流程鏈
企業的運營是很多單元的共同作業，是由多個部門和各管理層級合力進行的，它們一起構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，破除頭頂的玻璃天花板，從而真正達成公司內部日常工作的高效及整合，我們需要構建跨部門、全公司統一的可視化管理平臺。單車信息系統按照公司業務特點，以信息采集為基礎，梳理管理流程，以過程可視化為核心，實現從生產指令下達到運輸任務執行、費用結算、成本核算、數據統計、報表輸出等一體化閉環式的信息管理，將生產運行、成本管控、結算管理、車輛維護等各環節整合到一起，變不可見為可見，達到工作效果最優化。在看得見的業務流程鏈上，能夠動態直觀地看到每一個生產任務的狀態，各部門可根據訂單在業務流程鏈上的位置，恰當履行職責，使組織管理各單元精確、高效、協同和持續運行。
2 問題可視化，讓異常無處躲藏的好工具
沒有一個企業不存在問題。成本的問題、質量的問題、顧客滿意度的問題、品牌的問題等等，企業的經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“應該是這樣的”一個標準來衡量其與現實之間的差距。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字形式反映現場的狀況，二是設定一個“應該是這樣的”標準或基準，當所有流程數據和標準都有案可查，中間有什么問題一目了然。
單車信息系統的搭建使本來不易看見的數據和信息變得看得見。出勤率、完好率、設備保養率、里程利用率、GPS設備上線率等指標體系自動統計核算。能及時看見問題，才能重視問題，從而采取適當的措施解決問題。公司一管理人員對此深有感觸，他們發現在規定時間內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，一個環節、一個崗位的討論，最后鎖定是單據回收人員與成本員之間銜接出了問題，立即理清工作界面，對單據交接回收職責進行明確，運單的審核上報明顯好轉。
3 結果的可視化，對標管理由黑匣子變為玻璃缸
為進一步提升基礎管理水平，公司長期開展以車隊為單位的生產經營對標競賽，按照車型，從生產運行組織、安全保障、車輛技術管理、單車成本控制、油料考核等多角度、全方位進行對標。通過可數據看板模塊，公司相關部門能清晰看到準確的統計數據，可按年、月、日或規定時間段進行橫向、縱向比對，對標管理更加及時，且易于操作。對標成為公司經營分析的規定動作，對標結果從根本上促進了基層管理人員有針對性地“比學趕幫超”。
4 設備狀況的可視化，突破設備管理薄弱環節
設備保養維護一直是公司設備管理的y點和重點。良好的車輛運維能達到以保代養、以養代修，延長車輛使用壽命，減少故障損失。據統計，科學維護及保養的車輛能安全行駛60萬～80萬公里而無大修。我們通過系統中專門的設備模塊對設備的保養和油水更換進行管理，系統根據車輛每日的運行狀況，自動統計車輛的運行公里、GPS公里、吊車作業臺時等，車輛到達保養周期，系統自動預警提示，駕駛員可根據任務情況，在規定時間內歸隊保養、維護。
看得見的管理能讓企業的流程更加直觀，使企業內部的信息可讀化，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、結果可視化和設備狀況的可視化有機結合，從生產現場到經營層，抓住運營管理的關鍵環節，努力實現必要的信息在必要的時機處于必要的可視狀態，不斷推進精細管理持續深化，成為改善企業體質的利器。
主要參考文獻
[1][日]遠藤功.可視力：實現可視化管理的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世紀商業評論，2007（2）：28-31.
關鍵詞：電信系統 指揮調度 可視化 集成平臺
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）002-073-02
1 引言
根據行業標準，石油化工企業電信系統設計范圍主要包括行政電話系統、調度電話系統、無線通信系統、擴音對講系統、電視監控系統、火災自動報警系統、計算機局域網絡以及網絡通信傳輸系統等，電信系統由傳統單一功能語音電話功能擴展為通信聯絡、報警響應、指揮調度、安防監控等多重功能的電信系統。雖然技術手段增多，但應用難度及維護成本也在不但增加，當前石油化工企業電信系統建設中仍存在以下問題：
(1)系統兼容性差：各系統相互獨立，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、環境信息等不能互聯共享；
(3)操作使用性能差：多套系統，多個控制中心，多個用戶終端，造成管理和應用不方便。
這些不足導致用戶和系統管理員都不滿意，從而發揮不了系統的最佳性能，造成資源的極大浪費。如何有效的將上述各個分離的系統在應用層面上統一起來，在安全可靠、經濟合理的前提下，利用先進技術建立一套迅速響應、準確控制、安全操作、方便使用的電信集成系統是現代石油化工企業的迫切需要。
2 集成平臺選擇
根據石油化工企業的管理特點，生產指揮調度中心作為企業日常生產活動的組織、指揮、控制和調節機構，要求實時收集現場信息，準確向領導匯報，清晰下達高度指令，傳統單一的調度電話系統已難滿足使用要求，為充分發揮指揮調度功能，可以結合其它電信系統，在一個集成平臺上完成綜合指揮調度功能。經過比較，調度電話系統是電信系統集成綜合平臺的最佳選擇，其聯動關系需求如表1所示。
通過系統集成開發，可建立一個統一的信息傳遞和處理平臺，避免各電信子系統功能分割、各自為政的情況，以可視化方式實現指揮調度過程中的快而準的要求。
表1 電信系統聯動關系表
3 系統集成技術
3.1 集成模式
要求可視化指揮調度平臺具有綜合指揮調度功能：系統可以外接公網電話，在發生緊急情況時，首先通過群發短信進行通知所有相關負責人員以及相關部門，并主動呼叫相關部門領導（如消防、物資供應、安全總監等等）緊急召開視頻會議，第一時間討論解決應急解決辦法；可以外接標清的視頻會議系統；可外接視頻監控系統，充分利用現有的視頻監控圖像資源；可以第一時間接收火災、視頻等報警信息，同時自動彈出相關視頻監控界面，使調度中心直觀了解報警現場信息；可以直接呼叫擴音對接話機，對報警信息進行廣播、協調人員疏散。可以與集群電話、防爆對講機互通，指揮中心對應急搶險現場進行直接指揮；可以接受生產業務系統數據，在調度大屏上展示出來。
3.2 系統原理圖
可視化指揮調度系統接入原理圖如圖1。
3.3 設備構成
可視化指揮調度系統由可視化指揮調度交換機、會議服務器、視頻監控服務器、錄音錄像服務器、各種網關、各種終端和可視化指揮臺組成。
圖1 可視化指揮調度系統接入原理圖
可視化指揮調度交換機完成系統各種終端管理，系統資源的分配管理、呼叫流程控制、指揮業務控制等功能，是可視化指揮調度系統的核心。
可視化會議服務器為可視化指揮調度系統提供可視化會議資源，完成視頻和音頻的合成。
視頻監控服務器完成監控圖像存儲、查詢、回放的管理。
錄音錄像服務器完成對指揮調度過程的糾察、檢聽、錄音錄像及回放等功能。系統具備錄音錄像文件檢索功能，支持多種查詢條件的組合，可根據時間、用戶、攝像機、文件名等組合查詢，方便調度員在事后查詢。
管理成對網絡的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、統計管理等。
4 集成平臺應用
4.1 視頻接入
公司總調中心的調度指揮臺可以接入并顯示公司全部視頻監控信號，充分利用現有的視頻監控圖像資源，實時監控現場生產運行情況，實現對關鍵位置、關鍵設備、生產情況動態跟蹤，同時在生產調度、會議時可以隨時調用任何圖像，共享到所有參加會議的二級分部調度臺上。
4.2 綜合調度指揮
將各裝置的視頻監控圖像結合起來，當指揮中心調度員在調度臺上點擊呼叫工作臺調度用戶時，該用戶所地點圖像/該用戶所負責監控圖像同時可顯示在調度臺界面上，使管理人員不僅通過語音交流了解情況，也更客觀地從監控圖像中獲取信息。
監控終端與調度電話聯動可以是一一對應，即一部電話與一個監控終端綁定，也可以一部電話聯動多個地點的監控終端，或多部電話聯動多個地點的監控終端，甚至多個電話聯動一個/多個監控終端，以方便不同業務部門共同監控圖像之用。
可視化指揮調度系統，利用GIS平臺提供的開放接口協議，使得GIS平臺信息可以在可視化調度臺上顯示，并將本系統的視頻資源與GIS信息平臺整合，使得監控點的視頻圖像能在地圖中顯示。
利用火災報警系統提供的報警信號，將報警量送至可視化調度系統主機。系統主機將不同的報警量分別對應的一個或幾個攝像機信息進行綁定，出現報警信息時，能在可視化調度臺上報警，同時與該報警點相關的視頻監控圖像在可視化調度臺上打開，GIS中顯示報警地點的地理位置，實現與火災報警系統、GIS電子地圖系統進行功能的集成和系統的整合。
可視化指揮臺外觀如圖2所示。
圖2 四屏可視化指揮調度臺
上述四屏可視化調度臺將視頻監控、可視化指揮調度、GIS信息系統、火災報警系統有效整合在一起，方便系統的聯動，提高使用的便利性和高效性。
4.3 視頻會議
公司總調與二級分部、以及二級分部之間能夠通過調度指揮臺實現公司臨時性的標清調度會議，提高各個部門的工作效率，降低生產管理成本。
4.4 應急搶險指揮
外接防爆的應急單兵系統，在危機時刻，具備移動應急單兵視頻、語音接入功能，可以通過移動視頻，提供事發現場的實時圖像，并通過語音交流、視頻交流，實現遠程指揮、診斷。
4.5 安全管理
調度人員日常工作中通過視頻圖像可以實時了解生產裝置的工作情況，發現問題及時提醒糾正；事故初發時，通過火災報警與視頻監控的聯動，調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度平臺能夠充分有效的協調組織各方資源、利用各種渠道對事故現場了解充分準確的信息；事故發生后，可以通過錄音錄像系統和現場監控錄像對事故責任進行追查和調查分析事故原因。通過可視化指揮調度系統，可實現事故預防、應急處置、現場救援及事故責任調查等全全方位安全管理。
5 結論
通過可視化指揮調度系統，將各個分散的、獨立的電信子系統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，實現“一個中心、指揮協調、職能負責、快速反應、信息共享、應急聯動”的總體目標，充分發揮系統在平時管理、戰時指揮方面的作用。
關鍵詞：電力工程；可視化技術；三維仿真技術；GIS技術
現階段，國內GIS技術、三維仿真技術已成熟，基于高壓輸電線路電力工程建設項目，已在線路規劃區和風景區、污染區等敏感地界實現數據三維成像的目標，便于設計人員直觀、多維度地觀測電力工程建設現狀。多維度平臺涉及地理數據、影像數據、矢量地形圖以及云數據等。
1電力工程建設可視化技術應用現狀
1.1電力工程建設特性
電力工程主要以控制線為前提，通過計劃和組織、控制與協調等手段的運用實現工程建設目標，并對其采用全過程監管的方式，即電力工程建設管理。其中，電力工程管理涉及安全管理和質量管理、造價管理、計劃管理、技術管理與信息管理、項目協調以及工程招投標管理等。而電力工程建設可對輸電網數據處理實施有效控制，不僅可落實可視化技術及軟件選擇的重要性，還可為電力工程建設項目的開展提供數據參考，也可對數據上傳、通信等環節起到制約作用。
1.2電力工程建設可視化技術應用現狀
現階段，國家電網建設已從規劃設計、運行維護等多個層面實現數字化發展，但因對數字軟件認知和應用的誤區，致使電力工程建設面臨數據精準度低、信息連貫性差等問題。對于信息模型，從整體上來看，電力工程建設信息模型差異較大，雖然在某些環節對數字化軟件予以利用，但僅以檔案存儲的功能存在，甚至針對重難點建設項目，數據信息仍以人工錄入為主，導致“信息孤島”現象的出現。對于信息建模和交換，電網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“即插即用”和“無縫鏈接”的目的。
1.3可視化功能需求
電力工程建設宗旨為對空間范圍內電力線路、通訊線路實施有效管理及組織，并以地理環境和氣候變化為前提，便于為后期輸電線路的建設提供參考。其中，關于電力工程建設可視化技術功能需求，可從以下幾點予以闡述：①管理能力。通過可視化系統的構建，利用專人值班和實時監控的方式，對工程現場數據信息實施全方位監督，從而避免電力工程建設不規范行為的發生，用以提升電力工程管理水平與質量。②管理效率。業主以可視化系統為核心，對電力工程進行有效整合，即由分布式處理演變為集約處理，從而在真正意義上實現項目集約運作的目的。③安全質量。依據可視化技術相關標準，通過對施工圖紙的系統化分析，將施工危險系數控制最低界限，并以三維圖形作為設計交底準繩，使電力工程安全質量管理工作處于受控范圍。
2電力工程建設可視化技術的應用
2.1可視化技術應用價值
關于可視化技術應用分析，主要涉及信息交互、質量控制兩方面。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容的融合編制建模語言，以此達到電力工程建設數據信息交互的目的，其中，CIM模型包包括核心包和拓撲包、SCADA包、電線包與保護包、財務包以及量測包；后者主要以AR技術（增強現實技術，AugmentedRealityTechnique，簡稱AR）、可穿戴技術（Wearabletechnology）為基準，對電力工程建設安全事故予以模擬/預判，在加強安全風險防控的同時，保障事故人員的生命安全，尤其是針對高危和高空作業人員，應定期開展無風險安全培訓工作。
2.2云計算
云計算（loudcomputing）作為分布式技術，以互聯網數據處理功能為前提，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，將數據結果傳輸至用戶終端系統。云計算分為4個概念體系層，即管理中間層、SOA構建層、資源層以及物理資源層。云計算技術主要在圖像搜索（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。具體操作流程為：結合圖像類型、分類、屬性、內容和形式的差異，對其進行判斷，并利用上下文本（context）的差異，比如關鍵詞、顏色、形狀和紋理等信息完成圖像提取工作。
2.3物聯網
物聯網（TheInternetofthings）屬于當前信息技術的重要組成核心，主要利用互聯網物、物間相互溝通的方式實現互聯網延伸、信息交互的目的。從本質上來看，物聯網技術涉及感應技術和感知技術、識別技術，利用數據自動化獲取與分析的方式改變人們的生活方式。關于物聯網技術在電力工程建設中的應用，可對智能標簽、智能控制兩種模式進行分析。智能標簽是指利用特定電網建設對象的標識（RFID、NFC和二維碼等技術）完成物體數據傳輸，便于電力工程建設對象的區分，以此推進電力工程建設質量的提升；智能控制是指基于對網絡平臺與云計算平臺的融合，結合網絡傳感器數據分析結果，對其信息處理實施決策，用以達到建設對對象優化及改善的目的，比如調節臺燈、智能交通等。
3結束語
綜上所述，因國內電力工程建設事業起步時間相對較晚，導致關于可視化技術的運用仍處于萌芽時期，加之可靠性、完整性、規范性以及統一性可視化系統的缺失，導致當前電力工程建設可視化技術難以落于實處。對此，電力部門應逐漸加大電力系統理念的更新工作，通過對電力工程管理有效性與科學性的強化，對其可視化技術應用問題予以有效控制，從而實現電力工程建設水平全面提升的目的。
參考文獻
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【關鍵詞】高速公路 交通工程信息化資源管理 地理信息系統 可視化平臺
【中圖分類號】TP311.52 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0196-02
1、引言
近年來，隨著我國國民經濟的快速發展，高速公路建設規模日益擴大，里程和等級不斷提高，對高速公路管理也提出了更高要求。但是與經濟快速發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濟和社會發展的需求。因此，研發適合我國高速公路管理實際情況的信息管理技術，實現管理工作的現代化、網絡化、信息化，已成為高速公路管理者和有關專家關注的焦點。
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量服務的基礎，建立資源管理系統，提高高速公路現有交通工程資源管理水平和使用效率，是實現高速公路管理企業信息化的關鍵。由于高速公路三大系統資源普遍具有空間分布的特征，傳統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（Geographic Information System；GIS）技術構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將成為路公司管理系統發展的方向。
2、GIS在交通工程信息化資源管理系統中的應用
GIS是由信息演繹而來，是以地理坐標為骨干的信息系統，是對以采集、存儲、管理、分析與空間、地理位置有關的信息系統的統稱。其通過利用數據的空間屬性，實現了圖形與數據的結合。用戶可以在地圖界面上直接對空間對象進行查詢和分析。它以數據可視化、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境當中，直觀地掌握全面情況，從而大大提高管理的現代化水平，為實現信息化管理提供更好的手段。
采用GIS技術構建交通工程資源可視化管理系統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資源（通訊、監控、收費系統），提高交通工程資源管理水平；提高交通規劃、建設效率；提高工程建設質量；提高現有資源使用效率，合理利用資源，減少重復投資。
構建交通工程資源可視化管理系統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據中心以及以GIS為基礎的可視化管理平臺，在兩者的基礎上根據聯網中心、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據中心
建立綜合數據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據進行組織分類。在GIS系統中的信息可以組織到專題圖層中。每個圖層有一個主題，同時包含空間數據和屬性數據，圖層中每個特征點都可以通過坐標和屬性來確定和描述。根據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據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，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。這部分數據利用現有的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、通信電源設備圖層、記錄高速公路通信站（指收費站，服務區，通信中心等）端的接入網設備的站端接入設備層、收費站圖層以及其它如可變情報板、監控攝像機、車道稱重、車牌識別相關設備的圖層。這部分是我們數據整理工作的重點，需要我們通過對現有工程圖紙、工程量清單等資料的整理和分析以及有關手段來獲得；
（3）虛擬圖層包含：按照用戶定制的方式顯示一些設備相關屬性值，動態描述分布狀況的數據圖層和根據預先設定的規則顯示設備的運行狀態，提供系統預警功能的狀態圖層。這些數據則要通過動態采集及運算獲得。
組織到專題圖層中的信息數據要建立相應的數據結構，其關鍵在于資源信息庫的數據結構分析設計以及空間數據庫和專題數據庫的統一，由于高速公路資源數據庫與一般的管理信息系統數據庫相比具有自己的特性，公路資源及資源狀況屬性數據在空間和時間上沿線路動態隨機分布并且與其地理位置和地理環境密切相關，因此高速公路資源數據庫應是包含描述空間位置及其拓撲關系的空間數據庫。而且根據目前國內高速公路管理的特點，采用的是里程樁與地理坐標定位相結合的線性參照系統，并建立大地坐標系與里程樁系統的對應關系。根據以上特l生分析，基于GIS的高速公路資源數據庫的建立關鍵是實現大地坐標與里程樁系統的相互轉換、建立空間數據與屬性數據的對應關系和采用動態分段技術。對此我們可以將高速公路資源數據庫實體劃分為基準系、高速公路資源、地理背景三個實體集。通過這一概念模型，我們可以有機地結合兩種技術手段，構建基于空間數據庫和專題數據庫的資源管理平臺。
2.2 搭建以GIS為基礎的可視化管理平臺
在綜合高速公路交通工程資源及基礎信息的配置管理基礎上，以GIS平臺為手段，構建可視的工作平臺。該平臺的總體架構如圖1所示。
該平臺將具有分層數據管理功能，可以通過地理信息技術對基礎信息和專業信息進行分層管理和維護，并用不同的符號分層顯示。對專題數據和圖形可以靈活地進行編輯、更新、備份、恢復等操作，同時改變與后臺數據庫的對應關系。對于一些可監控資源.例如攝像機、可變情報板、車輛檢測儀等，可以監控其運行狀態，并提供預警和警報等功能。
平臺提供查詢工具用戶可對各個路段進行信息查詢，可查詢所有基礎特征和專業特征的屬性信息，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。平臺提供多種數據表達方式、數據表的瀏覽方式、地圖表現方式和統計圖的方式，其中統計圖的式樣、顏色、線形、文字均有多種選擇。系統還提供直方圖、餅圖等多種專題圖，形象直觀地對用戶數據庫中所選擇的字段進行分析。根據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，打印查詢結果，還可以將地圖與多種專題圖、統計圖表、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軟件系統實現不同系統間所用數據文件的交換，從而達到數據共享目的。平臺保留二次開發的可擴展接口，系統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
在建立了綜合數據中心以及以GIS為基礎的可視化管理平臺的基礎上考慮到聯網中心、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；聯網收費中心需要管理并維護聯網中心的線路設備資源并根據權限查看路網中各路公司的資源狀況。由此針對整個路網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這樣一個帶有廣域分布特征的系統，為了減少安裝調試的復雜性、提高系統的可維護性，從總體上采用Browsers/ThinClient+WEB/Application Server+DBMS三層（或多層）結構，（BWD）是適合而且可行的系統架構選型。其中對于用戶透明的業務邏輯層可以使用目前的中間件技術完成業務邏輯的定義、修改，對于今后的系統升級提供了有力的技術支持。
系統主要采用B/S結構完成系統的大部分查詢、分析、報表、監控等應用功能，使用ThinClient完成安全度要求比較高的內部數據管理功能。這樣各管理處、服務區都可以很方便的部署本系統而不需要做任何額外的網絡、信息系統建設。
這種結構另外一個重要優點是部署的靈活性。因為采用Web方式，只要有Internet連接就可以登錄系統。
（2）對于整個路網各路公司內部獨立使用可視化系統管理所屬交通工程資源。即聯網中心的應用服務器直接管理內部資源；聯網中心的應用服務器將本中心數據庫不存在的資源的查詢指令分解到各路公司的系統服務器上，得到結果集后將其合并返回。通過這樣的虛擬查詢機制，對于聯網中心使用者來說，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監控、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）、手機等移動設備登陸系統服務器。對于可監控的公路工程資源，信號采集/控制計算機按照預設的輪詢時間頻率對設備的信號進行采集，并根據采集的結果判斷此設備資源的狀態，是正常運行還是黃色預警還是紅色警報并將信息數據提供給可視化平臺服務器，如圖3所示。
（4）采用GIS（地理信息系統）技術構建的可視化高速公路交通工程資源管理系統包括系統設置、資源管理、綜合查詢、設備監控、數據接口五個功能模塊，其功能架構如圖4。使用者可以通過平臺實現對平臺的系統管理設置，對基礎空間資源和設備資源進行添加與編輯，對資源對象查詢、編輯、監控。同時平臺提供二次開發的可擴展接口并預留未來與GPS等系統的接口。允許對資源對象屬性進行自定義。提供資源對象二次開發接口，按此接口可實現對象動態裝卸功能。系統可按照XML標準導出資源對象屬性；可導人流行的GIS空間數據及CAD、CAM軟件所用數據文件，實現不同系統間的數據交換。
關鍵詞供應鏈金融；流動性管理；供應鏈可視化；資金流；Aberdeen
[中圖分類號]F710；F830 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0461（2015）05-0081-06
一、引 言
隨著企業競爭的加劇和產業組織形式的演進，現代企業競爭逐漸演變為供應鏈間的競爭。作為與實物供應鏈相對而言的供應鏈中的金融層面，供應鏈金融主要關注供應鏈中資金流的集成管理。它的創新和完善對于加強供應鏈及企業的競爭力無疑起到了至關重要的作用，這使得這一新興領域迅速成為近年來備受關注的話題，受到越來越多企業的關注和重視。
許多國際知名企業更是已經在這一領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年開始與全球領先的B2B集成服務解決方案供應商GXS公司建立伙伴關系，通過連接從客戶到供應商的供應鏈金融服務平臺為公司客戶提供無縫銜接的國際銀行業務、商業融資和支付服務等功能，并幫助他們加強對單據和支付過程以及實物供應鏈的實時可視化管理[1]。除此之外，還有更多的金融服務機構與供應鏈管理服務提供商開展了類似的行動，如Ariba與Orbian的合作，InStream與Credit Suisse簽署服務協議，JPMorgan Chase收購電子供應商Xign，PrimeRevenue與一系列金融機構（包括Morgan Stanley）建立伙伴關系等[2]。可以看出，供應鏈金融已經吸引了眾多企業的極大興趣和重視。
Aberdeen公司作為一家領先的基于事實的研究報告提供者，早在2006年就將供應鏈金融作為其重點研究領域，進行了持續的調查研究，并了一系列重要研究報告。國內學者謝圣濤[3]積極跟蹤了這一研究領域，并對Aberdeen公司早期（2006年至2007年）的系列研究報告進行了系統介紹。近年來，這一領域已經經歷了許多新的發展和變化，供應鏈金融已經從一個全新的理念發展到廣泛運用于企業實踐中，并取得了一些成功的應用，為相關企業帶來了良好的經濟效益。因此，為了解和學習國外這一領域最新的發展和變化，本文對Aberdeen公司2008年以來關于該領域的最新研究成果進行了系統梳理和評述，介紹了供應鏈金融實踐中的標桿企業績效水平，并重點分析了資金流動性管理和供應鏈可視化這兩個供應鏈金融成功實施的關鍵要素。最后，還結合當前我國該領域的發展現狀分析了這些研究成果對于促進國內供應鏈金融發展的啟示和借鑒意義，以期能夠為該領域的相關參與者如企業、金融機構和管理部門等提供參考。
二、供應鏈金融標桿企業績效及對標分析
在供應鏈金融實踐中，標桿企業的績效水平為其他企業的績效評估或供應鏈金融方案實施提供了參照。分析標桿企業的績效水平并與之進行比較，對于企業決策，特別是對于那些有意涉足這一領域或績效水平欠佳的企業來說，具有重要的借鑒意義。
（一）標桿企業績效及其PACE模型
Aberdeen公司根據被調查企業在供應鏈金融實踐過程中的運行情況將其分為三類，表現良好的前20%為領先企業，被視為該領域中的標桿企業，為績效對標研究和企業決策提供參照標準；中間50%為業內平均水平企業；其余30%為落后企業。在2010年底針對140家實施供應鏈金融方案的企業調查[4]中，標桿企業應付款發票處理的平均時間為6.9天；應付賬款周轉天數（days payables outstanding，DPO）平均為57.4天；年平均采購成本下降6.5%。
為了分析企業具體業務行為過程中所面對的各種關鍵要素，Aberdeen公司提出了一種基于PACE模型的基準研究方法。在PACE模型[4-5]中，P即壓力（Pressures），指影響組織市場定位、競爭能力或商業運營的外部力量（如經濟環境、政治法律、消費者偏好變化等）；A即行動（Actions），指組織為應對行業壓力所采取的戰略及方法（例如，為了更好地利用行業發展機遇，調整公司業務模式）；C即能力（Capabilities），指執行公司戰略所需要的業務處理能力（如技術熟練的員工、可靠的產品/服務、融資能力等）；E即關鍵推動因素（Enablers），指支持組織采取有效業務實踐所需的技術解決方案中的關鍵功能（如開發平臺、應用程序、網絡互聯性、用戶界面等）。Aberdeen研究顯示，公司所達到的競爭力表現水平很大程度上由其所選擇的PACE方案及其執行水平所決定，那些發現壓力影響最大，并采取轉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Aberdeen的調查[4]，供應鏈金融領域中的標桿企業PACE模型如表1所示。該模型展示了標桿企業在供應鏈金融方案實施中所面對的各種關鍵要素。可以看出，在所調查的前20%領先型企業中，促使他們實施供應鏈金融方案的主要外部壓力來至于市場需求波動對企業現金流的影響，而相應的戰略行動主要集中于兩個方面，即改變與貿易伙伴間的支付協議和推進財務處理自動化。支持這些戰略行動的最關鍵的技術要求或功能（即關鍵推動因素）則為連接各方的自動化交易平臺和電子支付手段。
（二）不同績效水平企業的對比分析
Aberdeen主要使用應付款發票處理時間、應付賬款周轉天數和平均采購成本變化這三個關鍵的績效指標來區分供應鏈金融應用領域中的領先企業、業內平均水平企業和落后企業。它們是衡量供應鏈中資金流動和使用效率的關鍵指標，也是影響供應鏈在復雜多變的市場環境下能否健康高效運作的重要因素。
不同類型企業的績效水平比較具體如表2所示。其中，應付款發票處理時間衡量了企業制定相關決策時的靈活性大小，如處理時間越短，企業根據當前的現金持有情況決定是否在折扣窗口期內支付款項的靈活性就越大。應付賬款周轉天數展現了企業優化其資產負債表或最大化其現金持有量的能力。平均采購成本的變化則反映出了應付賬款周轉天數的優化是否犧牲了采購成本，績效水平較高的企業通常具有較高的應付賬款周轉天數，同時也使其平均采購成本不斷下降。
另外，Aberdeen還在2011年8月專門針對供應鏈中的資金流處理情況進行了調查，這些被調查企業在發票接收、審核、支付和審計等各個環節的績效表現都具有較大差異，具體如表3所示。
在上述調查[4， 5]中，被訪企業還強調了第三方合作機構對于績效水平的影響。在買賣雙方的實際交易過程中，由于金融機構等第三方的加入，如果這些第三方機構可以很好地協調雙方貿易關系等相關事宜，如下游分銷商可以延長賬期，上游供應商可以提前拿到貨款等，則能更好地促進貿易的順暢進行以及降低交易成本，從而提升相關企業的績效水平。由此可見第三方合作機構在供應鏈金融業務中的重要地位和作用。
三、供應鏈金融成功實施的關鍵要素
供應鏈金融業務在國外發展已達到了一定階段，許多還未采取相應行動的企業也已躍躍欲試。當前國際業務重組及供應鏈間的競爭迫使企業和銀行以及其他金融機構都把目光投向這一新興領域。具體地，促使這些企業開展供應鏈金融業務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現金流的影響和貿易伙伴的違約風險是其中的兩大重要因素。相應地，加強資金流動性管理和供應鏈可視化成為實施供應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建一個強健的供應鏈金融系統的重要基礎[6]。
（一）資金流動性管理
資金的流動性是指將資產變現的速度或能力，它決定了企業在較短的時間內能夠完成交易或其他相關事項的支付能力。通常用企業流動資產或營運資金及其在總資產中所占比重的大小、流動比率和速動比率等財務指標來衡量資金流動性的大小。一個企業的資金流動性較低，則意味著它的短期償付能力較低，存在到期債務難以履約的風險。而企業的資金流動性越高，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，表明其流動資產占用越多，又會影響其營運資金周轉效率和獲利能力。因此，資金流動性管理需要根據企業實際的生產經營需要，合理安排資金收入與支出。
Aberdeen強調[6]，資金流動性管理要放在整個企業以及供應鏈的運營管理之中，不能只兼顧局部效益。歸根結底，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。根據營運資金周期計算公式，即營運資金周期（CCC）=應收賬款周轉天數（DSO）+庫存周轉天數（DIO）-應付賬款周轉天數（DPO），為減小營運資金周期，可以從減少應收賬款周轉天數和庫存周轉天數，以及增加應付賬款周轉天數三個方面進行優化。但在供應鏈金融業務中，并不能簡單地追求某一單一指標的優化，如某一企業盡可能地拖延應付賬款，則可能會導致其上游供應商陷入資金困境，進而延遲原材料采購，縮減生產存貨，給后續產品的按時交付和供應鏈持續運營帶來了更大風險。這種將供應鏈上下游企業利益置于對立位置而進行的資金成本轉移并不是最優的供應鏈運作模式。因此，各企業應結合其自身以及整個供應鏈的運營情況來尋求最優的解決方案。
實際上，資金流動性管理正是供應鏈金融所關注的焦點[6]。對供應方而言，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，并且會權衡提前支付所帶來的折扣和現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鏈的各個階段。供應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鏈中各方提供有效的資金流動性管理。
利用信息技術手段，加強電子支付與自動化交易，提高現金流的可預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查分析報告[7]中認為，電子支付與自動化交易應用水平越高的企業在應收賬款周轉天數、現金流預測的準確性、發票處理時間、發票處理成本等方面均具有更好的績效水平。領先、業內平均和落后三類不同績效水平企業的電子化交易方式采用情況具體如圖2所示。
基于上述調查與分析，對于加強資金流動性管理，Aberdeen給出了如下總結性建議[4]：規范與流動資產相關的事務處理流程及政策；實現流程自動化處理以減少審批周期；繼續提高采購訂單、發票及支付的電子化處理程度；積極監控企業運營中的平衡結余及現金流，為企業決策提供有價值的數據與信息支持。
（二）供應鏈可視化
如前所述，促使眾多企業踐行供應鏈金融理念的一個重要外部壓力來自于供應鏈中可能存在的各種風險。在Aberdeen公司2013年2月的調查中，企業高管們表示每5次交易中，就平均有2.84次存在貨物倉儲及運輸風險，而信用風險則達到了3.69次[6]。因此，通過增加對供應鏈的可視性化監管，提高整條供應鏈的透明度和可控性，成為降低貿易風險的首要策略。而全球供應鏈日益增長的復雜性以及為滿足顧客需求而對供應鏈運營的及時性和準確性要求，也使得各大企業越來越重視供應鏈可視化。
所謂可視化，即將數據或信息通過圖形化、影像化、虛擬現實等易為人們所辨識的方式形象直觀地表現出來，以便我們更好地理解、挖掘、利用其中有價值的信息資源。而供應鏈可視化，一般認為就是利用信息技術，采集、傳遞、存儲、分析、處理供應鏈中的訂單、物流以及庫存等相關指標信息，按照供應鏈的需求，以圖形化的方式展現出來[9]。在供應鏈金融解決方案中，除了傳統的主要針對供應鏈物流及訂單處理的可視化之外，供應鏈可視化還強調對整個供應鏈資金流的可視化監管。
Aberdeen的調查[10]表明，供應鏈可視化程度越高的企業對于供應鏈風險的掌控能力越強，其供應鏈運營績效水平（如訂單準時交付、到岸成本、供應鏈運營成本收益占比等）也越高。其中，績效水平領先（前20%）企業對終端客戶的關鍵事件具有的在線可視性是其他企業的2.44倍，能夠對供應鏈風險進行正規化管理的可能性是其他企業的1.92倍，找出當前供應鏈可能存在的風險并對其進行分析的可能性是其他企業的1.78倍。
然而，加強供應鏈可視化則意味著企業對其貿易伙伴更加了解，特別是與之相關的事務流程和信息均在其可視化掌控中，如對采購訂單及發票的處理、庫存及在途貨物的監控等，提高了相關企業運營的透明性，這可能一定程度上降低了供應鏈中處于從屬地位的企業參與可視化流程運作的積極性。2013年Aberdeen的調查報告[6]顯示，當前僅有16.7%的被調查企業已運用能夠將買賣雙方及金融機構組合在一起的獨立平臺，但有50%的被訪企業表明未來將計劃實施運用；而供應鏈金融業務決策者能夠容易地獲取外部貿易伙伴的財務信息的企業為零，但58.3%的被訪企業計劃推進這一工作；具有評估貿易伙伴資金成本能力的企業也為零，但41.7%的被訪企業計劃加強這一能力。由此可見，雖然供應鏈可視化還處于初步發展階段，但加強供應鏈合作、提高供應鏈可視化程度，特別是資金流和財務信息的可視化與共享，仍然是未來供應鏈金融發展的一個重要趨勢。
四、對促進國內供應鏈金融發展的啟示
國外供應鏈金融領域的發展經驗，以及Aberdeen公司基于大量事實調查而提出的思想理念與解決方案對于我國該領域的發展具有重要的啟示和借鑒意義。結合當前我國該領域的發展現狀，我們認為Aberdeen上述研究成果對于促進國內供應鏈金融發展的啟示主要有以下三個方面：
（一）拓寬對供應鏈金融領域的認識
在實際業務中，我國供應鏈金融的發展具有以下兩個顯著特點，一是國內銀行供應鏈金融發展的初始動因是緩解中小企業融資難題，以中小企業為切入點，為其提供自償性貿易融資，進而引申出與中小企業所在供應鏈中的大型核心企業在供應鏈金融方面的合作，即標準的“N+1”模式；二是其業務品種方面主要集中在存貨和預付款融資領域[11]。
而根據Aberdeen的調查研究，國外企業開展供應鏈金融業務主要追求兩個目標：用更先進的技術處理應收賬款、應付賬款以及其他金融貿易相關文件；通過創新性的金融制度為企業尋求更低成本的供應鏈融資，并通過運用技術手段使這些創新成為可能[2]。總而言之，Aberdeen認為供應鏈金融關注的焦點在于：通過為貿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，而這種在貿易伙伴之間達成的融資及支付方式，旨在改善每個企業的融資和交易環境[4]。
可以看出，國外供應鏈金融業務的發展，除了考慮從供應鏈外部為企業尋求低成本的融資方式，更注重供應鏈企業間通過更緊密的合作和技術方案的支持來加強供應鏈的資金流管理和風險控制，從而降低供應鏈整體的資金成本。而目前我國的供應鏈金融業務還主要集中于與商業銀行間發生的供應鏈融資，其他方面尚未受到足夠的重視。
不管是對于商業銀行、保險公司等金融機構，還是中小企業、核心企業及物流服務商等供應鏈參與者而言，拓寬對供應鏈金融領域的認識，積極探索有效的供應鏈金融解決方案，都將為其提供更多的機遇和價值。例如，金融機構除了提供傳統的供應鏈融資業務外，還可以在供應鏈資金流管理中提供更多的中間業務服務，如支付結算、應收賬款清收、財務咨詢等；供應鏈企業除了尋求外部融資外，還可以通過供應鏈內部更有效的財務供應鏈管理[12]方案來解決資金壓力，降低供應鏈整體的資金成本。
（二）加強電子支付、提高供應鏈可視化程度
如前所述，資金流動性管理和供應鏈可視化是供應鏈金融成功實施的兩個關鍵要素，也是構建一個強健的供應鏈金融系統的重要基礎。然而，這也正是目前國內供應鏈金融發展中相對薄弱的環節。
雖然我國企業信息化已取得了長足進步，但仍然處于初級階段。據調查，截至2010年底，我國僅只有5%的中小企業信息化水平處于全面集成應用階段[13]；截至2013年底，全國開展過在線銷售的企業僅為23.5%，開展過在線采購的企業比例僅為26.7%[14]。基本信息化水平的發展滯后將嚴重制約供應鏈金融實踐中關于加強資金流動性管理和供應鏈可視化所需的更復雜技術方案的應用，成為供應鏈金融方案實施的障礙之一。
鑒于目前國內大多數企業的信息化水平現狀，我們認為供應鏈金融應用可以從在供應鏈企業間推動電子支付和自動化交易手段開始著手，加強企業資金流動性管理；在此基礎上，進一步推動供應鏈可視化管理，不僅是對物流的可視化，最終還將實現對供應鏈資金流和財務信息的可視化與共享，從而在整個供應鏈范圍內實現資金的優化利用。
當然，加強電子支付、提高供應鏈可視化程度還離不開金融機構、電子商務平臺等第三方合作機構的支持。從國外經驗來看，供應鏈金融解決方案需要金融機構為供應鏈企業間的資金流動提供中間業務服務，而支撐技術方面的發展趨勢則是企業間電子支付與自動化交易平臺的集成，包括電子發票出具及支付系統、企業資源計劃系統、供應網絡、在線電子支付、電子采購訂單等技術方案的支持[4]。
（三）探索自由貿易環境下的供應鏈金融創新
2013年9月，中國（上海）自由貿易試驗區正式掛牌成立，這是我國順應全球經貿發展新趨勢，更加積極主動對外開放的一項重大舉措，對于促進貿易和投資便利化，推進金融領域創新具有重要意義。供應鏈金融作為傳統貿易融資的延伸和拓展，無疑也將在自由貿易環境下獲得新的機遇和發展。
自自貿區成立以來，各金融機構爭相入駐，并將供應鏈金融作為其一項主要業務內容，如中國銀行、上海銀行。對于商業銀行、保險公司等金融機構來說，隨著自貿區的發展和更多跨國企業總部、營運中心向國內或自貿區轉移，他們不僅將面臨大量的供應鏈融資需求，還將面臨更多的財務供應鏈管理業務需求。金融機構一方面需要結合自由貿易環境下的跨國供應鏈創新供應鏈融資產品；另一方面，還要設計、開發服務于跨國貿易中供應鏈企業間資金流動管理的中間業務，降低企業資金成本和國際貿易風險，而這正是目前我國供應鏈金融發展中尚未受到足夠重視的地方。
此外，對于跨境電子商務、航運物流、供應鏈管理等服務企業來說，自貿區的成立和發展同樣為其參與供應鏈金融業務提供了更多機會，同時也對其提出了更高的要求。由于國際貿易和國際供應鏈管理面臨更加復雜的外部環境，通過加強資金流動性管理和供應鏈可視化掌控來降低供應鏈風險將會更加受到供應鏈企業的重視。這些服務企業可以從電子平臺與技術支持、物流監管、貨物進出口業務等方面為供應鏈中的資金流動性管理及供應鏈可視化提供支持。
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——施耐德電氣中國食品飲料行業全國經理何曉柯
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議。根據協議，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自動化方案，中糧工科和施耐德電氣將共同開發推廣糧油加工、糧食倉儲物流信息系統和能源管理系統，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綜合競爭力，促進全產業鏈戰略落地，為中國食品飲料工業升級轉型樹立典范。
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，施耐德電氣作為配電及自動化領域的領導者，能夠提供完整的行業解決方案，與全球各大食品飲料巨頭保持著良好的合作關系。施耐德電氣具體可以為食品飲料行業提供哪些服務？食品行業是如何實現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全國經理何曉柯先生。何曉柯先生自2005年加入施耐德電氣以來，擔任了多個管理職位，現在致力于為食品飲料企業提供可視化的全價值鏈管理工具，幫助客戶實現食品安全，卓越運營，精益能效及可持續發展。
記者：我們知道，施耐德電氣的業務涉及石油天然氣、海事、醫療等眾多領域，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提供哪些服務？
何曉柯：食品飲料行業是施耐德電氣全球十大重點投資行業之一。在食品飲料行業我們致力于為客戶打造可視化的運營管理平臺，從優化生產運營，提高能源效率到配電、過程自動化、機器自動化、樓宇監控及數據中心的各個環節。在食品安全管理上，從原材料的采購運輸到生產過程及最后的分銷運輸我們可以提供全程的管理及監控方案。
比如在食品飲料的生產過程中，生產線上配備的自動化控制與生產監控系統將保障生產流程符合食品安全法規，相應的門禁安全系統與視頻監控系統則將實現對整個生產過程的控制管理，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能效管理平臺結合，使消費者能夠了解自己所購買產品的原料及生產細節，以實現整條價值鏈的可視化監管。
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？目前在中國企業中應用狀況如何？
何曉柯：可視化管理能夠讓管理者有效掌握企業各類信息，基于大量的信息和輔助分析做出最優決策，實現管理上的透明化、精細化與可視化，這樣的管理效果可以滲透到企業生產運營、供應鏈管理、客戶管理等各個環節。
在中國，很多食品企業是采購一條鏈，生產一條鏈，下游的分銷運輸及ERP系統也是一條鏈，人事財務又是在其他部門。對管理者來說都是單獨的板塊，而沒有建立內在聯系形成有機的整體，這就是為什么很多食品飲料巨頭目前都提出產業鏈整合。在這個過程中，把物理層面的工廠、生產線放在一起相對容易，但是要讓這些分立的系統產生協同效應卻很難。在管理上缺乏可視化工具，造成了企業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。國外成熟的業務模式僅花費20%時間“滅火”，將60%的時間用在持續改進，剩下的20%則用在長期戰略規劃上，這正是當前我國食品飲料工業在管理理念上需要改進的。
記者：針對食品飲料行業價值鏈的可視化管理方式，施耐德電氣有什么具體的技術方案？
何曉柯：我們在食品飲料行業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、建筑樓宇、數據中心及安防五大領域的專業經驗，為食品飲料行業客戶提供專業的解決方案。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。子系統包括生產過程的控制、電力的分配、安全的監控、樓宇的控制以及數據中心的運營。子系統可在上層的管理平臺統一調度下結合為有機的整體，滿足客戶的可視化需要。借助EcoStruxureTM能效管理平臺開放、靈活的優勢，施耐德電氣可實現“從農場到餐桌”的完整價值鏈解決方案，為企業管理層提供可持續發展決策工具，打造可視化、透明化、一體化的信息流和管理平臺，幫助食品飲料企業打造全產業鏈競爭優勢，獲得不斷降低的能耗指數及持續改進的生產效率。
記者：價值鏈的可視化管理方式確實是整個食品行業所缺乏的。但中國的食品飲料企業也面臨著困境，一方面是食品安全要求提升，另一方面是企業成本的提高，而且還要應對市場上的惡性競爭。如何看待這一問題？
何曉柯：的確，當前企業面臨一系列的困境。一方面是產品銷售越來越困難，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前持續上漲，造成企業的盈利空間越來越小。所以有效持續提高企業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，而不僅僅單獨關注于某一塊。從流程設計上我們必須從整體的規劃上來考慮，而這恰恰是中國食品飲料工業面臨的一個很大的挑戰。
同時，中國食品飲料企業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，如果企業有豐富的數據支撐將避免很多問題，也將得到公眾的信任。人可能會造假，系統產生的數據置信度卻非常高，如果企業的決定或結論都是可以用數字來證明，則不僅能幫助企業做出決策，在企業社會形象上也會帶來巨大的益處。
關鍵字：可視化；網格計算；體繪制；面向網格的可視化
AbstractScientificvisualizationisaprocesswhichinvolvesmassivedatasetsandhighlyintensivecomputation.Withthedevelopmentsofcomputerhardwareandnetworktechnologies,Scientificvisualizationhastransitedgraduallyfromtheparallelcomputationtothedistributedcomputationofgrid-enabled.Gridfavorsanewresearchdirection,i.e.，grid-enabledvisualization.Inthispaper,researchcontents,application，develop-menttrendandresearchdirectionofgrid-enabledvisualizationisintroduced.
KeywordsVisualization；GridComputing；VolumeRnedering；Grid-enabledVisualization
1．引言
科學計算可視化(VisualizationinScientificComputing，VISC)是20世紀80年代隨著計算機技術的迅速發展而出現的新興技術，其基本思想是“用圖形和圖像來表征科學計算數據”,來發現和理解科學計算過程中各種現象。科學計算可視化作為一種計算和數據密集型應用，往往需要較高的硬件配置，并常常利用并行技術進行加速。［1］隨著計算機硬件和網絡技術獲得長足發展，圖形硬件性能急速提升，科學計算分布范圍不斷拓展，計算規模不斷擴大。網格技術就是在這種條件下產生的一種面向互聯網的分布式計算方式，它是傳統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絡上的存儲和計算資源，通過對它們的動態組合為解決超級計算問題提供支持。雖然網格技術仍在發展之中，但它所提供的資源匯聚、自治協調等功能將使得可視化應用在更廣的范圍內進行數據存儲和計算，更好地與科學計算程序集成，并讓更廣范圍的用戶通過網格以遠程或協作方式使用可視化應用。面向網格的可視化己經成為可視化領域的一個新的研究方向。
2．面向網格的可視化主要研究內容
面向網格的可視化，其含義是受網格支持的可視化，或網格驅動的可視化，指的是利用網格的功能，為并行/分布式可視化提供基礎性支撐。圖1為面向網格的可視化說明示意圖。網格技術支持互聯網范圍的可視化應用，它對于可視化應用的意義有以下幾個方面。［2］［3］
第一，隨著科學計算應用的發展，可視化數據集的存儲量和計算量不斷增大，而網格技術能夠通過動態的資源組織滿足數據存儲和計算的要求，它能提供自治和動態的資源管理，實現數據采集、存儲和計算的分布，因而可以利用更廣范圍內的資源，增強人們理解和使用科學數據的認知能力，擴充海量數據處理的能力，延伸人類科學活動的范圍。
第二，可視化應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據的繪制，因此，長期以來，大數據量的可視化應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。隨著互聯網的普及，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，網格提供了一個更為統一的資源共享和使用平臺，在這個平臺上協調各種資源提供遠程可視化服務存在很多新的挑戰，因為需要處理數據、計算和顯示等多種類型的分步。
圖1面向網格的可視化說明示意圖
第三，作為一種分布式可視化應用，面向網格的可視化應當支持多用戶多任務，多個不同用戶應該可以同時使用系統而互不干擾，同時每個用戶又可以提交多個任務。另外，面向網格的可視化還應該為多用戶間的協同提供支持。協同也是網格的一項重要特征。網格提供虛擬組織支持，這種虛擬組織的概念除表現為資源的虛擬化外，更突出表現為多個用戶之間的協作。
第四，科學計算和可視化都是網格的主要應用對象。可視化通常是科學計算的后續處理步驟，為了更好地對科學計算結果進行可視化和駕馭，需要在可視化流程和科學計算過程之間進行協調和集成。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，方便問題求解環境的構建。
3．面向網格的可視化的探索及應用
由于科學計算可視化對于科研和生產的重要作用，面向網格的可視化己經成為一個新的研究方向，IEEECopmuterGraphics&Applications雜志為此在2003年3月出了網格可視化專專輯。美國，歐洲等在面向網格的可視化領域進行了較多研究，這些研究的側重點有所不同。
3．1基于網格技術支持的并行體繪制的研究應用。如美國愛荷華大學的Knosp等人提出了一個基于網格的體繪制框架［4］，他們使用Globus的資源管理、信息服務和數據傳輸工具支持并行體繪制框架；另外美國德克薩斯大學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的基礎上使用Globus添加網格支持，在他們的設計中，可視化服務的實現由各個可視化服務器完成，并通過Globus的網格服務向用戶提供可視化服務。
3．2基于網格技術支持的可視化軟件的應用。如美國猶他大學科學計算研究所曾將他們的可視化問題求解環境SCIRun與NetSolve結合［5］。英國利茲大學和英國NAG公司等共同進行了GViz項目［6］，其主要目標是為NAG公司的可視化軟件IRISExplorer增加網格支持，實現可視化與仿真的聯合、計算駕馭、多用戶協同等功能。
3．3側重于大規模數據集傳輸的網格可視化研究及應用。如美國LawrenceBerkeley國家實驗室（LBNL）的Bethel等人使用UDP協議為Cactus設計了一個處理太（T）字節數據的并行可視化后端程序Visapult［7］。美國南加利福利亞大學的Thiebaux等人也對網格環境下海量數據的并行輸入/輸出處理進行了深入研究[8]。
3．4面向網格的可視化中間件和體系結構的研究及應用。如荷蘭阿姆斯特丹大學等單位在Globus上建立了虛擬實驗室網格中間件VLAM-G[9]，它是一個完整的面向網格的科學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]的開發機構）和柏林Zuse研究所等聯合進行了GriKSL項目[11]，其目的是將使用Cactus的科學計算與可視化應用聯合起來，為大規模數據的科學計算提供遠程可視化和駕馭服務.美國高級計算基礎設施合作組織（NPACI）正在協調其成員聯合開發適用于超級計算的可視化工具（vistools.npaci.edu）和可視化服務（visservices.npaci.edu）.此外，美國伊利諾斯大學香檳分校的國家超級計算應用中心（NCSA）也正在實施網格相關的可視化服務計劃.歐洲CrossGrid項目開發了一個網格可視化中間件GridVisualisationKernel[12]，其目標是提供通用的可視化服務，將仿真程序和可視化連接起來并支持多種顯示設備.
在面向網格的可視化領域內，國內也正在進行著相關的探索，如浙江大學CAD&CG國家重點實驗室在2004年完成了GVis的初級原型系統，并對面向網格可視化領域的研究作了初步總結。基于此通過分析比較國內外研究工作，后來提出并實現了一個面向網格基于Java的交互式遠程并行可視化體系結構和系統Gvis[13]，GVis由網格支撐層、可視化層和網格門戶層組成，是一個基于Glbous的交互式遠程并行可視化系統，系統具有良好的交互性、跨平臺性和可擴展性。該體系結構（如圖2所示）與國內外面向網格可視化系統相比具有層次少，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同可視化。是一個較為全面的面向網格的可視化系統。
圖2基于Java的Gvis體系結構
4．面向網格的可視化的發展方向
面向網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、互操作性和標準化方面更進一步。網格對于可視化的推動作用，在現階段并不主要體現在可視化應用性能的提高，而在于可視化應用方式的改變。簡單地講，面向網格的可視化可以支持更多的用戶，在更廣的范圍內使用更大的數據量。面向把應把握這一趨勢，在資源的動態性、異構性、多任務支持、可視化應用的交互性、系統的可擴展性等方向上做好面向網格的可視化應用研究工作。
5．總結
隨著科學計算逐漸向網格計算方向發展，可視化也必然會適應這種變化，從傳統的并行可視化走向支持網格、利用網格、服務網格的面向網格的可視化。當今，面向網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，但在當前的硬件條件下，基于網格的可視化相比于傳統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用背景更好繼續研究和發展。
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[10]Cactus：http：，2004-06.
[11]GriKSL：aei.mpg.de／~tradke／GriKSL／，2004-07.
核電站地下管網多達20個，在全廠都有布置，全長幾十公里，是一個復雜的綜合系統工程。地下管線和廊道的布置應考慮廠區總體布局的合理，根據生產工藝特點、管線和廊道的性質及不同的技術要求，合理選擇管線和廊道的布設方式、走向、間距與布設寬度，力求達到經濟、合理、安全生產的目的。地下管網分為：可通行地溝、不通行地溝、直埋管線。根據管線的種類、規模及地質、地形條件，選擇以廊道為主，直埋為輔的布置方式。核電站地下管網的施工是一項十分復雜的系統工程，如果沒有科學的進度管理方法，以及合理的人力、機械、材料、施工組織工藝和方案、場地安排，就會出現施工混亂的局面，最終導致工期延誤、工程變更索賠費用增加，施工質量和安全文明形象也難以得到保障。
2傳統進度管理方法
2.1傳統進度管理方法介紹對于核電站地下管網工程，按照二、三、四、五、六級進度分級控制，依靠施工單位的月報、雙周協調會來跟蹤進度執行情況并協調施工中遇到的問題。先由總承包商編制二級進度或專項進度，對地下管網按區域和廊道、管線制定土建活動、持續時間（開工、完工時間）、邏輯關系；再由核島土建單位、常規島土建單位、BOP土建單位依據各自的合同范圍和施工組織設計編制各自負責施工的廊道、管網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，主要靠雙周或周協調會來跟蹤，由總承包商與各分包單位分別召開會議商議計劃執行情況、協調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，地下管網工程由核島土建單位、常規島土建單位、BOP土建單位分包建設，各分包單位只負責自身范圍的地下管網和廊道的施工和進度管理。在傳統進度管理方法下，由于缺乏統一規劃和接口協調管理，各施工單位的計劃沒有進行接口對接和控制，在公共區域的管網施工接口控制和協調統一會存在問題，或多或少會出現管網、廊道重復開挖，道路破壞，挖斷地下設施，地下管網窩工和趕工，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置的地下廊道和管網一般為開始、完成時間，缺乏中間控制點，且跨越周期較長，預警不及時，一旦施工過程中發生延誤將難以得到有效控制。土建工程實物量只對總數進行統計，計劃量往往是承包單位預估量且可人為調整，科學依據不足；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地下管網的碰撞問題
核電站地下管網、廊道布置錯綜復雜，如此多的管網廊道，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。如果施工規劃和設計不合理，隨時可能出現碰撞、交叉的可能。在各個項目均發生過因管網廊道布置沖突導致被迫修改設計圖紙或者調整施工走向的案例，地下管網的碰撞如果在施工前不解決或未被及時發現，在現場施工時發現地下管網碰撞將導致施工組織被動、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公共區域管網的施工邏輯問題
由于缺乏有效的技術手段和施工單位各自為政，公共區域管網施工可能出現混亂局面，可能某區域先行開挖施工了A管網，過一段時間又被再次開挖施工B管網，甚至會出現較深的管網后施工或難以施工的情形。這是傳統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
利用三維設計技術建立核電站地下管網、廊道的可視化平臺，通過可視化平臺結合Project的進度計劃編制、動態跟蹤功能，實現核電項目現場負挖、管網、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子項分段分區域賦予進度維度，根據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和計劃狀態，并標示不同顏色來實現進度計劃的跟蹤，以實現地下管網的可視化進度管理。3.2可視化進度管理的優點
3.2.1地下管網碰撞檢查
可視化平臺在設計階段就可實現地下管網的碰撞檢查，使地下管網施工圖紙更加科學、合理、經濟、可靠。可視化三維模擬功能可以徹底解決管網碰撞及布置不合理的問題，對后續設計變更控制提供保障。核電站地下管網、廊道、臨時管線的走向、深度以及詳細的空間布置應清晰明確，利用可視化管理平臺實現地下管網三維顯示和碰撞分析，以及對公共交叉區域施工邏輯的演示，則可以提前發現地下管網碰撞信息，提前修改設計圖紙，規避設計變更和施工困難的風險。
3.2.2提升地下管網施工管理水平
核電站可視化進度管理平臺，是地下管網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劃功能、施工過程動態形象跟蹤功能、施工技術控制功能。施工管理人員通過利用該子系統，可提前對地下管網的施工進度和施工方案進行規劃和驗證，從而有效的解決廠區道路、管網及廊道重復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、提升地下管網進度管理精細化水平的目的。
3.2.3地下管網施工圖紙需求進度合理
通過可視化進度管理平臺，可以演示地下管網的整個建設過程，從而為管網、廊道的分區分段圖紙需求計劃提供了依據，設計人員可以依據建設進度安排分區域、分段、分批提供施工設計圖紙。
4兩種進度管理方法的比較
核電站地下管網土建施工的兩種進度管理方法對比分析。從中可以看出，可視化進度管理優勢明顯，計劃的編制、跟蹤、協調更加便捷，可以有效減少碰撞、重復開挖的問題。
5應用實例
正在建設中的陽江核電工程5、6號機組首次應用可視化方法對地下管網工程進行進度管理后，取得了顯著效益，現場已減少重復開挖10多次、地下管網首次實現了零碰撞，核島周邊的道路比前期機組提前建成投用，現場安全文明水平大幅提高，各地下管網、廊道按期完成率提高了40%，地下管網及道路工程已累計節省投資500余萬元。
6結論
【關鍵詞】地下電纜；運維管理；三維可視化系統
我國電力企業信息化進程起步較早且發展速度較快，電網運行管理領域已建立了電網能量管理系統、配電管理系統、電網地理信息系統以及管理信息系統等高層次應用系統，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合的模式。在高壓、超高壓電網的規劃、運行、調度方面已開始應用三維可視化的技術手段，而在城市配網的三維可視化應用則處于起步階段。
1.地下電纜運維管理現狀
隨著電力公司的不斷建設與發展，電力設施數量越發變得龐大，尤其是地下電纜，它們縱橫交錯構成了十分復雜的地下電纜設施系統。在電纜的生產管理中，很重要的部分是對電力設施的管理。對于這樣一個龐大系統的管理，如果采用手工管理方式，作為管理依據的文字檔案及圖形檔案都存在紙介質上，數據和圖紙是分離的，數據和圖紙的更新很困難，一致性難以保證。手工進行數據檢索，由于數據量大，信息分散，檢索效率很低，幾乎不可能根據所存數據進行綜合分析，使得在規劃或改造地下設施及管線時心中無數、圖上無據。往往只能依賴具有一定實踐經驗或經歷的工程、維護人員充任“活地圖”，給地下設施建設、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、精度不高或與現狀不符，造成在施工中時常發生挖斷或挖壞地下管線，釀成地下設施損毀事故也屢屢發生，由此造成事故的直接與間接經濟損失不可估量。
研究和采用新技術管理電網地下設施以替代傳統落后的管理模式，使得地下電纜網絡規劃、建設與管理步入規范化、自動化、科學化的軌道，已成當務之急。對信息的處理和分析，計算機有得天獨厚的優勢，且三維可視化技術應用日趨成熟，因此，用計算機三維可視化技術實現地下電纜管理，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
三維可視化是用于顯示描述和理解地下及地面諸多地質現象特征的一種工具，廣泛應用于地質和地球物理學的所有領域。三維可視是描繪和理解模型的一種手段，是數據體的一種表征形式，并非模擬技術。它能夠利用大量數據，檢查資料的連續性，辨認資料真偽，發現和提出有用異常，為分析、理解及重復數據提供了有用工具，對多學科的交流協作起到橋梁作用。
20世紀60年展起來的基于計算機的地理信息系統開始形成時，就利用計算機圖形軟硬件技術，把地理空間數據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的發展，大量的研究放在圖形顯示的算法上，如畫線、顏色設計、選擇符號填充、圖形打印等。繼二維可視化研究后，進一步發展為對地學等值面（如數字高程模型）的三維圖形顯示技術的研究，它是通過三維到二維的坐標轉換、隱藏線消除、隱藏面消除、陰影處理、光照模型等技術，把三維空間數據投影顯示在二維屏幕上。隨著全球變化、區域可持續發展和環境科學等的發展，時間維越來越被重視。GIS可視化著重于技術層次上，例如數據模型（空間數據模型、時空數據模型）的設計，二維、三維圖形的顯示，實時動態處理等，目標是用圖形呈現地學處理和分析的結果。
當前三維可視化的方法主要有：三維圖片與地形結合顯示、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是地理信息三維可視化系統研制過程中至關重要的一步。目前在國內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，應用最廣泛的有以下三種：開放式的國際圖形標準OpenGL、將三維世界帶入網絡平臺的VRML（Virtual Reality Modeling Language，虛擬現實建模語言）以及基于Java語言的三維圖形技術Java 3D。
3.三維可視化信息系統
三維可視化信息系統是在三維圖形數據庫支撐下的可視管理系統，對有關三維圖形數據庫、關系數據庫數據進行預處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理分析、顯示、更新和提供應用技術的系統。三維數字化地下電纜信息系統的建成，實際上是在計算機中建立了一座在數據倉庫支持下的信息化地下電纜，從目前的技術水平來看，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的區別。
三維可視化信息系統能夠實現如下功能：
（1）實現分層管理功能，如：地下電纜、地上建筑以及廠區、生活區的地理與人文信息管理。
（2）實現檢索查詢功能，如：地下電力設施、地上建筑的建設情況，維護、維修記錄，設計數據、安裝調試數據等龐大的屬性查詢功能。
（3）實現空間分析功能，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容。
3.1地下電纜可視化
地下電纜等電力設施設備，敷設在地面以下，且電纜溝空間狹小，不容易展示。系統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，并結合地面高程，可快速制作出不同長度的電纜溝，并可選擇是否安裝側掛，添加電纜、開關控制等。制作的電纜溝提供一個特定的開關功能，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設備，并可以調整光照強度，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。因此根據電纜隧道的特性，對電纜隧道內容進行精細建模，真實反應電纜隧道內部的空間結構、側掛的位置、電纜的走向等，用戶可以在隧道出入口處模擬進入隧道內部查看的結果，全方位查看電纜隧道內部結構設施。另外系統還提供特定開關功能，打開隧道上層結構，以便整體查看隧道內部結構。
3.3線路及桿塔可視化
配網系統中線路及桿塔數量眾多，而且多為架構部分，線路的走向和桿塔的分布跟地形地貌有著緊密的關系。針對這一特點，本系統在使用數字高程數據、影像數據、矢量電子地圖數據制作地形三維，還原現場真實地形地貌的基礎上，提供批量導入桿塔及自動擺放的算法，使得桿塔導入以后，根據地形的高程自動調整桿塔的高度；根據桿塔的類型、距離、位置，自動計算出桿塔之間的方位以及桿塔之間導線的弧垂度，并將線路分ABC三相用不同顏色增強顯示。
【關鍵詞】環網潮流；可視化安全決策支持系統；在線分析；輔助決策
一、前言
國內外電力系統的安全穩定性都是一個常談話題，世界各國在經歷了不同程度的大面積停電事故后，對安全預警和決策支持系統的研究逐漸引起了世界各國的重視。最早的安全預警與決策系統只包括數據采集和系統監控（SCADA），隨著控制技術的發展，自動化程度更高的配電管理系統（DMS）和能量管理系統（EMS）逐步的被推廣應用，但是當前的EMS系統仍然不能滿足電力系統穩定運行的要求。而安全預警與決策系統，特別是三維可視化技術的應用可以很好地進行在線實時監測以及安全警報自動決策功能，使安全穩定性得到了很大提高。
在線潮流預測與可視化預警輔助決策功能模塊就是以在線潮流預測為依據，通過對運行中的城市電網系統的合環潮流，進行快速的預測和計算，依據自動處理軟件將系統的安全隱患實施檢測和預警，并進一步作出輔助決策，調度員可以根據系統模塊掌握最佳的合環點和合環操作時間，實現人機交互體驗、集成化、智能化、可視化數據分析，在電力系統的運行管理中同樣可以起到良好的作用，能夠有效的節約成本，提高效益；降低事故災害，預防事故發生；并能做出輔助決策。
二、電網安全管理現狀分析
隨著我國電網系統的并網運行，由于快速增長的用電負荷、電網布局的多樣化以及不斷更新的電網技術，電網用戶的用電量差異和供電線路的潮流震蕩等，使電網并網運行存在著很大的安全隱患。而現有的安全監測和分析決策手段又存在不足，傳統的電網EMS系統的運行，比如跨區互聯電網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（EMS）應用軟件在電網的安全管理上對于預警、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，在現代化大規模的互聯電網結構運行中，這種安全管理系統在工作量和智能程度上都已經顯現出一些矛盾。
可視化技術是一門新興技術，是利用計算機技術實現了數據管理、網絡技術、圖形學、圖形處理和人機界面的融合，可視化技術在國外的應用非常廣泛，國內可視化預警與決策支持系統的研究應用起步較晚，國內電網如江西省電網、廣東省網、廣西電網相繼部署了安全預警系統，并取得了顯著成效。山西長治電力公司從2011年開始也在此領域進行了研究應用，并且都取得較好的效果。國內外對于電網運行的安全預警與決策支持系統的研究，主要是基于電網運行中的安全和穩定性方面存在的缺陷，自上個世紀七十年代以來的幾十年來，世界各國發生的大面積停電事故屢有發生，這些大停電事故造成的社會損失和對電網的嚴重破壞是不可估量的。因此，研究電網的安全預警與決策支持系統，是各國電網安全運行的主要目標。
三、可視化安全預警與輔助決策支持系統的在線監測功能
1.實時態安全預警與輔助決策服務
對安全性能進行在線實時監控，并進行在線評估和適時地報警、預警以及輔助決策。系統從綜合信息平臺獲取電網模型的實時信息，并經過系統拓撲分析、評估和不良數據辨識，然后系統自動啟動對數據基礎的依賴性相對較低的有功狀態估計，以保證系統的正常運行。
2.預測態安全預警與輔助決策服務
利用實時態的母線負荷預測模型，根據其在一定時間之后負荷的分布情況，對母線負荷預測以及超短期負荷預測進行安全性能分析，對可能出現的運行中不安全狀況進行預警以及控制措施的在線決策。
3.研究態安全預警與輔助決策服務
利用實際電網模型，截取實時斷面或加載歷史斷面、研究方式來實現設定研究場景，分析電網存在的問題及隱患，然后進行預警和決策，同時還能夠實現運行方式的校核。
4.在線潮流估計與狀態評估
通過最優乘子法進行預想故障分析、短路電流計算與保護、負荷預測以及合環潮流的結果查詢與預警輔助決策。
四、可視化安全預警與決策支持系統的應用
可視化技術的分析是建立在大量數據和字符基礎上的，從數據中的規律的出的，從觀察自然現象到模擬自然現象并分析模擬結果的過程。它包括以下應用功能：
1.實現節點等高線的可視化。將系統的運行狀態通過節點等高線的形式直觀地顯現出來，首先構建節點三角形網、進行優化后內插同一運行數據等值點，然后追蹤相鄰關系等值點閉合、填充色塊而形成等高線。2.實現圖形和人機交互。它是一個交互性很強的系統，容易學習和掌握，易于維護，實現了圖形的平滑無級放大，并且能夠實時顯示EMS圖形系統。系統中的圖元變化能夠和數據庫中的動態數據相統一，所以圖形元件的實時顯示是系統工況的動態數據真實反映，圖形顏色和亮度的變化、閃爍頻次等警示信號，都是系統的運行工況的實時反映。3.實時數據庫管理系統。可視化系統的實時數據庫在管理上具有非常嚴格的實效性，它有機的結合了實時理論與技術和傳統數據庫技術。在限定的時間范圍內對不斷變化的實時數據進行數據的分析與處理，保持了數據的一致性和完整性，解決了實時數據庫模型的設計與實現、共享內存管理與數據存儲、實時任務的處理及其并發控制，滿足了訪問數據的實時性和高效性。4.實時任務調度與管理。可視化預警與決策系統的結構較為復雜，數據對象和任務之間互相制約、互相依存，設計實現了任務的定時啟停、啟停條件的設定、指定任務之間的依存關系與實例化個數的約束等，實現了各個任務之間的嵌套、合并、通信和合作等功能。5.實施資源管理。包括數據存儲形式的分類依據、數據庫數據恢復與安全、共享內存的實現等功能。6.網絡通信。實時數據庫的網絡通信通過流式傳輸、異地鏡象、客戶/服務器交互訪問、報文廣播、I/O調度等機制，滿足了系統高效和可靠性的基本要求，實現了數據傳輸功能。對數據庫通過強制刷新和定時刷新兩種方式，就可以實現內存數據庫與關系數據庫之間的雙向交流。
以上應用功能在電網運行中的安全預警與輔助決策中實現了正常狀態輔助決策、靜態安全預防控制、緊急狀態輔助決策、預測態輔助決策功能，是現代電網系統中安全管理的科學管理系統。
五、結語
綜上所述，山西長治電力公司的可視化安全預警與輔助決策支持系統的應用來看，該系統的應用具有十分重要的現實意義：（1）可視化技術有助于將過程一體化和流線化，并能使工程的主管和調度運行管理人員看到和了解運行過程中的參數變化，以及對整體的動態影響，極大地提高了數據的利用率。（2）對于在線數據分析的效率得到了極大提高，使諸如數據表格、離散采樣的數據、非結構網格數據和多重半結構網格數據等，以三維的形式直觀的反映出來，有助于工程技術人員快速做出正確判斷和決策。（3）實現了人與數據、人與人之間的實時圖像通信，使我們對于數據中隱含的現象更加清楚的認知，從而更快的掌握其規律，進行控制引導。（4）通過計算機輔助功能實現的可視化技術，為生產信息化系統提供有效的信息平臺。
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關鍵詞： 三維運動特征； 可視化校對； 系統設計； 姿態修正； 細節感知
中圖分類號： TN911?34； TP391 文獻標識碼： 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
隨著計算機數字圖像處理技術的發展，以三維可視化圖像處理為基礎進行運動目標圖像的分析，實現對運動姿態的細節捕捉和姿態分析的能力。通過對運動三維圖像的優化識別和可視化校正技術的研究，提高對運動目標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，結合運動三維數據庫和專家識別系統，能實現對被采集運動目標圖像的細節動作特征分析，從而實現對運動三維目標圖像的檢驗分析和指導。通過運動三維特征的可視化校對系統的設計，把圖像處理算法加載到圖像處理系統中，實現對圖像的三維校正和細節捕捉感知，研究運動三維特征的可視化校對系統，在圖像識別、動作特征分析以及身份的認證系統設計和視覺分析等領域都具有重要的應用意義，相關的系統設計方法研究得到了人們的極大關注[1?2]。
1 系統總體設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的邏輯設計
為了實現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計的基礎上，進行運動三維特征可視化校對系統的優化設計。系統開發分為硬件設計和軟件設計兩大部分。本系統所設計運動三維特征可視化校對系統與一般的信號處理系統不同之處在于它采用DSP進行運動三維特征數據的采樣，通過動態控制增益進行三維數據的采集，時鐘頻率為33 MHz或66 MHz。在三維特征提取中，采用設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，通過收發轉換和功率放大器以及進行地址奇偶校驗。根據系統的功能和技術要求，進行運動三維特征可視化校對系統方案設計以及硬件設計[1，3?4]，系統組成框圖如圖1所示。
運動三維特征可視化校對系統的設計思想是采用PCI 總線操作對運動三維特征信息進行數據收發設備的從屬訪問，系統設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據網格的計算資源。
運動三維特征的存儲元件（SE）：通過局部總線向HP E1562E 8 GB發送數據存儲請求任務，實現對運動三維特征數據資源的綜合調度。
RAM緩沖區（RB）：捕獲32 位地址/數據總線中的運動三維特征的可視化校對任務，根據用局部總線傳輸數據到HP E1562E，給每個任務分配適當的副本。
副本管理器（RM）：以采集數據到HP E1562D/E數據硬盤，在每個站點控制副本管理的傳輸，實現運動三維特征的可視化信息的差分輸入和直流耦合。
根據上述系統總體設計思想，采用PCI9054的LOCAL總線設計方法，進行數據特征采集，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，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，以此為基礎實現系統的優化設計。
1.2 系統的設計指標和器件選擇分析
根據上述總體設計思想和系統設計的總體架構進行系統優化設計。本文設計的運動圖像三維特征的可視化校驗系統的參數指標描述如下：
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。根據上述設計指標，進行系統的功能描述和器件分析，運動三維特征可視化校對系統采用32位數據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具有高分辨率特性，可以精確控制高壓，產生電磁輻射，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，進行系統的硬件電路設計。
2 系統的硬件電路模塊設計與軟件設計實現
在上述進行了運動三維特征可視化校對系統的總體設計和設計指標分析以及功能模塊構建的基礎上，進行系統的硬件模塊設計，系統的硬件模塊主要有電源電路模塊、三維特征數據加載電路模塊、復位電路模塊、A/D數模轉換電路模塊以及接口電路模塊等，具體的設計過程描述如下：
2.1.1 電源電路
運動三維特征可視化校對系統的電源電路的D/A芯片選用的是ADI的串行D/A轉換器AD5545，電源電路的內部時鐘振蕩器為ADSP?BF537，它是雙路16位內核頻率最高為126 MHz的D/A轉換器，建立時間為2 [μs]，運動三維特征可視化校對系統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收發器相連，實現系統的交流供電，電源電路模塊設計如圖4所示。
由圖4可知，運動三維特征可視化校對系統的電源電路采用獨立的看門狗輸出，可視化校對系統的電源電路采用分立元件構成，其中低電池檢測或者其他電源的檢測為微分電路。當電源VCC上電時，DSP在1.6 s內隨著電容C兩端電壓的增大而產生突變，所以OUT在上電時需要通過整流濾波振蕩器進行線性調制，通過線性調頻濾波進行振蕩采樣的復位，當復位有效，持續一段時間后，DSP采樣BMODE2?0管腳，OUT變高，復位撤除，地址0x20000000執行DSP的工作。
2.1.2 三維特征數據加載電路模塊
數據加載電路又叫程序加載電路，通過引導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設計過程中，對運動圖像的三維特征數據程序加載模式分析如表1所示。
綜上所述，得到本文設計的運動圖像的三維特征的數據加載電路設計如圖5所示。
采用表1所述的各個加載方式，結合本文設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 復位電路模塊
運動三維特征可視化校對系統的復位電路是執行系統的幀同步信號、運放AD8674輸出的復位功能，運動三維特征可視化校對系統的復位電路采用CAN 8674為主控芯片，芯片采用的是4通道高性能運放數據交換，復位電路的帶寬為10 MHz，使用ADUM1201進行3線制接口供電，AD8674產生輸出范圍為0～5 V，看門狗復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執行0x00字節的時鐘同步程序，E2PROM的輸出口S0和輸入口接一個上拉電阻，由此實現對三維可視化校對系統的自動復位，復位電路設計如圖6所示。
2.1.4 A/D轉換電路模塊
運動三維特征可視化校對系統的A/D轉換電路是實現對輸入數據的數模轉換，提供給計算機和DSP芯片可識別的原始運動三維特征數據。本文設計的運動三維特征可視化校對系統的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電路的設計需要減弱電源毛刺對模擬電路產生的干擾影響，實現單通道雙向電平轉換，根據上述設計思路，得到A/D電路的設計結果如圖7所示。
2.1.5 接口電路模塊
系統的接口電路是實現數據的輸入輸出以及人機通信等功能，接口電路是系統設計不可少的重要模塊，本文設計的接口電路采用并聯瞬態二極管TVS設計，接口芯片為82C250，CANH和CANL與地并聯進行控制信號的輸入輸出，得到接口電路設計結果如圖8所示。
在上述運動三維特征可視化校對系統模塊化設計的基礎上，進行系統的硬件集成設計，得到集成電路設計結果如圖9所示。
2.2 系統的軟件設計與程序實現
在上述進行了運動三維特征可視化校對系統的硬件電路設計的基礎上，進行系統的軟件開發設計，并結合前期的圖像處理算法，進行程序開發，實現系統的完整設計。本系統的軟件開發建立在Visual DSP++ 4.5軟件開發平臺基礎上，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據分析，實現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，通過Emulator，在Windows 窗口下優化ANSI C編譯，程序開始后首先進行初始化，判斷雙緩沖區的A/D采樣，執行同步串口0初始化，采用SPORT0_TCLKDIV寄存器產生幀同步片選信號，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收發模式，采用PPI默認的DMA通道實現系統的人機通信和PPI數據讀取，根據上述設計思想，采用多個傳輸單元間隔陣列分配校對，得到軟件開發的流程如圖10所示。
根據上述軟件開發流程設計，進行運動三維特征可視化校對系統的軟件開發和系統設計，最后進行程序加載，通過系統調試進行性能驗證。
3 程序加載和系統調試實驗
為了測試本文設計的運動三維特征可視化校對系統的性能，進行系統仿真實驗，開發應用程序之前，定義系統文件，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根據上述程序加載結果，確定運動三維特征可視化校對系統的變量和數組，軟件調試采用Tektronix TX3 True RMS MultiMeter，運動三維特征可視化校對系統的輸出顯示通過Agilent 混合示波器實現，得到系統對原始的三維圖像的采集輸出結果如圖11所示，采用本文方法進行三維特征的可視化校對，得到校對輸出結果如圖12所示。
從圖12可見，采用本文設計的系統能有效實現對運動三維特征的可視化校對，對運動圖像的細節特征捕捉和提取精度較高，性能較好，展示了較好的應用性能。
4 結 語
通過運動三維特征的可視化校對系統的設計，把圖像處理算法加載到圖像處理系統中，實現對圖像的三維校正和細節捕捉感知，在圖像識別、體育運動訓練指導、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的設計方法，首先進行了系統總體設計描述和系統的架構分析，給出系統設計的功能指標，對運動三維特征的可視化校對系統的硬件部分進行分塊化設計，對三維特征提取算法進行程序加載，基于Visual DSP++ 4.5進行軟件系統開發，進行系統仿真實驗。研究結果表明，采用該系統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分析能力與較好的圖像處理性能。
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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)。可視化技術是把計算機中的數字信息轉變為直觀的圖形圖像信息，使得研究者能夠形象直觀地觀察到，即看到傳統意義上不可見的事物或現象，同時還提供模擬和計算的視覺交互手段［2］。可視化技術是集科學與工程計算、計算機圖形學、圖像處理、人機界面等多學科和技術于一體的現代化技術。可視化的核心技術包括:1)將科學計算中產生的數據及結果轉化為圖形或圖像;2)基于面向對象技術的圖形用戶界面的設計，即可視化建模的實現。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，側重于以三維的手段反映客觀世界，屬于科學計算可視化的范疇［3］，在地學領域有著廣泛的應用和發展前景［4-7］。三維可視化技術已經滲透到各個學科中去，如地理學、資源環境學、測繪學、海洋學、建筑學、生物醫學等，它的應用為這些學科的科學研究提供了極其有用的幫助，促進了這些學科的發展。比如，三維可視化技術在建筑、交通、醫學等領域的應用可以提高決策者的預見性，避免不必要的浪費和損失;在動畫和虛擬世界領域，三維可視化技術帶給了我們強烈的視覺沖擊;其仿真技術的應用，提高了我們在醫學手術實施、機械制造加工、礦物開采加工、水利設施建設等的精準度和效率。目前三維可視化技術已廣泛應用于城市規劃、電力、交通、礦業等各個領域，但在水利行業尤其是工程設計方面卻很少［8］，三維可視化技術廣泛應用于水工設計將大大提高水利水電工程建設的效率和研究水平。
2水利水電工程三維可視化技術
2．1研究現狀
目前，水利水電工程設計已經開始從二維CAD設計逐步向三維CAD設計轉變。計算機三維建模與可視化模擬技術已開始應用于水利水電工程的設計、施工等各個階段，如樞紐布置、施工總布置等。天津大學的鐘登華等［9-11］從單獨研究水利水電工程地質、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計(VCAD)理論的構成體系和實現方法;黃河勘測規劃設計有限公司的李斌等［12］、天津大學的顧巖［13］、廣西河池水利電力勘測設計研究院的黃尚磊［14］提出了基于CATIA軟件的水利水電工程三維設計方法;三峽大學的田斌等［15］、中國葛洲壩集團公司的陳立新［16］對三維空間數據、地形、地物模型的建立以及對施工過程三維模擬技術做了相關研究;武漢大學的陶鐵鈴等［17］、電子科技大學的魏魯雙［18］、河海大學的楊威［19］、天津大學的張社榮等［20］分別開發了拱壩、重力壩優化設計可視化系統。水利水電工程三維可視化設計已得到國內專家、學者越來越多的重視，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技術路線
按照工程設計流程，水工設計實現三維可視化就要求工程設計條件可視化，設計建模過程可視化，計算分析過程可視化和設計成果可視化。這里可視化是三維工程設計的核心，數字化則是實現可視化設計的基礎。目前，地質、地物三維建模是水工三維可視化的基礎和研究重點，當前這方面的研究工作主要包括地質、地物的三維空間數據模型，地質、地物模型的整合和匹配三方面。1)構造三維地質模型常用的數據結構包括NURBS結構、B-Rep結構、TIN模型等。基于以上三種模型，鐘登華等提出了以NURBS結構為主、結合TIN模型和B-Rep結構的混合數據結構。徐衛亞等［21］提出了基于裁剪NURBS-B-Rep半邊結構的三維混合數據結構。2)地物模型都屬于靜態空間數據結構，包括空間位置、形狀和空間拓撲關系等信息［15］。區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。對于大規模的地物建模而言，采取單一的建模技術是不能完善地對其進行描述的，針對不同的建筑物，應分別采用有針對性的建模技術，建立相應的三維可視化數據模型。常用的建模技術有實體CAD圖形建模技術、特征建模技術和參數化實體建模技術。近年來，利用以上三種技術，許多學者都建立了相應的地物模型。劉東海［22］提出了交互式的參數化圖形建模技術。李景茹等［23］提出了基于GIS三維實體化參數模型。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)地質實體是水利水電工程建設的基本載體，必須將地質模型和地物模型統一起來，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，其優點是簡單實用，缺陷是在視景顯示時，會出現“爭奪Z值”的現象，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則三角網格前提下逐漸加入地物模型，與地形整合在一起。要實現三維可視化水工設計，除了需要專業的水工知識和工程設計技術外，必要的計算機技術也是不可或缺的，最基本的包括:1)圖形建模技術;2)交互技術;3)可視化技術;4)圖形學技術;5)軟件工程技術。三維可視化的設計有一定的過程，水工三維可視化設計的過程見圖2。該圖也可詳細反映水工三維可視化設計理論和技術的構成體系。
2．3應用效果
地形地質三維可視化為水利水電工程建筑物選址、布置、設計和施工等各方面提供多方面可行的地質分析手段。更為重要的是，利用仿真三維實體技術建立的三維地貌可以實現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;可實現對山體進行旋轉、切剖面、開挖等操作。三維設計在工程設計領域的應用徹底改變了二維圖紙表現和三維實際形態之間進行思路轉換的設計模式。它的應用將大大提高設計質量和效率。參數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整修改時其更加快速、靈活、準確。已有成果的重復利用率大幅度提高，在減少設計錯誤和返工現象同時，又縮短設計周期，極大地提高了工程設計工作的效率和質量。工程精確數值模型的建立，使得精確計算壩體工程量、各壩段各截面的面積、各點的坐標以及體積變得方便快捷。對建筑物及地質分類建模后，不僅能夠計算不同材料的用量，同時為概預算及施工期業主的材料供應計劃提供科學的依據。采用三維動態布置施工平臺，在設置明確的制約條件的前提下，能夠方便準確地生成水利水電工程施工場地布置困難的地形相應的平面、剖面圖。采用三維可視化模擬技術不但能充分、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實例應用
在溪洛渡水電站，因思公司以C#開發語言和access數據庫等為基礎建立溪洛渡施工信息管理系統，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，方便查看監測儀器埋設布置以及對細部的結構分析。
2．5應用前景
集成化、智能化、網絡化、協同化是三維設計的發展方向。應努力實現遠程協助設計、自動協同設計、集成協同設計，充分體現設計的團體性、交互性、協作性，建立跨學科的、以人際合作關系為基礎、協同工作、合作設計的新格局。水工三維設計是工程設計的必然趨勢，三維技術在機械、電子、航班、航天以及建筑等部門得到了廣泛的應用。把三維設計應用到水利水電工程上，可以實現真正意義上的工程方案優化及多方案的比較，對于提高工程的技術指標和品質、降低工程造價、縮短設計周期、提高設計質量均可起到重要作用。
3結語
