时间：2023-06-12 14:45:13
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇公司可视化管理，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
[摘 要] 看得见的管理是指利用信息技术和现代管理方式，让企业的各种经营管理活动变得透明的各种举措，从而降低运输业务流动性强、不稳定性高带来的风险，让管理者有效掌握企业信息，实现管理上的透明化。近几年，公司全面构建以车辆管理透明化为核心的基础信息管理平台，从流程可视化、问题可视化、结果可视化、设备状态可视化入手，扩大基础管理透明化的深度和广度，基本实现了对运输任务进行有效跟踪和基础数据的有效管理，取得了较好的管理实效。
[关键词] 可视化；基础管理；信息化；单车
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 05. 041
[中图分类号] F272 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）05- 0076- 02
0 前 言
物流运输的特点是点多、面广、战线长，流动性大，驾驶员多单兵作战，原始单据回收难，运行状况跟踪难，车辆状况检查难，基础管理因为看不见而潜藏危机。
近几年，精细化管理作为一种先进的管理理念和管理文化为各企业所认可，成为提高效益和效率的重要途径。但精细化只是一种理念，要充分发挥其作用，就必须首先建立一套科学严谨的基于客观事实和数据决策的管理体系。看得见的管理，正是公司根据管理实际，使精细化理念落地的管理支撑工具。通过看得见的管理，使管理者有效掌握企业信息，准确掌控生产经营的现状和问题，实现对人和事的精准、精确、细致和细化的管理。公司将单车运行动态信息管理系统（以下简称单车信息系统）的优化升级作为突破口，从流程可视化、问题可视化、结果可视化、设备状况的可视化四个层面，搭建基础信息管理平台，打造看得见的管理环境，使公司能够快速对资源进行整合、对市场做出响应，以获得更高效率、更高效益和更强竞争力。
1 流程可视化，搭建看得见的业务流程链
企业的运营是很多单元的共同作业，是由多个部门和各管理层级合力进行的，它们一起构成类似链条状的一气呵成的工作流程。为打通各部门岗位之间的壁垒，破除头顶的玻璃天花板，从而真正达成公司内部日常工作的高效及整合，我们需要构建跨部门、全公司统一的可视化管理平台。单车信息系统按照公司业务特点，以信息采集为基础，梳理管理流程，以过程可视化为核心，实现从生产指令下达到运输任务执行、费用结算、成本核算、数据统计、报表输出等一体化闭环式的信息管理，将生产运行、成本管控、结算管理、车辆维护等各环节整合到一起，变不可见为可见，达到工作效果最优化。在看得见的业务流程链上，能够动态直观地看到每一个生产任务的状态，各部门可根据订单在业务流程链上的位置，恰当履行职责，使组织管理各单元精确、高效、协同和持续运行。
2 问题可视化，让异常无处躲藏的好工具
没有一个企业不存在问题。成本的问题、质量的问题、顾客满意度的问题、品牌的问题等等，企业的经营活动在某种意义上说就是与各种问题的斗争。一般我们在用“问题”这个词的时候，往往用“应该是这样的”一个标准来衡量其与现实之间的差距。要使这些问题浮出水面，必须满足两个条件：一是能够最大限度以数字形式反映现场的状况，二是设定一个“应该是这样的”标准或基准，当所有流程数据和标准都有案可查，中间有什么问题一目了然。
单车信息系统的搭建使本来不易看见的数据和信息变得看得见。出勤率、完好率、设备保养率、里程利用率、GPS设备上线率等指标体系自动统计核算。能及时看见问题，才能重视问题，从而采取适当的措施解决问题。公司一管理人员对此深有感触，他们发现在规定时间内中队的运单审核率始终低于其他中队。意识到问题，他们召开座谈会，一个环节、一个岗位的讨论，最后锁定是单据回收人员与成本员之间衔接出了问题，立即理清工作界面，对单据交接回收职责进行明确，运单的审核上报明显好转。
3 结果的可视化，对标管理由黑匣子变为玻璃缸
为进一步提升基础管理水平，公司长期开展以车队为单位的生产经营对标竞赛，按照车型，从生产运行组织、安全保障、车辆技术管理、单车成本控制、油料考核等多角度、全方位进行对标。通过可数据看板模块，公司相关部门能清晰看到准确的统计数据，可按年、月、日或规定时间段进行横向、纵向比对，对标管理更加及时，且易于操作。对标成为公司经营分析的规定动作，对标结果从根本上促进了基层管理人员有针对性地“比学赶帮超”。
4 设备状况的可视化，突破设备管理薄弱环节
设备保养维护一直是公司设备管理的y点和重点。良好的车辆运维能达到以保代养、以养代修，延长车辆使用寿命，减少故障损失。据统计，科学维护及保养的车辆能安全行驶60万～80万公里而无大修。我们通过系统中专门的设备模块对设备的保养和油水更换进行管理，系统根据车辆每日的运行状况，自动统计车辆的运行公里、GPS公里、吊车作业台时等，车辆到达保养周期，系统自动预警提示，驾驶员可根据任务情况，在规定时间内归队保养、维护。
看得见的管理能让企业的流程更加直观，使企业内部的信息可读化，并能得到更有效的传达。在公司的管理实践中，我们以可视化信息平台为依托，将流程可视化、问题可视化、结果可视化和设备状况的可视化有机结合，从生产现场到经营层，抓住运营管理的关键环节，努力实现必要的信息在必要的时机处于必要的可视状态，不断推进精细管理持续深化，成为改善企业体质的利器。
主要参考文献
[1][日]远藤功.可视力：实现可视化管理的5种方法[M].林琳，译.北京：中信出版社，2007.
[2]中村克己.走向管理透明化[J].21世纪商业评论，2007（2）：28-31.
关键词：电信系统 指挥调度 可视化 集成平台
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）002-073-02
1 引言
根据行业标准，石油化工企业电信系统设计范围主要包括行政电话系统、调度电话系统、无线通信系统、扩音对讲系统、电视监控系统、火灾自动报警系统、计算机局域网络以及网络通信传输系统等，电信系统由传统单一功能语音电话功能扩展为通信联络、报警响应、指挥调度、安防监控等多重功能的电信系统。虽然技术手段增多，但应用难度及维护成本也在不但增加，当前石油化工企业电信系统建设中仍存在以下问题：
(1)系统兼容性差：各系统相互独立，不能相互通信；
(2)资源不能共享：多个用户终端独立操作, 所需视频信息、报警信息、地理信息、环境信息等不能互联共享；
(3)操作使用性能差：多套系统，多个控制中心，多个用户终端，造成管理和应用不方便。
这些不足导致用户和系统管理员都不满意，从而发挥不了系统的最佳性能，造成资源的极大浪费。如何有效的将上述各个分离的系统在应用层面上统一起来，在安全可靠、经济合理的前提下，利用先进技术建立一套迅速响应、准确控制、安全操作、方便使用的电信集成系统是现代石油化工企业的迫切需要。
2 集成平台选择
根据石油化工企业的管理特点，生产指挥调度中心作为企业日常生产活动的组织、指挥、控制和调节机构，要求实时收集现场信息，准确向领导汇报，清晰下达高度指令，传统单一的调度电话系统已难满足使用要求，为充分发挥指挥调度功能，可以结合其它电信系统，在一个集成平台上完成综合指挥调度功能。经过比较，调度电话系统是电信系统集成综合平台的最佳选择，其联动关系需求如表1所示。
通过系统集成开发，可建立一个统一的信息传递和处理平台，避免各电信子系统功能分割、各自为政的情况，以可视化方式实现指挥调度过程中的快而准的要求。
表1 电信系统联动关系表
3 系统集成技术
3.1 集成模式
要求可视化指挥调度平台具有综合指挥调度功能：系统可以外接公网电话，在发生紧急情况时，首先通过群发短信进行通知所有相关负责人员以及相关部门，并主动呼叫相关部门领导（如消防、物资供应、安全总监等等）紧急召开视频会议，第一时间讨论解决应急解决办法；可以外接标清的视频会议系统；可外接视频监控系统，充分利用现有的视频监控图像资源；可以第一时间接收火灾、视频等报警信息，同时自动弹出相关视频监控界面，使调度中心直观了解报警现场信息；可以直接呼叫扩音对接话机，对报警信息进行广播、协调人员疏散。可以与集群电话、防爆对讲机互通，指挥中心对应急抢险现场进行直接指挥；可以接受生产业务系统数据，在调度大屏上展示出来。
3.2 系统原理图
可视化指挥调度系统接入原理图如图1。
3.3 设备构成
可视化指挥调度系统由可视化指挥调度交换机、会议服务器、视频监控服务器、录音录像服务器、各种网关、各种终端和可视化指挥台组成。
图1 可视化指挥调度系统接入原理图
可视化指挥调度交换机完成系统各种终端管理，系统资源的分配管理、呼叫流程控制、指挥业务控制等功能，是可视化指挥调度系统的核心。
可视化会议服务器为可视化指挥调度系统提供可视化会议资源，完成视频和音频的合成。
视频监控服务器完成监控图像存储、查询、回放的管理。
录音录像服务器完成对指挥调度过程的纠察、检听、录音录像及回放等功能。系统具备录音录像文件检索功能，支持多种查询条件的组合，可根据时间、用户、摄像机、文件名等组合查询，方便调度员在事后查询。
管理成对网络的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、统计管理等。
4 集成平台应用
4.1 视频接入
公司总调中心的调度指挥台可以接入并显示公司全部视频监控信号，充分利用现有的视频监控图像资源，实时监控现场生产运行情况，实现对关键位置、关键设备、生产情况动态跟踪，同时在生产调度、会议时可以随时调用任何图像，共享到所有参加会议的二级分部调度台上。
4.2 综合调度指挥
将各装置的视频监控图像结合起来，当指挥中心调度员在调度台上点击呼叫工作台调度用户时，该用户所地点图像/该用户所负责监控图像同时可显示在调度台界面上，使管理人员不仅通过语音交流了解情况，也更客观地从监控图像中获取信息。
监控终端与调度电话联动可以是一一对应，即一部电话与一个监控终端绑定，也可以一部电话联动多个地点的监控终端，或多部电话联动多个地点的监控终端，甚至多个电话联动一个/多个监控终端，以方便不同业务部门共同监控图像之用。
可视化指挥调度系统，利用GIS平台提供的开放接口协议，使得GIS平台信息可以在可视化调度台上显示，并将本系统的视频资源与GIS信息平台整合，使得监控点的视频图像能在地图中显示。
利用火灾报警系统提供的报警信号，将报警量送至可视化调度系统主机。系统主机将不同的报警量分别对应的一个或几个摄像机信息进行绑定，出现报警信息时，能在可视化调度台上报警，同时与该报警点相关的视频监控图像在可视化调度台上打开，GIS中显示报警地点的地理位置，实现与火灾报警系统、GIS电子地图系统进行功能的集成和系统的整合。
可视化指挥台外观如图2所示。
图2 四屏可视化指挥调度台
上述四屏可视化调度台将视频监控、可视化指挥调度、GIS信息系统、火灾报警系统有效整合在一起，方便系统的联动，提高使用的便利性和高效性。
4.3 视频会议
公司总调与二级分部、以及二级分部之间能够通过调度指挥台实现公司临时性的标清调度会议，提高各个部门的工作效率，降低生产管理成本。
4.4 应急抢险指挥
外接防爆的应急单兵系统，在危机时刻，具备移动应急单兵视频、语音接入功能，可以通过移动视频，提供事发现场的实时图像，并通过语音交流、视频交流，实现远程指挥、诊断。
4.5 安全管理
调度人员日常工作中通过视频图像可以实时了解生产装置的工作情况，发现问题及时提醒纠正；事故初发时，通过火灾报警与视频监控的联动，调度人员能够第一时间看到异常情况并及时处理，并通过可视化指挥调度平台能够充分有效的协调组织各方资源、利用各种渠道对事故现场了解充分准确的信息；事故发生后，可以通过录音录像系统和现场监控录像对事故责任进行追查和调查分析事故原因。通过可视化指挥调度系统，可实现事故预防、应急处置、现场救援及事故责任调查等全全方位安全管理。
5 结论
通过可视化指挥调度系统，将各个分散的、独立的电信子系统有机的整合成为一个能够自动收集信息、分析信息、处理信息的智能型集成系统，实现“一个中心、指挥协调、职能负责、快速反应、信息共享、应急联动”的总体目标，充分发挥系统在平时管理、战时指挥方面的作用。
关键词：电力工程；可视化技术；三维仿真技术；GIS技术
现阶段，国内GIS技术、三维仿真技术已成熟，基于高压输电线路电力工程建设项目，已在线路规划区和风景区、污染区等敏感地界实现数据三维成像的目标，便于设计人员直观、多维度地观测电力工程建设现状。多维度平台涉及地理数据、影像数据、矢量地形图以及云数据等。
1电力工程建设可视化技术应用现状
1.1电力工程建设特性
电力工程主要以控制线为前提，通过计划和组织、控制与协调等手段的运用实现工程建设目标，并对其采用全过程监管的方式，即电力工程建设管理。其中，电力工程管理涉及安全管理和质量管理、造价管理、计划管理、技术管理与信息管理、项目协调以及工程招投标管理等。而电力工程建设可对输电网数据处理实施有效控制，不仅可落实可视化技术及软件选择的重要性，还可为电力工程建设项目的开展提供数据参考，也可对数据上传、通信等环节起到制约作用。
1.2电力工程建设可视化技术应用现状
现阶段，国家电网建设已从规划设计、运行维护等多个层面实现数字化发展，但因对数字软件认知和应用的误区，致使电力工程建设面临数据精准度低、信息连贯性差等问题。对于信息模型，从整体上来看，电力工程建设信息模型差异较大，虽然在某些环节对数字化软件予以利用，但仅以档案存储的功能存在，甚至针对重难点建设项目，数据信息仍以人工录入为主，导致“信息孤岛”现象的出现。对于信息建模和交换，电网信息模型具有抽象性特点，可对整体电力工程信息予以记录和存储，从而实现“即插即用”和“无缝链接”的目的。
1.3可视化功能需求
电力工程建设宗旨为对空间范围内电力线路、通讯线路实施有效管理及组织，并以地理环境和气候变化为前提，便于为后期输电线路的建设提供参考。其中，关于电力工程建设可视化技术功能需求，可从以下几点予以阐述：①管理能力。通过可视化系统的构建，利用专人值班和实时监控的方式，对工程现场数据信息实施全方位监督，从而避免电力工程建设不规范行为的发生，用以提升电力工程管理水平与质量。②管理效率。业主以可视化系统为核心，对电力工程进行有效整合，即由分布式处理演变为集约处理，从而在真正意义上实现项目集约运作的目的。③安全质量。依据可视化技术相关标准，通过对施工图纸的系统化分析，将施工危险系数控制最低界限，并以三维图形作为设计交底准绳，使电力工程安全质量管理工作处于受控范围。
2电力工程建设可视化技术的应用
2.1可视化技术应用价值
关于可视化技术应用分析，主要涉及信息交互、质量控制两方面。前者主要将CIM（公共信息模型）作为信息交互媒介，通过模型包和模型内容的融合编制建模语言，以此达到电力工程建设数据信息交互的目的，其中，CIM模型包包括核心包和拓扑包、SCADA包、电线包与保护包、财务包以及量测包；后者主要以AR技术（增强现实技术，AugmentedRealityTechnique，简称AR）、可穿戴技术（Wearabletechnology）为基准，对电力工程建设安全事故予以模拟/预判，在加强安全风险防控的同时，保障事故人员的生命安全，尤其是针对高危和高空作业人员，应定期开展无风险安全培训工作。
2.2云计算
云计算（loudcomputing）作为分布式技术，以互联网数据处理功能为前提，通过程序拆分的方式对子程序进行分析与处理，并通过特定计算方式选择，将数据结果传输至用户终端系统。云计算分为4个概念体系层，即管理中间层、SOA构建层、资源层以及物理资源层。云计算技术主要在图像搜索（ImageIndexin）中较为常见，其利用图像/视觉特性，为用户提供图像检索服务。具体操作流程为：结合图像类型、分类、属性、内容和形式的差异，对其进行判断，并利用上下文本（context）的差异，比如关键词、颜色、形状和纹理等信息完成图像提取工作。
2.3物联网
物联网（TheInternetofthings）属于当前信息技术的重要组成核心，主要利用互联网物、物间相互沟通的方式实现互联网延伸、信息交互的目的。从本质上来看，物联网技术涉及感应技术和感知技术、识别技术，利用数据自动化获取与分析的方式改变人们的生活方式。关于物联网技术在电力工程建设中的应用，可对智能标签、智能控制两种模式进行分析。智能标签是指利用特定电网建设对象的标识（RFID、NFC和二维码等技术）完成物体数据传输，便于电力工程建设对象的区分，以此推进电力工程建设质量的提升；智能控制是指基于对网络平台与云计算平台的融合，结合网络传感器数据分析结果，对其信息处理实施决策，用以达到建设对对象优化及改善的目的，比如调节台灯、智能交通等。
3结束语
综上所述，因国内电力工程建设事业起步时间相对较晚，导致关于可视化技术的运用仍处于萌芽时期，加之可靠性、完整性、规范性以及统一性可视化系统的缺失，导致当前电力工程建设可视化技术难以落于实处。对此，电力部门应逐渐加大电力系统理念的更新工作，通过对电力工程管理有效性与科学性的强化，对其可视化技术应用问题予以有效控制，从而实现电力工程建设水平全面提升的目的。
参考文献
［1］张成.关于“可视化技术”在电力工程项目管理中的应用浅析［J］.工程技术（引文版），2015（11）.
［2］杨建元，夏松林，张云青，等.三维可视化技术在海上平台工程建设项目管理中的应用［J］.项目管理技术，2016，14（07）.
［3］周薇薇.三维可视化技术在水利水电工程建设中的应用与未来展望［J］.江西建材，2014（16）.
【关键词】高速公路 交通工程信息化资源管理 地理信息系统 可视化平台
【中图分类号】TP311.52 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0196-02
1、引言
近年来，随着我国国民经济的快速发展，高速公路建设规模日益扩大，里程和等级不断提高，对高速公路管理也提出了更高要求。但是与经济快速发展不匹配的是目前我国的高速公路管理水平还相对落后，这势必造成高速公路的低效运行，不能很好地满足国民经济和社会发展的需求。因此，研发适合我国高速公路管理实际情况的信息管理技术，实现管理工作的现代化、网络化、信息化，已成为高速公路管理者和有关专家关注的焦点。
目前高速公路交通工程资源种类众多，交通工程资源是高速公路提供高质量服务的基础，建立资源管理系统，提高高速公路现有交通工程资源管理水平和使用效率，是实现高速公路管理企业信息化的关键。由于高速公路三大系统资源普遍具有空间分布的特征，传统信息化方法无法有效地针对这一特征提出解决方案，因此采用地理信息系统（Geographic Information System；GIS）技术构建可以有效管理资源空间分布信息的可视化高速公路交通工程资源管理系统将成为路公司管理系统发展的方向。
2、GIS在交通工程信息化资源管理系统中的应用
GIS是由信息演绎而来，是以地理坐标为骨干的信息系统，是对以采集、存储、管理、分析与空间、地理位置有关的信息系统的统称。其通过利用数据的空间属性，实现了图形与数据的结合。用户可以在地图界面上直接对空间对象进行查询和分析。它以数据可视化、思维可视化的形式，提供了一种新的决策支持方式，使管理者对各方面进行的研究不再是孤立的，而将自己置身于自然和社会环境当中，直观地掌握全面情况，从而大大提高管理的现代化水平，为实现信息化管理提供更好的手段。
采用GIS技术构建交通工程资源可视化管理系统可以高效直观地管理高速公路交通工程资源特别是三大系统资源（通讯、监控、收费系统），提高交通工程资源管理水平；提高交通规划、建设效率；提高工程建设质量；提高现有资源使用效率，合理利用资源，减少重复投资。
构建交通工程资源可视化管理系统先要建立包含空间信息和高速公路工程资源专有属性信息的综合数据中心以及以GIS为基础的可视化管理平台，在两者的基础上根据联网中心、路公司管理需求形成交通工程资源管理的解决方案。
2.1 建立包含空间信息和高速公路工程资源专有属性信息的综合数据中心
建立综合数据中心就要考虑先对空间信息和高速公路工程资源专有属性信息数据进行组织分类。在GIS系统中的信息可以组织到专题图层中。每个图层有一个主题，同时包含空间数据和属性数据，图层中每个特征点都可以通过坐标和属性来确定和描述。根据我国高速公路交通工程资源管理的特点可将工程资源信息及数据信息分为基本信息图层、公路工程资源图层及虚拟图层三类：
（1）基本信息图层包含：提供城镇，国道，省道，河流等一些基本的地理信息的背景图层、高速公路图层和立交桥图层。这部分数据利用现有的GIS资源（如公路局制作的全省公路电子地图）获得；
（2）公路工程资源图层包含：记录管道、杆路、路肩手孔、人井、工具等资源的管道杆路资源图层、缆线图层、电话图层、通信电源设备图层、记录高速公路通信站（指收费站，服务区，通信中心等）端的接入网设备的站端接入设备层、收费站图层以及其它如可变情报板、监控摄像机、车道称重、车牌识别相关设备的图层。这部分是我们数据整理工作的重点，需要我们通过对现有工程图纸、工程量清单等资料的整理和分析以及有关手段来获得；
（3）虚拟图层包含：按照用户定制的方式显示一些设备相关属性值，动态描述分布状况的数据图层和根据预先设定的规则显示设备的运行状态，提供系统预警功能的状态图层。这些数据则要通过动态采集及运算获得。
组织到专题图层中的信息数据要建立相应的数据结构，其关键在于资源信息库的数据结构分析设计以及空间数据库和专题数据库的统一，由于高速公路资源数据库与一般的管理信息系统数据库相比具有自己的特性，公路资源及资源状况属性数据在空间和时间上沿线路动态随机分布并且与其地理位置和地理环境密切相关，因此高速公路资源数据库应是包含描述空间位置及其拓扑关系的空间数据库。而且根据目前国内高速公路管理的特点，采用的是里程桩与地理坐标定位相结合的线性参照系统，并建立大地坐标系与里程桩系统的对应关系。根据以上特l生分析，基于GIS的高速公路资源数据库的建立关键是实现大地坐标与里程桩系统的相互转换、建立空间数据与属性数据的对应关系和采用动态分段技术。对此我们可以将高速公路资源数据库实体划分为基准系、高速公路资源、地理背景三个实体集。通过这一概念模型，我们可以有机地结合两种技术手段，构建基于空间数据库和专题数据库的资源管理平台。
2.2 搭建以GIS为基础的可视化管理平台
在综合高速公路交通工程资源及基础信息的配置管理基础上，以GIS平台为手段，构建可视的工作平台。该平台的总体架构如图1所示。
该平台将具有分层数据管理功能，可以通过地理信息技术对基础信息和专业信息进行分层管理和维护，并用不同的符号分层显示。对专题数据和图形可以灵活地进行编辑、更新、备份、恢复等操作，同时改变与后台数据库的对应关系。对于一些可监控资源.例如摄像机、可变情报板、车辆检测仪等，可以监控其运行状态，并提供预警和警报等功能。
平台提供查询工具用户可对各个路段进行信息查询，可查询所有基础特征和专业特征的属性信息，可按用户所确定的属性名称进行定位，即可以将用户指定的地理特征以显著方式显示。平台提供多种数据表达方式、数据表的浏览方式、地图表现方式和统计图的方式，其中统计图的式样、颜色、线形、文字均有多种选择。系统还提供直方图、饼图等多种专题图，形象直观地对用户数据库中所选择的字段进行分析。根据用户要求可以输出高速公路路段状况图等图件，可输出各种属性的报表，打印查询结果，还可以将地图与多种专题图、统计图表、浏览表、图例、查询信息等组织在一起打印。同时平台可以与其他CAD，CAM软件系统实现不同系统间所用数据文件的交换，从而达到数据共享目的。平台保留二次开发的可扩展接口，系统将具有非常高的可扩展性及可塑性。
2.3 形成交通工程资源管理的实用解决方案
在建立了综合数据中心以及以GIS为基础的可视化管理平台的基础上考虑到联网中心、路公司作为不同的使用者的管理需求。路公司需要管理并维护所属高速公路的所有工程资源；联网收费中心需要管理并维护联网中心的线路设备资源并根据权限查看路网中各路公司的资源状况。由此针对整个路网本文提出如下交通工程资源管理的解决方案：
（1）对于高速公路工程资源管理系统这样一个带有广域分布特征的系统，为了减少安装调试的复杂性、提高系统的可维护性，从总体上采用Browsers/ThinClient+WEB/Application Server+DBMS三层（或多层）结构，（BWD）是适合而且可行的系统架构选型。其中对于用户透明的业务逻辑层可以使用目前的中间件技术完成业务逻辑的定义、修改，对于今后的系统升级提供了有力的技术支持。
系统主要采用B/S结构完成系统的大部分查询、分析、报表、监控等应用功能，使用ThinClient完成安全度要求比较高的内部数据管理功能。这样各管理处、服务区都可以很方便的部署本系统而不需要做任何额外的网络、信息系统建设。
这种结构另外一个重要优点是部署的灵活性。因为采用Web方式，只要有Internet连接就可以登录系统。
（2）对于整个路网各路公司内部独立使用可视化系统管理所属交通工程资源。即联网中心的应用服务器直接管理内部资源；联网中心的应用服务器将本中心数据库不存在的资源的查询指令分解到各路公司的系统服务器上，得到结果集后将其合并返回。通过这样的虚拟查询机制，对于联网中心使用者来说，这些都是透明的，对所有路公司的开放资源都可以像本地资料一样直接访问如图2所示。
（3）对于路公司可以通过可视化系统监控、管理所属高速公路的所有交通工程资源。路公司管理者可以通过电脑终端或PDA（手持式计算机）、手机等移动设备登陆系统服务器。对于可监控的公路工程资源，信号采集/控制计算机按照预设的轮询时间频率对设备的信号进行采集，并根据采集的结果判断此设备资源的状态，是正常运行还是黄色预警还是红色警报并将信息数据提供给可视化平台服务器，如图3所示。
（4）采用GIS（地理信息系统）技术构建的可视化高速公路交通工程资源管理系统包括系统设置、资源管理、综合查询、设备监控、数据接口五个功能模块，其功能架构如图4。使用者可以通过平台实现对平台的系统管理设置，对基础空间资源和设备资源进行添加与编辑，对资源对象查询、编辑、监控。同时平台提供二次开发的可扩展接口并预留未来与GPS等系统的接口。允许对资源对象属性进行自定义。提供资源对象二次开发接口，按此接口可实现对象动态装卸功能。系统可按照XML标准导出资源对象属性；可导人流行的GIS空间数据及CAD、CAM软件所用数据文件，实现不同系统间的数据交换。
关键词供应链金融；流动性管理；供应链可视化；资金流；Aberdeen
[中图分类号]F710；F830 [文献标识码]A [文章编号]1673-0461（2015）05-0081-06
一、引 言
随着企业竞争的加剧和产业组织形式的演进，现代企业竞争逐渐演变为供应链间的竞争。作为与实物供应链相对而言的供应链中的金融层面，供应链金融主要关注供应链中资金流的集成管理。它的创新和完善对于加强供应链及企业的竞争力无疑起到了至关重要的作用，这使得这一新兴领域迅速成为近年来备受关注的话题，受到越来越多企业的关注和重视。
许多国际知名企业更是已经在这一领域开展了积极的探索和尝试。例如，美国著名银行BB&T公司从2007年开始与全球领先的B2B集成服务解决方案供应商GXS公司建立伙伴关系，通过连接从客户到供应商的供应链金融服务平台为公司客户提供无缝衔接的国际银行业务、商业融资和支付服务等功能，并帮助他们加强对单据和支付过程以及实物供应链的实时可视化管理[1]。除此之外，还有更多的金融服务机构与供应链管理服务提供商开展了类似的行动，如Ariba与Orbian的合作，InStream与Credit Suisse签署服务协议，JPMorgan Chase收购电子供应商Xign，PrimeRevenue与一系列金融机构（包括Morgan Stanley）建立伙伴关系等[2]。可以看出，供应链金融已经吸引了众多企业的极大兴趣和重视。
Aberdeen公司作为一家领先的基于事实的研究报告提供者，早在2006年就将供应链金融作为其重点研究领域，进行了持续的调查研究，并了一系列重要研究报告。国内学者谢圣涛[3]积极跟踪了这一研究领域，并对Aberdeen公司早期（2006年至2007年）的系列研究报告进行了系统介绍。近年来，这一领域已经经历了许多新的发展和变化，供应链金融已经从一个全新的理念发展到广泛运用于企业实践中，并取得了一些成功的应用，为相关企业带来了良好的经济效益。因此，为了解和学习国外这一领域最新的发展和变化，本文对Aberdeen公司2008年以来关于该领域的最新研究成果进行了系统梳理和评述，介绍了供应链金融实践中的标杆企业绩效水平，并重点分析了资金流动性管理和供应链可视化这两个供应链金融成功实施的关键要素。最后，还结合当前我国该领域的发展现状分析了这些研究成果对于促进国内供应链金融发展的启示和借鉴意义，以期能够为该领域的相关参与者如企业、金融机构和管理部门等提供参考。
二、供应链金融标杆企业绩效及对标分析
在供应链金融实践中，标杆企业的绩效水平为其他企业的绩效评估或供应链金融方案实施提供了参照。分析标杆企业的绩效水平并与之进行比较，对于企业决策，特别是对于那些有意涉足这一领域或绩效水平欠佳的企业来说，具有重要的借鉴意义。
（一）标杆企业绩效及其PACE模型
Aberdeen公司根据被调查企业在供应链金融实践过程中的运行情况将其分为三类，表现良好的前20%为领先企业，被视为该领域中的标杆企业，为绩效对标研究和企业决策提供参照标准；中间50%为业内平均水平企业；其余30%为落后企业。在2010年底针对140家实施供应链金融方案的企业调查[4]中，标杆企业应付款发票处理的平均时间为6.9天；应付账款周转天数（days payables outstanding，DPO）平均为57.4天；年平均采购成本下降6.5%。
为了分析企业具体业务行为过程中所面对的各种关键要素，Aberdeen公司提出了一种基于PACE模型的基准研究方法。在PACE模型[4-5]中，P即压力（Pressures），指影响组织市场定位、竞争能力或商业运营的外部力量（如经济环境、政治法律、消费者偏好变化等）；A即行动（Actions），指组织为应对行业压力所采取的战略及方法（例如，为了更好地利用行业发展机遇，调整公司业务模式）；C即能力（Capabilities），指执行公司战略所需要的业务处理能力（如技术熟练的员工、可靠的产品/服务、融资能力等）；E即关键推动因素（Enablers），指支持组织采取有效业务实践所需的技术解决方案中的关键功能（如开发平台、应用程序、网络互联性、用户界面等）。Aberdeen研究显示，公司所达到的竞争力表现水平很大程度上由其所选择的PACE方案及其执行水平所决定，那些发现压力影响最大，并采取转变力度最大以及最有效行动的公司往往最有可能获得最佳绩效[4]。
根据Aberdeen的调查[4]，供应链金融领域中的标杆企业PACE模型如表1所示。该模型展示了标杆企业在供应链金融方案实施中所面对的各种关键要素。可以看出，在所调查的前20%领先型企业中，促使他们实施供应链金融方案的主要外部压力来至于市场需求波动对企业现金流的影响，而相应的战略行动主要集中于两个方面，即改变与贸易伙伴间的支付协议和推进财务处理自动化。支持这些战略行动的最关键的技术要求或功能（即关键推动因素）则为连接各方的自动化交易平台和电子支付手段。
（二）不同绩效水平企业的对比分析
Aberdeen主要使用应付款发票处理时间、应付账款周转天数和平均采购成本变化这三个关键的绩效指标来区分供应链金融应用领域中的领先企业、业内平均水平企业和落后企业。它们是衡量供应链中资金流动和使用效率的关键指标，也是影响供应链在复杂多变的市场环境下能否健康高效运作的重要因素。
不同类型企业的绩效水平比较具体如表2所示。其中，应付款发票处理时间衡量了企业制定相关决策时的灵活性大小，如处理时间越短，企业根据当前的现金持有情况决定是否在折扣窗口期内支付款项的灵活性就越大。应付账款周转天数展现了企业优化其资产负债表或最大化其现金持有量的能力。平均采购成本的变化则反映出了应付账款周转天数的优化是否牺牲了采购成本，绩效水平较高的企业通常具有较高的应付账款周转天数，同时也使其平均采购成本不断下降。
另外，Aberdeen还在2011年8月专门针对供应链中的资金流处理情况进行了调查，这些被调查企业在发票接收、审核、支付和审计等各个环节的绩效表现都具有较大差异，具体如表3所示。
在上述调查[4， 5]中，被访企业还强调了第三方合作机构对于绩效水平的影响。在买卖双方的实际交易过程中，由于金融机构等第三方的加入，如果这些第三方机构可以很好地协调双方贸易关系等相关事宜，如下游分销商可以延长账期，上游供应商可以提前拿到货款等，则能更好地促进贸易的顺畅进行以及降低交易成本，从而提升相关企业的绩效水平。由此可见第三方合作机构在供应链金融业务中的重要地位和作用。
三、供应链金融成功实施的关键要素
供应链金融业务在国外发展已达到了一定阶段，许多还未采取相应行动的企业也已跃跃欲试。当前国际业务重组及供应链间的竞争迫使企业和银行以及其他金融机构都把目光投向这一新兴领域。具体地，促使这些企业开展供应链金融业务的主要外部压力如图1所示。可以看出，市场需求波动对企业现金流的影响和贸易伙伴的违约风险是其中的两大重要因素。相应地，加强资金流动性管理和供应链可视化成为实施供应链金融方案以解决这些主要外部压力的重要途径，实际上这两方面也已成为构建一个强健的供应链金融系统的重要基础[6]。
（一）资金流动性管理
资金的流动性是指将资产变现的速度或能力，它决定了企业在较短的时间内能够完成交易或其他相关事项的支付能力。通常用企业流动资产或营运资金及其在总资产中所占比重的大小、流动比率和速动比率等财务指标来衡量资金流动性的大小。一个企业的资金流动性较低，则意味着它的短期偿付能力较低，存在到期债务难以履约的风险。而企业的资金流动性越高，则其短期偿债能力越强，在资金市场中的信用地位也较高。另一方面，资金流动性越高，表明其流动资产占用越多，又会影响其营运资金周转效率和获利能力。因此，资金流动性管理需要根据企业实际的生产经营需要，合理安排资金收入与支出。
Aberdeen强调[6]，资金流动性管理要放在整个企业以及供应链的运营管理之中，不能只兼顾局部效益。归根结底，减小营运资金周期（Cash Conversion Cycle，CCC）、提高资金利用效率才是资金流动性管理的最终目标。根据营运资金周期计算公式，即营运资金周期（CCC）=应收账款周转天数（DSO）+库存周转天数（DIO）-应付账款周转天数（DPO），为减小营运资金周期，可以从减少应收账款周转天数和库存周转天数，以及增加应付账款周转天数三个方面进行优化。但在供应链金融业务中，并不能简单地追求某一单一指标的优化，如某一企业尽可能地拖延应付账款，则可能会导致其上游供应商陷入资金困境，进而延迟原材料采购，缩减生产存货，给后续产品的按时交付和供应链持续运营带来了更大风险。这种将供应链上下游企业利益置于对立位置而进行的资金成本转移并不是最优的供应链运作模式。因此，各企业应结合其自身以及整个供应链的运营情况来寻求最优的解决方案。
实际上，资金流动性管理正是供应链金融所关注的焦点[6]。对供应方而言，他希望获得资金以确保一定量的库存，同时又想要最小化贷款成本；对买方而言，他希望获得最佳的付款条约，并且会权衡提前支付所带来的折扣和现金投资收益两者之间的差别。但对买卖双方而言，他们都希望能够确保资金有效涌向供应链的各个阶段。供应链金融正是在这一背景下，致力于通过一系列解决方案来为供应链中各方提供有效的资金流动性管理。
利用信息技术手段，加强电子支付与自动化交易，提高现金流的可预见性则是其中最重要的一个方面。Aberdeen在专门针对资金流动性管理的调查分析报告[7]中认为，电子支付与自动化交易应用水平越高的企业在应收账款周转天数、现金流预测的准确性、发票处理时间、发票处理成本等方面均具有更好的绩效水平。领先、业内平均和落后三类不同绩效水平企业的电子化交易方式采用情况具体如图2所示。
基于上述调查与分析，对于加强资金流动性管理，Aberdeen给出了如下总结性建议[4]：规范与流动资产相关的事务处理流程及政策；实现流程自动化处理以减少审批周期；继续提高采购订单、发票及支付的电子化处理程度；积极监控企业运营中的平衡结余及现金流，为企业决策提供有价值的数据与信息支持。
（二）供应链可视化
如前所述，促使众多企业践行供应链金融理念的一个重要外部压力来自于供应链中可能存在的各种风险。在Aberdeen公司2013年2月的调查中，企业高管们表示每5次交易中，就平均有2.84次存在货物仓储及运输风险，而信用风险则达到了3.69次[6]。因此，通过增加对供应链的可视性化监管，提高整条供应链的透明度和可控性，成为降低贸易风险的首要策略。而全球供应链日益增长的复杂性以及为满足顾客需求而对供应链运营的及时性和准确性要求，也使得各大企业越来越重视供应链可视化。
所谓可视化，即将数据或信息通过图形化、影像化、虚拟现实等易为人们所辨识的方式形象直观地表现出来，以便我们更好地理解、挖掘、利用其中有价值的信息资源。而供应链可视化，一般认为就是利用信息技术，采集、传递、存储、分析、处理供应链中的订单、物流以及库存等相关指标信息，按照供应链的需求，以图形化的方式展现出来[9]。在供应链金融解决方案中，除了传统的主要针对供应链物流及订单处理的可视化之外，供应链可视化还强调对整个供应链资金流的可视化监管。
Aberdeen的调查[10]表明，供应链可视化程度越高的企业对于供应链风险的掌控能力越强，其供应链运营绩效水平（如订单准时交付、到岸成本、供应链运营成本收益占比等）也越高。其中，绩效水平领先（前20%）企业对终端客户的关键事件具有的在线可视性是其他企业的2.44倍，能够对供应链风险进行正规化管理的可能性是其他企业的1.92倍，找出当前供应链可能存在的风险并对其进行分析的可能性是其他企业的1.78倍。
然而，加强供应链可视化则意味着企业对其贸易伙伴更加了解，特别是与之相关的事务流程和信息均在其可视化掌控中，如对采购订单及发票的处理、库存及在途货物的监控等，提高了相关企业运营的透明性，这可能一定程度上降低了供应链中处于从属地位的企业参与可视化流程运作的积极性。2013年Aberdeen的调查报告[6]显示，当前仅有16.7%的被调查企业已运用能够将买卖双方及金融机构组合在一起的独立平台，但有50%的被访企业表明未来将计划实施运用；而供应链金融业务决策者能够容易地获取外部贸易伙伴的财务信息的企业为零，但58.3%的被访企业计划推进这一工作；具有评估贸易伙伴资金成本能力的企业也为零，但41.7%的被访企业计划加强这一能力。由此可见，虽然供应链可视化还处于初步发展阶段，但加强供应链合作、提高供应链可视化程度，特别是资金流和财务信息的可视化与共享，仍然是未来供应链金融发展的一个重要趋势。
四、对促进国内供应链金融发展的启示
国外供应链金融领域的发展经验，以及Aberdeen公司基于大量事实调查而提出的思想理念与解决方案对于我国该领域的发展具有重要的启示和借鉴意义。结合当前我国该领域的发展现状，我们认为Aberdeen上述研究成果对于促进国内供应链金融发展的启示主要有以下三个方面：
（一）拓宽对供应链金融领域的认识
在实际业务中，我国供应链金融的发展具有以下两个显著特点，一是国内银行供应链金融发展的初始动因是缓解中小企业融资难题，以中小企业为切入点，为其提供自偿性贸易融资，进而引申出与中小企业所在供应链中的大型核心企业在供应链金融方面的合作，即标准的“N+1”模式；二是其业务品种方面主要集中在存货和预付款融资领域[11]。
而根据Aberdeen的调查研究，国外企业开展供应链金融业务主要追求两个目标：用更先进的技术处理应收账款、应付账款以及其他金融贸易相关文件；通过创新性的金融制度为企业寻求更低成本的供应链融资，并通过运用技术手段使这些创新成为可能[2]。总而言之，Aberdeen认为供应链金融关注的焦点在于：通过为贸易伙伴提供融资及支付方式的选择，使他们的交易过程更加简约、低成本化，而这种在贸易伙伴之间达成的融资及支付方式，旨在改善每个企业的融资和交易环境[4]。
可以看出，国外供应链金融业务的发展，除了考虑从供应链外部为企业寻求低成本的融资方式，更注重供应链企业间通过更紧密的合作和技术方案的支持来加强供应链的资金流管理和风险控制，从而降低供应链整体的资金成本。而目前我国的供应链金融业务还主要集中于与商业银行间发生的供应链融资，其他方面尚未受到足够的重视。
不管是对于商业银行、保险公司等金融机构，还是中小企业、核心企业及物流服务商等供应链参与者而言，拓宽对供应链金融领域的认识，积极探索有效的供应链金融解决方案，都将为其提供更多的机遇和价值。例如，金融机构除了提供传统的供应链融资业务外，还可以在供应链资金流管理中提供更多的中间业务服务，如支付结算、应收账款清收、财务咨询等；供应链企业除了寻求外部融资外，还可以通过供应链内部更有效的财务供应链管理[12]方案来解决资金压力，降低供应链整体的资金成本。
（二）加强电子支付、提高供应链可视化程度
如前所述，资金流动性管理和供应链可视化是供应链金融成功实施的两个关键要素，也是构建一个强健的供应链金融系统的重要基础。然而，这也正是目前国内供应链金融发展中相对薄弱的环节。
虽然我国企业信息化已取得了长足进步，但仍然处于初级阶段。据调查，截至2010年底，我国仅只有5%的中小企业信息化水平处于全面集成应用阶段[13]；截至2013年底，全国开展过在线销售的企业仅为23.5%，开展过在线采购的企业比例仅为26.7%[14]。基本信息化水平的发展滞后将严重制约供应链金融实践中关于加强资金流动性管理和供应链可视化所需的更复杂技术方案的应用，成为供应链金融方案实施的障碍之一。
鉴于目前国内大多数企业的信息化水平现状，我们认为供应链金融应用可以从在供应链企业间推动电子支付和自动化交易手段开始着手，加强企业资金流动性管理；在此基础上，进一步推动供应链可视化管理，不仅是对物流的可视化，最终还将实现对供应链资金流和财务信息的可视化与共享，从而在整个供应链范围内实现资金的优化利用。
当然，加强电子支付、提高供应链可视化程度还离不开金融机构、电子商务平台等第三方合作机构的支持。从国外经验来看，供应链金融解决方案需要金融机构为供应链企业间的资金流动提供中间业务服务，而支撑技术方面的发展趋势则是企业间电子支付与自动化交易平台的集成，包括电子发票出具及支付系统、企业资源计划系统、供应网络、在线电子支付、电子采购订单等技术方案的支持[4]。
（三）探索自由贸易环境下的供应链金融创新
2013年9月，中国（上海）自由贸易试验区正式挂牌成立，这是我国顺应全球经贸发展新趋势，更加积极主动对外开放的一项重大举措，对于促进贸易和投资便利化，推进金融领域创新具有重要意义。供应链金融作为传统贸易融资的延伸和拓展，无疑也将在自由贸易环境下获得新的机遇和发展。
自自贸区成立以来，各金融机构争相入驻，并将供应链金融作为其一项主要业务内容，如中国银行、上海银行。对于商业银行、保险公司等金融机构来说，随着自贸区的发展和更多跨国企业总部、营运中心向国内或自贸区转移，他们不仅将面临大量的供应链融资需求，还将面临更多的财务供应链管理业务需求。金融机构一方面需要结合自由贸易环境下的跨国供应链创新供应链融资产品；另一方面，还要设计、开发服务于跨国贸易中供应链企业间资金流动管理的中间业务，降低企业资金成本和国际贸易风险，而这正是目前我国供应链金融发展中尚未受到足够重视的地方。
此外，对于跨境电子商务、航运物流、供应链管理等服务企业来说，自贸区的成立和发展同样为其参与供应链金融业务提供了更多机会，同时也对其提出了更高的要求。由于国际贸易和国际供应链管理面临更加复杂的外部环境，通过加强资金流动性管理和供应链可视化掌控来降低供应链风险将会更加受到供应链企业的重视。这些服务企业可以从电子平台与技术支持、物流监管、货物进出口业务等方面为供应链中的资金流动性管理及供应链可视化提供支持。
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——施耐德电气中国食品饮料行业全国经理何晓柯
5月21日，中粮集团旗下的中粮工程科技有限公司（下称中粮工科）与施耐德电气在上海签署了合作框架协议。根据协议，中粮工科在其总包项目中将选用施耐德电气全系列配电及工业自动化方案，中粮工科和施耐德电气将共同开发推广粮油加工、粮食仓储物流信息系统和能源管理系统，以帮助中粮工科增强自身实力及品牌影响力，同时助力中粮集团提升企业综合竞争力，促进全产业链战略落地，为中国食品饮料工业升级转型树立典范。
施耐德电气一直以来是以全球能效管理专家的形象被大家所熟悉，而在食品饮料行业，施耐德电气作为配电及自动化领域的领导者，能够提供完整的行业解决方案，与全球各大食品饮料巨头保持着良好的合作关系。施耐德电气具体可以为食品饮料行业提供哪些服务？食品行业是如何实现价值链可视化管理的？带着这些疑问，本刊记者采访了施耐德电气中国食品饮料行业全国经理何晓柯先生。何晓柯先生自2005年加入施耐德电气以来，担任了多个管理职位，现在致力于为食品饮料企业提供可视化的全价值链管理工具，帮助客户实现食品安全，卓越运营，精益能效及可持续发展。
记者：我们知道，施耐德电气的业务涉及石油天然气、海事、医疗等众多领域，并且2008年奥运会、2010年世博会贵公司也都有参与，请您介绍下施耐德电气可以为食品饮料行业提供哪些服务？
何晓柯：食品饮料行业是施耐德电气全球十大重点投资行业之一。在食品饮料行业我们致力于为客户打造可视化的运营管理平台，从优化生产运营，提高能源效率到配电、过程自动化、机器自动化、楼宇监控及数据中心的各个环节。在食品安全管理上，从原材料的采购运输到生产过程及最后的分销运输我们可以提供全程的管理及监控方案。
比如在食品饮料的生产过程中，生产线上配备的自动化控制与生产监控系统将保障生产流程符合食品安全法规，相应的门禁安全系统与视频监控系统则将实现对整个生产过程的控制管理，杜绝人为因素对食品安全造成的干扰。
若把食品通路看成完整的价值链，从源头的原材料到终端的销售，整个流程都需要一套完整的信息化系统来支撑食品安全，施耐德电气拥有的管理平台可以提供从农场到餐桌的全价值链可追溯，与施耐德电气EcoStruxureTM能效管理平台结合，使消费者能够了解自己所购买产品的原料及生产细节，以实现整条价值链的可视化监管。
记者：您刚才介绍到价值链的可视化管理，那么可视化管理指的是什么？目前在中国企业中应用状况如何？
何晓柯：可视化管理能够让管理者有效掌握企业各类信息，基于大量的信息和辅助分析做出最优决策，实现管理上的透明化、精细化与可视化，这样的管理效果可以渗透到企业生产运营、供应链管理、客户管理等各个环节。
在中国，很多食品企业是采购一条链，生产一条链，下游的分销运输及ERP系统也是一条链，人事财务又是在其他部门。对管理者来说都是单独的板块，而没有建立内在联系形成有机的整体，这就是为什么很多食品饮料巨头目前都提出产业链整合。在这个过程中，把物理层面的工厂、生产线放在一起相对容易，但是要让这些分立的系统产生协同效应却很难。在管理上缺乏可视化工具，造成了企业60%的时间在“灭火”，而在考虑长治久安问题上花费的时间却很少。国外成熟的业务模式仅花费20%时间“灭火”，将60%的时间用在持续改进，剩下的20%则用在长期战略规划上，这正是当前我国食品饮料工业在管理理念上需要改进的。
记者：针对食品饮料行业价值链的可视化管理方式，施耐德电气有什么具体的技术方案？
何晓柯：我们在食品饮料行业重点打造的管理平台是EcoStruxureTM，该平台全面整合了施耐德电气在电力、工业、建筑楼宇、数据中心及安防五大领域的专业经验，为食品饮料行业客户提供专业的解决方案。从物理层面上可以细分为两个部分，一个是上层的管理平台，一个是下层的子系统。子系统包括生产过程的控制、电力的分配、安全的监控、楼宇的控制以及数据中心的运营。子系统可在上层的管理平台统一调度下结合为有机的整体，满足客户的可视化需要。借助EcoStruxureTM能效管理平台开放、灵活的优势，施耐德电气可实现“从农场到餐桌”的完整价值链解决方案，为企业管理层提供可持续发展决策工具，打造可视化、透明化、一体化的信息流和管理平台，帮助食品饮料企业打造全产业链竞争优势，获得不断降低的能耗指数及持续改进的生产效率。
记者：价值链的可视化管理方式确实是整个食品行业所缺乏的。但中国的食品饮料企业也面临着困境，一方面是食品安全要求提升，另一方面是企业成本的提高，而且还要应对市场上的恶性竞争。如何看待这一问题？
何晓柯：的确，当前企业面临一系列的困境。一方面是产品销售越来越困难，竞争越来越厉害，消费者口味越来越多样，还有渠道通路对厂商的成本压力也越来越大，另外一方面是原材料价格当前持续上涨，造成企业的盈利空间越来越小。所以有效持续提高企业利润的办法必然是降低成本提高效率。成本主要包括以下几方面，原材料成本，能源成本，生产成本。施耐德电气正是致力于降低客户的能源成本，提高生产效率，以此提高客户的整体利润率。我们提供给客户一个全局的解决方案，而不仅仅单独关注于某一块。从流程设计上我们必须从整体的规划上来考虑，而这恰恰是中国食品饮料工业面临的一个很大的挑战。
同时，中国食品饮料企业在危机面前缺少必要的沟通交流，以最近的一系列食品安全事件为例，如果企业有丰富的数据支撑将避免很多问题，也将得到公众的信任。人可能会造假，系统产生的数据置信度却非常高，如果企业的决定或结论都是可以用数字来证明，则不仅能帮助企业做出决策，在企业社会形象上也会带来巨大的益处。
关键字：可视化；网格计算；体绘制；面向网格的可视化
AbstractScientificvisualizationisaprocesswhichinvolvesmassivedatasetsandhighlyintensivecomputation.Withthedevelopmentsofcomputerhardwareandnetworktechnologies,Scientificvisualizationhastransitedgraduallyfromtheparallelcomputationtothedistributedcomputationofgrid-enabled.Gridfavorsanewresearchdirection,i.e.，grid-enabledvisualization.Inthispaper,researchcontents,application，develop-menttrendandresearchdirectionofgrid-enabledvisualizationisintroduced.
KeywordsVisualization；GridComputing；VolumeRnedering；Grid-enabledVisualization
1．引言
科学计算可视化(VisualizationinScientificComputing，VISC)是20世纪80年代随着计算机技术的迅速发展而出现的新兴技术，其基本思想是“用图形和图像来表征科学计算数据”,来发现和理解科学计算过程中各种现象。科学计算可视化作为一种计算和数据密集型应用，往往需要较高的硬件配置，并常常利用并行技术进行加速。［1］随着计算机硬件和网络技术获得长足发展，图形硬件性能急速提升，科学计算分布范围不断拓展，计算规模不断扩大。网格技术就是在这种条件下产生的一种面向互联网的分布式计算方式，它是传统的并行计算和分布式计算在深度和广度上的拓展。其目的是利用分布在网络上的存储和计算资源，通过对它们的动态组合为解决超级计算问题提供支持。虽然网格技术仍在发展之中，但它所提供的资源汇聚、自治协调等功能将使得可视化应用在更广的范围内进行数据存储和计算，更好地与科学计算程序集成，并让更广范围的用户通过网格以远程或协作方式使用可视化应用。面向网格的可视化己经成为可视化领域的一个新的研究方向。
2．面向网格的可视化主要研究内容
面向网格的可视化，其含义是受网格支持的可视化，或网格驱动的可视化，指的是利用网格的功能，为并行/分布式可视化提供基础性支撑。图1为面向网格的可视化说明示意图。网格技术支持互联网范围的可视化应用，它对于可视化应用的意义有以下几个方面。［2］［3］
第一，随着科学计算应用的发展，可视化数据集的存储量和计算量不断增大，而网格技术能够通过动态的资源组织满足数据存储和计算的要求，它能提供自治和动态的资源管理，实现数据采集、存储和计算的分布，因而可以利用更广范围内的资源，增强人们理解和使用科学数据的认知能力，扩充海量数据处理的能力，延伸人类科学活动的范围。
第二，可视化应用的高资源需求性必然限制其可访问性，近年来，虽然PC处理器和图形硬件的性能在以惊人的速度成长，但是仍然难以处理较大型数据的绘制，因此，长期以来，大数据量的可视化应用只能运行在高端并行计算机和PC集群上，往往需要远程使用。随着互联网的普及，远程可视化的空间进一步扩大了。与基于Web的远程可视化相比，网格提供了一个更为统一的资源共享和使用平台，在这个平台上协调各种资源提供远程可视化服务存在很多新的挑战，因为需要处理数据、计算和显示等多种类型的分步。
图1面向网格的可视化说明示意图
第三，作为一种分布式可视化应用，面向网格的可视化应当支持多用户多任务，多个不同用户应该可以同时使用系统而互不干扰，同时每个用户又可以提交多个任务。另外，面向网格的可视化还应该为多用户间的协同提供支持。协同也是网格的一项重要特征。网格提供虚拟组织支持，这种虚拟组织的概念除表现为资源的虚拟化外，更突出表现为多个用户之间的协作。
第四，科学计算和可视化都是网格的主要应用对象。可视化通常是科学计算的后续处理步骤，为了更好地对科学计算结果进行可视化和驾驭，需要在可视化流程和科学计算过程之间进行协调和集成。通过这种集成可以更好地获得反馈并进行控制，提高资源的利用效率，方便问题求解环境的构建。
3．面向网格的可视化的探索及应用
由于科学计算可视化对于科研和生产的重要作用，面向网格的可视化己经成为一个新的研究方向，IEEECopmuterGraphics&Applications杂志为此在2003年3月出了网格可视化专专辑。美国，欧洲等在面向网格的可视化领域进行了较多研究，这些研究的侧重点有所不同。
3．1基于网格技术支持的并行体绘制的研究应用。如美国爱荷华大学的Knosp等人提出了一个基于网格的体绘制框架［4］，他们使用Globus的资源管理、信息服务和数据传输工具支持并行体绘制框架；另外美国德克萨斯大学奥斯汀分校的计算可视化中心(CCV，ccvweb.csres.utexas.edu/ccv/)在己有的远程并行绘制系统的基础上使用Globus添加网格支持，在他们的设计中，可视化服务的实现由各个可视化服务器完成，并通过Globus的网格服务向用户提供可视化服务。
3．2基于网格技术支持的可视化软件的应用。如美国犹他大学科学计算研究所曾将他们的可视化问题求解环境SCIRun与NetSolve结合［5］。英国利兹大学和英国NAG公司等共同进行了GViz项目［6］，其主要目标是为NAG公司的可视化软件IRISExplorer增加网格支持，实现可视化与仿真的联合、计算驾驭、多用户协同等功能。
3．3侧重于大规模数据集传输的网格可视化研究及应用。如美国LawrenceBerkeley国家实验室（LBNL）的Bethel等人使用UDP协议为Cactus设计了一个处理太（T）字节数据的并行可视化后端程序Visapult［7］。美国南加利福利亚大学的Thiebaux等人也对网格环境下海量数据的并行输入/输出处理进行了深入研究[8]。
3．4面向网格的可视化中间件和体系结构的研究及应用。如荷兰阿姆斯特丹大学等单位在Globus上建立了虚拟实验室网格中间件VLAM-G[9]，它是一个完整的面向网格的科学计算及可视化中间件和工具包.德国的爱因斯坦研究所（Cactus[10]的开发机构）和柏林Zuse研究所等联合进行了GriKSL项目[11]，其目的是将使用Cactus的科学计算与可视化应用联合起来，为大规模数据的科学计算提供远程可视化和驾驭服务.美国高级计算基础设施合作组织（NPACI）正在协调其成员联合开发适用于超级计算的可视化工具（vistools.npaci.edu）和可视化服务（visservices.npaci.edu）.此外，美国伊利诺斯大学香槟分校的国家超级计算应用中心（NCSA）也正在实施网格相关的可视化服务计划.欧洲CrossGrid项目开发了一个网格可视化中间件GridVisualisationKernel[12]，其目标是提供通用的可视化服务，将仿真程序和可视化连接起来并支持多种显示设备.
在面向网格的可视化领域内，国内也正在进行着相关的探索，如浙江大学CAD&CG国家重点实验室在2004年完成了GVis的初级原型系统，并对面向网格可视化领域的研究作了初步总结。基于此通过分析比较国内外研究工作，后来提出并实现了一个面向网格基于Java的交互式远程并行可视化体系结构和系统Gvis[13]，GVis由网格支撑层、可视化层和网格门户层组成，是一个基于Glbous的交互式远程并行可视化系统，系统具有良好的交互性、跨平台性和可扩展性。该体系结构（如图2所示）与国内外面向网格可视化系统相比具有层次少，各层功能独立，可扩展性、交互性和跨平台性好等特点，支持面向网格的交互式并行可视化和远程可视化，并可在进一步的扩展中支持协同可视化。是一个较为全面的面向网格的可视化系统。
图2基于Java的Gvis体系结构
4．面向网格的可视化的发展方向
面向网格的可视化需要充分利用己有的研究成果，并在广度、深度、通用性、互操作性和标准化方面更进一步。网格对于可视化的推动作用，在现阶段并不主要体现在可视化应用性能的提高，而在于可视化应用方式的改变。简单地讲，面向网格的可视化可以支持更多的用户，在更广的范围内使用更大的数据量。面向把应把握这一趋势，在资源的动态性、异构性、多任务支持、可视化应用的交互性、系统的可扩展性等方向上做好面向网格的可视化应用研究工作。
5．总结
随着科学计算逐渐向网格计算方向发展，可视化也必然会适应这种变化，从传统的并行可视化走向支持网格、利用网格、服务网格的面向网格的可视化。当今，面向网格的可视化的研究具有一定的前瞻性.并取得了一定的成果，但在当前的硬件条件下，基于网格的可视化相比于传统的可视化还有欠缺之处。有待于我们在更深、更广的层次上基于应用背景更好继续研究和发展。
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核电站地下管网多达20个，在全厂都有布置，全长几十公里，是一个复杂的综合系统工程。地下管线和廊道的布置应考虑厂区总体布局的合理，根据生产工艺特点、管线和廊道的性质及不同的技术要求，合理选择管线和廊道的布设方式、走向、间距与布设宽度，力求达到经济、合理、安全生产的目的。地下管网分为：可通行地沟、不通行地沟、直埋管线。根据管线的种类、规模及地质、地形条件，选择以廊道为主，直埋为辅的布置方式。核电站地下管网的施工是一项十分复杂的系统工程，如果没有科学的进度管理方法，以及合理的人力、机械、材料、施工组织工艺和方案、场地安排，就会出现施工混乱的局面，最终导致工期延误、工程变更索赔费用增加，施工质量和安全文明形象也难以得到保障。
2传统进度管理方法
2.1传统进度管理方法介绍对于核电站地下管网工程，按照二、三、四、五、六级进度分级控制，依靠施工单位的月报、双周协调会来跟踪进度执行情况并协调施工中遇到的问题。先由总承包商编制二级进度或专项进度，对地下管网按区域和廊道、管线制定土建活动、持续时间（开工、完工时间）、逻辑关系；再由核岛土建单位、常规岛土建单位、BOP土建单位依据各自的合同范围和施工组织设计编制各自负责施工的廊道、管网的详细施工三级进度及四、五、六级进度。在二级计划层面，对进度的跟踪应注意点和面两方面的控制。点的控制就是对二级里程碑、合同里程碑等控制点的完成情况进行控制。面的控制主要是指土建工程实物量（廊道施工长度、管线敷设长度），比较实际完成量与计划量之间的偏差。在三、四、五、六级计划层面，主要靠双周或周协调会来跟踪，由总承包商与各分包单位分别召开会议商议计划执行情况、协调解决施工中遇到的问题。
2.2存在的问题
2.2.1施工单位之间进度接口问题
按照合同划分范围，地下管网工程由核岛土建单位、常规岛土建单位、BOP土建单位分包建设，各分包单位只负责自身范围的地下管网和廊道的施工和进度管理。在传统进度管理方法下，由于缺乏统一规划和接口协调管理，各施工单位的计划没有进行接口对接和控制，在公共区域的管网施工接口控制和协调统一会存在问题，或多或少会出现管网、廊道重复开挖，道路破坏，挖断地下设施，地下管网窝工和赶工，临建搬迁等问题。
2.2.2点面控制效果有限
由于二级里程碑和合同里程碑设置的地下廊道和管网一般为开始、完成时间，缺乏中间控制点，且跨越周期较长，预警不及时，一旦施工过程中发生延误将难以得到有效控制。土建工程实物量只对总数进行统计，计划量往往是承包单位预估量且可人为调整，科学依据不足；再加上施工单位瞒报或虚报情况的存在，面的控制效果不明显。
2.2.3地下管网的碰撞问题
核电站地下管网、廊道布置错综复杂，如此多的管网廊道，编制计划和施工实施时使用的仍然是二维平面施工图和总平面布置图。如果施工规划和设计不合理，随时可能出现碰撞、交叉的可能。在各个项目均发生过因管网廊道布置冲突导致被迫修改设计图纸或者调整施工走向的案例，地下管网的碰撞如果在施工前不解决或未被及时发现，在现场施工时发现地下管网碰撞将导致施工组织被动、工程进度延误，甚至造成成本增加、安全隐患，文明施工形象大大受损。
2.2.4公共区域管网的施工逻辑问题
由于缺乏有效的技术手段和施工单位各自为政，公共区域管网施工可能出现混乱局面，可能某区域先行开挖施工了A管网，过一段时间又被再次开挖施工B管网，甚至会出现较深的管网后施工或难以施工的情形。这是传统进度管理方法难以解决的问题。
3可视化进度管理方法
3.1可视化进度管理方法介绍
利用三维设计技术建立核电站地下管网、廊道的可视化平台，通过可视化平台结合Project的进度计划编制、动态跟踪功能，实现核电项目现场负挖、管网、廊道等土建施工的可视化进度管理。通过对可视化平台中各管网子项分段分区域赋予进度维度，根据施工单位的施工组织方案模拟施工逻辑，来验证计划编制的合理性。通过将现场实际形象进展、观测量等信息输入可视化平台，并通过计算机运算，全面模拟施工中的实际状态和计划状态，并标示不同颜色来实现进度计划的跟踪，以实现地下管网的可视化进度管理。3.2可视化进度管理的优点
3.2.1地下管网碰撞检查
可视化平台在设计阶段就可实现地下管网的碰撞检查，使地下管网施工图纸更加科学、合理、经济、可靠。可视化三维模拟功能可以彻底解决管网碰撞及布置不合理的问题，对后续设计变更控制提供保障。核电站地下管网、廊道、临时管线的走向、深度以及详细的空间布置应清晰明确，利用可视化管理平台实现地下管网三维显示和碰撞分析，以及对公共交叉区域施工逻辑的演示，则可以提前发现地下管网碰撞信息，提前修改设计图纸，规避设计变更和施工困难的风险。
3.2.2提升地下管网施工管理水平
核电站可视化进度管理平台，是地下管网三维模拟的验证平台和施工辅助管理工具，主要包括了施工进度规划功能、施工过程动态形象跟踪功能、施工技术控制功能。施工管理人员通过利用该子系统，可提前对地下管网的施工进度和施工方案进行规划和验证，从而有效的解决厂区道路、管网及廊道重复开挖和逻辑混乱等系列问题，以达到降低成本、提高工作效率、提升地下管网进度管理精细化水平的目的。
3.2.3地下管网施工图纸需求进度合理
通过可视化进度管理平台，可以演示地下管网的整个建设过程，从而为管网、廊道的分区分段图纸需求计划提供了依据，设计人员可以依据建设进度安排分区域、分段、分批提供施工设计图纸。
4两种进度管理方法的比较
核电站地下管网土建施工的两种进度管理方法对比分析。从中可以看出，可视化进度管理优势明显，计划的编制、跟踪、协调更加便捷，可以有效减少碰撞、重复开挖的问题。
5应用实例
正在建设中的阳江核电工程5、6号机组首次应用可视化方法对地下管网工程进行进度管理后，取得了显著效益，现场已减少重复开挖10多次、地下管网首次实现了零碰撞，核岛周边的道路比前期机组提前建成投用，现场安全文明水平大幅提高，各地下管网、廊道按期完成率提高了40%，地下管网及道路工程已累计节省投资500余万元。
6结论
【关键词】地下电缆；运维管理；三维可视化系统
我国电力企业信息化进程起步较早且发展速度较快，电网运行管理领域已建立了电网能量管理系统、配电管理系统、电网地理信息系统以及管理信息系统等高层次应用系统，但在可视化方面较为普遍采用的是单线图和二维地图相结合的模式。在高压、超高压电网的规划、运行、调度方面已开始应用三维可视化的技术手段，而在城市配网的三维可视化应用则处于起步阶段。
1.地下电缆运维管理现状
随着电力公司的不断建设与发展，电力设施数量越发变得庞大，尤其是地下电缆，它们纵横交错构成了十分复杂的地下电缆设施系统。在电缆的生产管理中，很重要的部分是对电力设施的管理。对于这样一个庞大系统的管理，如果采用手工管理方式，作为管理依据的文字档案及图形档案都存在纸介质上，数据和图纸是分离的，数据和图纸的更新很困难，一致性难以保证。手工进行数据检索，由于数据量大，信息分散，检索效率很低，几乎不可能根据所存数据进行综合分析，使得在规划或改造地下设施及管线时心中无数、图上无据。往往只能依赖具有一定实践经验或经历的工程、维护人员充任“活地图”，给地下设施建设、管理与维护带来极大困难。另外由于地下电缆的资料残缺不全、精度不高或与现状不符，造成在施工中时常发生挖断或挖坏地下管线，酿成地下设施损毁事故也屡屡发生，由此造成事故的直接与间接经济损失不可估量。
研究和采用新技术管理电网地下设施以替代传统落后的管理模式，使得地下电缆网络规划、建设与管理步入规范化、自动化、科学化的轨道，已成当务之急。对信息的处理和分析，计算机有得天独厚的优势，且三维可视化技术应用日趋成熟，因此，用计算机三维可视化技术实现地下电缆管理，不仅是迫切的需要，而且也是切实可行的。
2.三维可视化技术
三维可视化是用于显示描述和理解地下及地面诸多地质现象特征的一种工具，广泛应用于地质和地球物理学的所有领域。三维可视是描绘和理解模型的一种手段，是数据体的一种表征形式，并非模拟技术。它能够利用大量数据，检查资料的连续性，辨认资料真伪，发现和提出有用异常，为分析、理解及重复数据提供了有用工具，对多学科的交流协作起到桥梁作用。
20世纪60年展起来的基于计算机的地理信息系统开始形成时，就利用计算机图形软硬件技术，把地理空间数据的图形显示与分析作为基本的不可缺少的功能，GIS可视化要早于科学计算可视化的提出。GIS可视化早期受限于计算机二维图形软硬件显示技术的发展，大量的研究放在图形显示的算法上，如画线、颜色设计、选择符号填充、图形打印等。继二维可视化研究后，进一步发展为对地学等值面（如数字高程模型）的三维图形显示技术的研究，它是通过三维到二维的坐标转换、隐藏线消除、隐藏面消除、阴影处理、光照模型等技术，把三维空间数据投影显示在二维屏幕上。随着全球变化、区域可持续发展和环境科学等的发展，时间维越来越被重视。GIS可视化着重于技术层次上，例如数据模型（空间数据模型、时空数据模型）的设计，二维、三维图形的显示，实时动态处理等，目标是用图形呈现地学处理和分析的结果。
当前三维可视化的方法主要有：三维图片与地形结合显示、基于OpenGL的地物显示及地形显示、基于DirectX的地物显示及地形显示等。
三维可视化处理是研究地理信息三维可视化系统的重要组成部分，其核心是三维可视化工具，利用三维可视化工具进行三维图形的开发是地理信息三维可视化系统研制过程中至关重要的一步。目前在国内外三维可视化的主要软件有：ArcInfo、ArcView、MapInfo、MapGIS、SuperMap、GeoStar、MapX组件、3DMAX、Wavefront、VRML等软件。具备简单、灵活的建模能力和编程方法的三维可视化软件中，应用最广泛的有以下三种：开放式的国际图形标准OpenGL、将三维世界带入网络平台的VRML（Virtual Reality Modeling Language，虚拟现实建模语言）以及基于Java语言的三维图形技术Java 3D。
3.三维可视化信息系统
三维可视化信息系统是在三维图形数据库支撑下的可视管理系统，对有关三维图形数据库、关系数据库数据进行预处理、输入、存储、查询检索、处理分析、显示、更新和提供应用技术的系统。三维数字化地下电缆信息系统的建成，实际上是在计算机中建立了一座在数据仓库支持下的信息化地下电缆，从目前的技术水平来看，除了不能模拟仿真真实的工艺过程以外，其物理的和逻辑的形式与真实的地下电缆并无本质的区别。
三维可视化信息系统能够实现如下功能：
（1）实现分层管理功能，如：地下电缆、地上建筑以及厂区、生活区的地理与人文信息管理。
（2）实现检索查询功能，如：地下电力设施、地上建筑的建设情况，维护、维修记录，设计数据、安装调试数据等庞大的属性查询功能。
（3）实现空间分析功能，如：管道长度、面积计算、空间测距、任意剖面分析等功能。
（4）实现三维图形浏览功能，如：不同视角、不同层面展示地下电缆形状，展示丰富、逼真的走线及交错内容。
3.1地下电缆可视化
地下电缆等电力设施设备，敷设在地面以下，且电缆沟空间狭小，不容易展示。系统提供了快速制作电缆沟、电缆模型的工具，只要确定电缆沟的宽度、深度等参数，并结合地面高程，可快速制作出不同长度的电缆沟，并可选择是否安装侧挂，添加电缆、开关控制等。制作的电缆沟提供一个特定的开关功能，可以由用户自由选择是否开启地下展示模式。开启后，电缆沟上方的地面将打开，可以从多个角度查看沟内设备，并可以调整光照强度，增加视觉效果。
3.2电缆隧道可视化
电缆隧道相对空间较大，甚至可以允许工程师进入检查。而且每隔一定距离都会有出入口。因此根据电缆隧道的特性，对电缆隧道内容进行精细建模，真实反应电缆隧道内部的空间结构、侧挂的位置、电缆的走向等，用户可以在隧道出入口处模拟进入隧道内部查看的结果，全方位查看电缆隧道内部结构设施。另外系统还提供特定开关功能，打开隧道上层结构，以便整体查看隧道内部结构。
3.3线路及杆塔可视化
配网系统中线路及杆塔数量众多，而且多为架构部分，线路的走向和杆塔的分布跟地形地貌有着紧密的关系。针对这一特点，本系统在使用数字高程数据、影像数据、矢量电子地图数据制作地形三维，还原现场真实地形地貌的基础上，提供批量导入杆塔及自动摆放的算法，使得杆塔导入以后，根据地形的高程自动调整杆塔的高度；根据杆塔的类型、距离、位置，自动计算出杆塔之间的方位以及杆塔之间导线的弧垂度，并将线路分ABC三相用不同颜色增强显示。
【关键词】环网潮流；可视化安全决策支持系统；在线分析；辅助决策
一、前言
国内外电力系统的安全稳定性都是一个常谈话题，世界各国在经历了不同程度的大面积停电事故后，对安全预警和决策支持系统的研究逐渐引起了世界各国的重视。最早的安全预警与决策系统只包括数据采集和系统监控（SCADA），随着控制技术的发展，自动化程度更高的配电管理系统（DMS）和能量管理系统（EMS）逐步的被推广应用，但是当前的EMS系统仍然不能满足电力系统稳定运行的要求。而安全预警与决策系统，特别是三维可视化技术的应用可以很好地进行在线实时监测以及安全警报自动决策功能，使安全稳定性得到了很大提高。
在线潮流预测与可视化预警辅助决策功能模块就是以在线潮流预测为依据，通过对运行中的城市电网系统的合环潮流，进行快速的预测和计算，依据自动处理软件将系统的安全隐患实施检测和预警，并进一步作出辅助决策，调度员可以根据系统模块掌握最佳的合环点和合环操作时间，实现人机交互体验、集成化、智能化、可视化数据分析，在电力系统的运行管理中同样可以起到良好的作用，能够有效的节约成本，提高效益；降低事故灾害，预防事故发生；并能做出辅助决策。
二、电网安全管理现状分析
随着我国电网系统的并网运行，由于快速增长的用电负荷、电网布局的多样化以及不断更新的电网技术，电网用户的用电量差异和供电线路的潮流震荡等，使电网并网运行存在着很大的安全隐患。而现有的安全监测和分析决策手段又存在不足，传统的电网EMS系统的运行，比如跨区互联电网的运行方式和输送功率的变化带来的影响，对于我国例如：能量管理系统（EMS）应用软件在电网的安全管理上对于预警、在线评估方面还很欠缺，仍然局限于潮流在线“N-1”故障扫描分析阶段，在现代化大规模的互联电网结构运行中，这种安全管理系统在工作量和智能程度上都已经显现出一些矛盾。
可视化技术是一门新兴技术，是利用计算机技术实现了数据管理、网络技术、图形学、图形处理和人机界面的融合，可视化技术在国外的应用非常广泛，国内可视化预警与决策支持系统的研究应用起步较晚，国内电网如江西省电网、广东省网、广西电网相继部署了安全预警系统，并取得了显著成效。山西长治电力公司从2011年开始也在此领域进行了研究应用，并且都取得较好的效果。国内外对于电网运行的安全预警与决策支持系统的研究，主要是基于电网运行中的安全和稳定性方面存在的缺陷，自上个世纪七十年代以来的几十年来，世界各国发生的大面积停电事故屡有发生，这些大停电事故造成的社会损失和对电网的严重破坏是不可估量的。因此，研究电网的安全预警与决策支持系统，是各国电网安全运行的主要目标。
三、可视化安全预警与辅助决策支持系统的在线监测功能
1.实时态安全预警与辅助决策服务
对安全性能进行在线实时监控，并进行在线评估和适时地报警、预警以及辅助决策。系统从综合信息平台获取电网模型的实时信息，并经过系统拓扑分析、评估和不良数据辨识，然后系统自动启动对数据基础的依赖性相对较低的有功状态估计，以保证系统的正常运行。
2.预测态安全预警与辅助决策服务
利用实时态的母线负荷预测模型，根据其在一定时间之后负荷的分布情况，对母线负荷预测以及超短期负荷预测进行安全性能分析，对可能出现的运行中不安全状况进行预警以及控制措施的在线决策。
3.研究态安全预警与辅助决策服务
利用实际电网模型，截取实时断面或加载历史断面、研究方式来实现设定研究场景，分析电网存在的问题及隐患，然后进行预警和决策，同时还能够实现运行方式的校核。
4.在线潮流估计与状态评估
通过最优乘子法进行预想故障分析、短路电流计算与保护、负荷预测以及合环潮流的结果查询与预警辅助决策。
四、可视化安全预警与决策支持系统的应用
可视化技术的分析是建立在大量数据和字符基础上的，从数据中的规律的出的，从观察自然现象到模拟自然现象并分析模拟结果的过程。它包括以下应用功能：
1.实现节点等高线的可视化。将系统的运行状态通过节点等高线的形式直观地显现出来，首先构建节点三角形网、进行优化后内插同一运行数据等值点，然后追踪相邻关系等值点闭合、填充色块而形成等高线。2.实现图形和人机交互。它是一个交互性很强的系统，容易学习和掌握，易于维护，实现了图形的平滑无级放大，并且能够实时显示EMS图形系统。系统中的图元变化能够和数据库中的动态数据相统一，所以图形元件的实时显示是系统工况的动态数据真实反映，图形颜色和亮度的变化、闪烁频次等警示信号，都是系统的运行工况的实时反映。3.实时数据库管理系统。可视化系统的实时数据库在管理上具有非常严格的实效性，它有机的结合了实时理论与技术和传统数据库技术。在限定的时间范围内对不断变化的实时数据进行数据的分析与处理，保持了数据的一致性和完整性，解决了实时数据库模型的设计与实现、共享内存管理与数据存储、实时任务的处理及其并发控制，满足了访问数据的实时性和高效性。4.实时任务调度与管理。可视化预警与决策系统的结构较为复杂，数据对象和任务之间互相制约、互相依存，设计实现了任务的定时启停、启停条件的设定、指定任务之间的依存关系与实例化个数的约束等，实现了各个任务之间的嵌套、合并、通信和合作等功能。5.实施资源管理。包括数据存储形式的分类依据、数据库数据恢复与安全、共享内存的实现等功能。6.网络通信。实时数据库的网络通信通过流式传输、异地镜象、客户/服务器交互访问、报文广播、I/O调度等机制，满足了系统高效和可靠性的基本要求，实现了数据传输功能。对数据库通过强制刷新和定时刷新两种方式，就可以实现内存数据库与关系数据库之间的双向交流。
以上应用功能在电网运行中的安全预警与辅助决策中实现了正常状态辅助决策、静态安全预防控制、紧急状态辅助决策、预测态辅助决策功能，是现代电网系统中安全管理的科学管理系统。
五、结语
综上所述，山西长治电力公司的可视化安全预警与辅助决策支持系统的应用来看，该系统的应用具有十分重要的现实意义：（1）可视化技术有助于将过程一体化和流线化，并能使工程的主管和调度运行管理人员看到和了解运行过程中的参数变化，以及对整体的动态影响，极大地提高了数据的利用率。（2）对于在线数据分析的效率得到了极大提高，使诸如数据表格、离散采样的数据、非结构网格数据和多重半结构网格数据等，以三维的形式直观的反映出来，有助于工程技术人员快速做出正确判断和决策。（3）实现了人与数据、人与人之间的实时图像通信，使我们对于数据中隐含的现象更加清楚的认知，从而更快的掌握其规律，进行控制引导。（4）通过计算机辅助功能实现的可视化技术，为生产信息化系统提供有效的信息平台。
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关键词： 三维运动特征； 可视化校对； 系统设计； 姿态修正； 细节感知
中图分类号： TN911?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 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
随着计算机数字图像处理技术的发展，以三维可视化图像处理为基础进行运动目标图像的分析，实现对运动姿态的细节捕捉和姿态分析的能力。通过对运动三维图像的优化识别和可视化校正技术的研究，提高对运动目标对象的跟踪和计算机视觉识别的水平，在多媒体视觉下，采用图像特征采集方法，结合运动三维数据库和专家识别系统，能实现对被采集运动目标图像的细节动作特征分析，从而实现对运动三维目标图像的检验分析和指导。通过运动三维特征的可视化校对系统的设计，把图像处理算法加载到图像处理系统中，实现对图像的三维校正和细节捕捉感知，研究运动三维特征的可视化校对系统，在图像识别、动作特征分析以及身份的认证系统设计和视觉分析等领域都具有重要的应用意义，相关的系统设计方法研究得到了人们的极大关注[1?2]。
1 系统总体设计描述与功能器件选择
1.1 运动三维特征可视化校对系统的逻辑设计
为了实现对运动三维特征的可视化校对，在前期的三维特征提取算法设计的基础上，进行运动三维特征可视化校对系统的优化设计。系统开发分为硬件设计和软件设计两大部分。本系统所设计运动三维特征可视化校对系统与一般的信号处理系统不同之处在于它采用DSP进行运动三维特征数据的采样，通过动态控制增益进行三维数据的采集，时钟频率为33 MHz或66 MHz。在三维特征提取中，采用设备暂时接管基阵的阵列信号，进行运动三维特征的扩展总线并行收发，通过收发转换和功率放大器以及进行地址奇偶校验。根据系统的功能和技术要求，进行运动三维特征可视化校对系统方案设计以及硬件设计[1，3?4]，系统组成框图如图1所示。
运动三维特征可视化校对系统的设计思想是采用PCI 总线操作对运动三维特征信息进行数据收发设备的从属访问，系统设计的主要元件包括如下几个方面：
运动三维特征的计算元件（CE）：代表运动三维特征数据网格的计算资源。
运动三维特征的存储元件（SE）：通过局部总线向HP E1562E 8 GB发送数据存储请求任务，实现对运动三维特征数据资源的综合调度。
RAM缓冲区（RB）：捕获32 位地址/数据总线中的运动三维特征的可视化校对任务，根据用局部总线传输数据到HP E1562E，给每个任务分配适当的副本。
副本管理器（RM）：以采集数据到HP E1562D/E数据硬盘，在每个站点控制副本管理的传输，实现运动三维特征的可视化信息的差分输入和直流耦合。
根据上述系统总体设计思想，采用PCI9054的LOCAL总线设计方法，进行数据特征采集，用8个32位Maibox寄存器寄存运动三维特征的像素值信息，对运动图像进行特征提取，当初始化时，运动场景图像的亮点特征采样的时钟频率可达到50 MHz，系统自动将行为特征线性频率尺度提取值通过串行E2PROM进行配置校验，在C 模式下，选择Motorola 公司高性能 MPC850/86作为三维特征的可视化校验视觉分析系统，运动图像三维特征的可视化校验视觉分析过程可以用如图2所示的时序图描述，在PCI Initiator操作过程中，采用可编程逻辑芯片进行图像信息特征的谱分析，以此为基础实现系统的优化设计。
1.2 系统的设计指标和器件选择分析
根据上述总体设计思想和系统设计的总体架构进行系统优化设计。本文设计的运动图像三维特征的可视化校验系统的参数指标描述如下：
运动图像的Harris角点检测的频率大于200 Hz，寄存器基器件采用IEEE?488协议进行图像信息通信，E2PROM的配置采用VXI总线器件，采样频率不低于21 MHz，双路16位电流输出，VXI消息基器件具有电磁兼容性，通道输入范围为-12～20 dB，运动三维特征可视化校对的模拟滤波器HP E1433A使用新型可编程高通滤波器。根据上述设计指标，进行系统的功能描述和器件分析，运动三维特征可视化校对系统采用32位数据总线计算机模块进行图像特征采样和角点像素值分析。D/A芯片选用的是ADI 的ADSP?BF537。运动三维特征可视化校对系统具有高分辨率特性，可以精确控制高压，产生电磁辐射，外部晶体采用功耗280 W的有源晶振AD554进行图像降噪滤波，运动三维特征可视化校对的晶振电路如图3所示。
运动三维特征可视化校对的晶振电路经24倍频后抑制低频干扰，在晶振的输出端放置一个[0.1 μF]的电容，耦合到芯片底下，实现对三维特征的时钟波形提取。综合以上要求，运动三维特征可视化校对系统的器件选择了ADI公司的高速A/D芯片AD9225作为核心控制处理器，进行系统的硬件电路设计。
2 系统的硬件电路模块设计与软件设计实现
在上述进行了运动三维特征可视化校对系统的总体设计和设计指标分析以及功能模块构建的基础上，进行系统的硬件模块设计，系统的硬件模块主要有电源电路模块、三维特征数据加载电路模块、复位电路模块、A/D数模转换电路模块以及接口电路模块等，具体的设计过程描述如下：
2.1.1 电源电路
运动三维特征可视化校对系统的电源电路的D/A芯片选用的是ADI的串行D/A转换器AD5545，电源电路的内部时钟振荡器为ADSP?BF537，它是双路16位内核频率最高为126 MHz的D/A转换器，建立时间为2 [μs]，运动三维特征可视化校对系统电源电路选用频率为[25 MHz]、电压为3.0 V的电源层要隔离开采样时钟，通过AN收发器相连，实现系统的交流供电，电源电路模块设计如图4所示。
由图4可知，运动三维特征可视化校对系统的电源电路采用独立的看门狗输出，可视化校对系统的电源电路采用分立元件构成，其中低电池检测或者其他电源的检测为微分电路。当电源VCC上电时，DSP在1.6 s内随着电容C两端电压的增大而产生突变，所以OUT在上电时需要通过整流滤波振荡器进行线性调制，通过线性调频滤波进行振荡采样的复位，当复位有效，持续一段时间后，DSP采样BMODE2?0管脚，OUT变高，复位撤除，地址0x20000000执行DSP的工作。
2.1.2 三维特征数据加载电路模块
数据加载电路又叫程序加载电路，通过引导ROM进行程序加载，ADSP?BF537程序加载方式较多，本文对运动三维特征可视化校对系统设计过程中，对运动图像的三维特征数据程序加载模式分析如表1所示。
综上所述，得到本文设计的运动图像的三维特征的数据加载电路设计如图5所示。
采用表1所述的各个加载方式，结合本文设计的运动三维特征的可视化校对程序加载电路，进行运动三维特征的可视化校对。
2.1.3 复位电路模块
运动三维特征可视化校对系统的复位电路是执行系统的帧同步信号、运放AD8674输出的复位功能，运动三维特征可视化校对系统的复位电路采用CAN 8674为主控芯片，芯片采用的是4通道高性能运放数据交换，复位电路的带宽为10 MHz，使用ADUM1201进行3线制接口供电，AD8674产生输出范围为0～5 V，看门狗复位电路的输入端从外部16位存储器读取运动图像的像素角点检测特征值，从地址0x20000000执行0x00字节的时钟同步程序，E2PROM的输出口S0和输入口接一个上拉电阻，由此实现对三维可视化校对系统的自动复位，复位电路设计如图6所示。
2.1.4 A/D转换电路模块
运动三维特征可视化校对系统的A/D转换电路是实现对输入数据的数模转换，提供给计算机和DSP芯片可识别的原始运动三维特征数据。本文设计的运动三维特征可视化校对系统的A/D电路的分辨率为12位，最大采样频率为25 kHz，采用AD公司的高性能AD芯片AD9225进行设计，采样时钟由CLKBUF给出，ADG3301在输出端口的绝对电压满足：
A/D电路的设计需要减弱电源毛刺对模拟电路产生的干扰影响，实现单通道双向电平转换，根据上述设计思路，得到A/D电路的设计结果如图7所示。
2.1.5 接口电路模块
系统的接口电路是实现数据的输入输出以及人机通信等功能，接口电路是系统设计不可少的重要模块，本文设计的接口电路采用并联瞬态二极管TVS设计，接口芯片为82C250，CANH和CANL与地并联进行控制信号的输入输出，得到接口电路设计结果如图8所示。
在上述运动三维特征可视化校对系统模块化设计的基础上，进行系统的硬件集成设计，得到集成电路设计结果如图9所示。
2.2 系统的软件设计与程序实现
在上述进行了运动三维特征可视化校对系统的硬件电路设计的基础上，进行系统的软件开发设计，并结合前期的图像处理算法，进行程序开发，实现系统的完整设计。本系统的软件开发建立在Visual DSP++ 4.5软件开发平台基础上，Visual DSP++通过图形窗口建立运动三维特征的可视化编辑和校对窗口，通过指令流水查看器进行程序加载和数据分析，实现三维运动特征的可视化校对，在Visual DSP++的Simulator和Emulator中进行软件开发，通过Emulator，在Windows 窗口下优化ANSI C编译，程序开始后首先进行初始化，判断双缓冲区的A/D采样，执行同步串口0初始化，采用SPORT0_TCLKDIV寄存器产生帧同步片选信号，配置PORT_MUX寄存器进行可视化校对的程序特征输出，配置CAN_MBIM1进入CAN收发模式，采用PPI默认的DMA通道实现系统的人机通信和PPI数据读取，根据上述设计思想，采用多个传输单元间隔阵列分配校对，得到软件开发的流程如图10所示。
根据上述软件开发流程设计，进行运动三维特征可视化校对系统的软件开发和系统设计，最后进行程序加载，通过系统调试进行性能验证。
3 程序加载和系统调试实验
为了测试本文设计的运动三维特征可视化校对系统的性能，进行系统仿真实验，开发应用程序之前，定义系统文件，进行三维图像处理算法的程序加载，程序加载过程代码如下：
S根据上述程序加载结果，确定运动三维特征可视化校对系统的变量和数组，软件调试采用Tektronix TX3 True RMS MultiMeter，运动三维特征可视化校对系统的输出显示通过Agilent 混合示波器实现，得到系统对原始的三维图像的采集输出结果如图11所示，采用本文方法进行三维特征的可视化校对，得到校对输出结果如图12所示。
从图12可见，采用本文设计的系统能有效实现对运动三维特征的可视化校对，对运动图像的细节特征捕捉和提取精度较高，性能较好，展示了较好的应用性能。
4 结 语
通过运动三维特征的可视化校对系统的设计，把图像处理算法加载到图像处理系统中，实现对图像的三维校正和细节捕捉感知，在图像识别、体育运动训练指导、体动作特征分析等方面具有重要意义。本文提出一种基于多个传输单元间隔阵列分配校对的运动三维特征的可视化校对系统的设计方法，首先进行了系统总体设计描述和系统的架构分析，给出系统设计的功能指标，对运动三维特征的可视化校对系统的硬件部分进行分块化设计，对三维特征提取算法进行程序加载，基于Visual DSP++ 4.5进行软件系统开发，进行系统仿真实验。研究结果表明，采用该系统进行运动三维特征的可视化校对，具有较好的运动特征提取和细节分析能力与较好的图像处理性能。
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可视化是指人脑中形成某事物图像的一种心智处理过程(mentalprocess)。可视化技术是把计算机中的数字信息转变为直观的图形图像信息，使得研究者能够形象直观地观察到，即看到传统意义上不可见的事物或现象，同时还提供模拟和计算的视觉交互手段［2］。可视化技术是集科学与工程计算、计算机图形学、图像处理、人机界面等多学科和技术于一体的现代化技术。可视化的核心技术包括:1)将科学计算中产生的数据及结果转化为图形或图像;2)基于面向对象技术的图形用户界面的设计，即可视化建模的实现。可视化的过程模型如图1所示。三维可视化作为可视化的重要组成部分，侧重于以三维的手段反映客观世界，属于科学计算可视化的范畴［3］，在地学领域有着广泛的应用和发展前景［4-7］。三维可视化技术已经渗透到各个学科中去，如地理学、资源环境学、测绘学、海洋学、建筑学、生物医学等，它的应用为这些学科的科学研究提供了极其有用的帮助，促进了这些学科的发展。比如，三维可视化技术在建筑、交通、医学等领域的应用可以提高决策者的预见性，避免不必要的浪费和损失;在动画和虚拟世界领域，三维可视化技术带给了我们强烈的视觉冲击;其仿真技术的应用，提高了我们在医学手术实施、机械制造加工、矿物开采加工、水利设施建设等的精准度和效率。目前三维可视化技术已广泛应用于城市规划、电力、交通、矿业等各个领域，但在水利行业尤其是工程设计方面却很少［8］，三维可视化技术广泛应用于水工设计将大大提高水利水电工程建设的效率和研究水平。
2水利水电工程三维可视化技术
2．1研究现状
目前，水利水电工程设计已经开始从二维CAD设计逐步向三维CAD设计转变。计算机三维建模与可视化模拟技术已开始应用于水利水电工程的设计、施工等各个阶段，如枢纽布置、施工总布置等。天津大学的钟登华等［9-11］从单独研究水利水电工程地质、水利水电工程建筑物及水利水电施工三维可视化建模入手，逐步提出了对工程可视化辅助设计(VCAD)理论的构成体系和实现方法;黄河勘测规划设计有限公司的李斌等［12］、天津大学的顾岩［13］、广西河池水利电力勘测设计研究院的黄尚磊［14］提出了基于CATIA软件的水利水电工程三维设计方法;三峡大学的田斌等［15］、中国葛洲坝集团公司的陈立新［16］对三维空间数据、地形、地物模型的建立以及对施工过程三维模拟技术做了相关研究;武汉大学的陶铁铃等［17］、电子科技大学的魏鲁双［18］、河海大学的杨威［19］、天津大学的张社荣等［20］分别开发了拱坝、重力坝优化设计可视化系统。水利水电工程三维可视化设计已得到国内专家、学者越来越多的重视，并取得了一定的成果，但目前还未形成一套完整的理论体系和软件成果，整体上仍处于探索阶段。
2．2技术路线
按照工程设计流程，水工设计实现三维可视化就要求工程设计条件可视化，设计建模过程可视化，计算分析过程可视化和设计成果可视化。这里可视化是三维工程设计的核心，数字化则是实现可视化设计的基础。目前，地质、地物三维建模是水工三维可视化的基础和研究重点，当前这方面的研究工作主要包括地质、地物的三维空间数据模型，地质、地物模型的整合和匹配三方面。1)构造三维地质模型常用的数据结构包括NURBS结构、B-Rep结构、TIN模型等。基于以上三种模型，钟登华等提出了以NURBS结构为主、结合TIN模型和B-Rep结构的混合数据结构。徐卫亚等［21］提出了基于裁剪NURBS-B-Rep半边结构的三维混合数据结构。2)地物模型都属于静态空间数据结构，包括空间位置、形状和空间拓扑关系等信息［15］。区别于一般的几何模型，地物模型尚需反映其属性信息，并且要确保几何图形及其属性一一对应。对于大规模的地物建模而言，采取单一的建模技术是不能完善地对其进行描述的，针对不同的建筑物，应分别采用有针对性的建模技术，建立相应的三维可视化数据模型。常用的建模技术有实体CAD图形建模技术、特征建模技术和参数化实体建模技术。近年来，利用以上三种技术，许多学者都建立了相应的地物模型。刘东海［22］提出了交互式的参数化图形建模技术。李景茹等［23］提出了基于GIS三维实体化参数模型。蔡宜洲等［24］提出了元件装配法对水工建筑物进行组装式建模。3)地质实体是水利水电工程建设的基本载体，必须将地质模型和地物模型统一起来，才具有实际意义。地物与地形匹配常用的方法有两种［9］:方法一是直接将地物搁置在地形表面上，其优点是简单实用，缺陷是在视景显示时，会出现“争夺Z值”的现象，即同一个Z值上可能有多个面;另一个方法是在生成地形的不规则三角网格前提下逐渐加入地物模型，与地形整合在一起。要实现三维可视化水工设计，除了需要专业的水工知识和工程设计技术外，必要的计算机技术也是不可或缺的，最基本的包括:1)图形建模技术;2)交互技术;3)可视化技术;4)图形学技术;5)软件工程技术。三维可视化的设计有一定的过程，水工三维可视化设计的过程见图2。该图也可详细反映水工三维可视化设计理论和技术的构成体系。
2．3应用效果
地形地质三维可视化为水利水电工程建筑物选址、布置、设计和施工等各方面提供多方面可行的地质分析手段。更为重要的是，利用仿真三维实体技术建立的三维地貌可以实现三维模型的任意剖切分析;可对任意部位的体积、表面积进行精确的计算;可实现对山体进行旋转、切剖面、开挖等操作。三维设计在工程设计领域的应用彻底改变了二维图纸表现和三维实际形态之间进行思路转换的设计模式。它的应用将大大提高设计质量和效率。参数化工程三维模型不仅使工程建筑物建模变得简单易行，而且在工程方案需要调整修改时其更加快速、灵活、准确。已有成果的重复利用率大幅度提高，在减少设计错误和返工现象同时，又缩短设计周期，极大地提高了工程设计工作的效率和质量。工程精确数值模型的建立，使得精确计算坝体工程量、各坝段各截面的面积、各点的坐标以及体积变得方便快捷。对建筑物及地质分类建模后，不仅能够计算不同材料的用量，同时为概预算及施工期业主的材料供应计划提供科学的依据。采用三维动态布置施工平台，在设置明确的制约条件的前提下，能够方便准确地生成水利水电工程施工场地布置困难的地形相应的平面、剖面图。采用三维可视化模拟技术不但能充分、更直观地考虑多种可行方案，而且能快速、方便地进行进度分析，并能定量地分析各种施工措施对工程进度的影响。
2．4实例应用
在溪洛渡水电站，因思公司以C#开发语言和access数据库等为基础建立溪洛渡施工信息管理系统，它不仅在前期对大坝的整体进行三维可视化，还将大坝整体的细部构造分解出来，让溪洛渡工程的参建者可以很透彻地剖析溪洛渡大坝的各个细部，方便查看监测仪器埋设布置以及对细部的结构分析。
2．5应用前景
集成化、智能化、网络化、协同化是三维设计的发展方向。应努力实现远程协助设计、自动协同设计、集成协同设计，充分体现设计的团体性、交互性、协作性，建立跨学科的、以人际合作关系为基础、协同工作、合作设计的新格局。水工三维设计是工程设计的必然趋势，三维技术在机械、电子、航班、航天以及建筑等部门得到了广泛的应用。把三维设计应用到水利水电工程上，可以实现真正意义上的工程方案优化及多方案的比较，对于提高工程的技术指标和品质、降低工程造价、缩短设计周期、提高设计质量均可起到重要作用。
3结语
