Beschreibung
Verfahren und System zur automatischen Visualisierung von georeferenzierten Informationen in einem graphisch basierten Steuerungssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System mit einem graphisch basierten SteuerungsSystem sowie einem georeferen- zierten Informationssystem, in dem georeferenzierte Informa- tionen anzeigbar sind.
Bisher wird in der Leittechnik von elektrischen Anlagen, insbesondere von Energieversorgungsnetzen, einem menschlichen Bediener ein zweigeteiltes und prinzipiell entkoppeltes Steu- erungs- und Anzeigesystem bereitgestellt, wobei die entkoppelten Steuerungs- und Anzeigesysteme nicht oder nur sehr eingeschränkt miteinander interagieren.
Zur Steuerung von bestimmten Parametern einer elektrischen Anlage werden herkömmlicherweise so genannte übergeordnete Steuerungs- und Kontrollsystem, wie beispielsweise SCADA- Systeme (Supervisory Control and Data Access) , verwendet, die, zumeist mit einer redundanten Architekturkonzeption, eine fast' einhundertprozentige - zumeist zweifach abgesicherte - Überwachungs- und Kontrollsicherheit gewährleisten. Die graphische Abbildung des zu steuernden Energieversorgungsnetzes ist jedoch sehr grob und insbesondere im Hinblick auf die steuerbaren Komponenten des Energieversorgungsnetzes, wie beispielsweise Drosseln oder Leistungsschalter innerhalb ei- nes elektrischen Hochspannungsnetzes, abgestimmt. Die Entfernungen zwischen den steuerbaren Komponenten des Energieversorgungsnetzes entsprechen häufig nicht den tatsächlichen Entfernungen und die Verbindungen werden nur als einzelne -
zumeist nur als rechtwinklige - Linien im Gegensatz zum tatsächlichen Trassenverlauf der Verbindungskabel dargestellt.
Im Gegensatz dazu ermöglichen Geoinformationssysteme eine sehr detaillierte Darstellung der tatsächlichen Abständen und Größenverhältnisse der steuerbaren Komponenten und der Verbindungen, wobei schon alleine die Visualisierung der geoba- sierten Daten umfangreiche Rechnerressourcen verbraucht, so dass bisherige Geoinformationssysteme ausschließlich zur Dar- Stellung von geobasierten Daten mit einer entsprechenden, zumeist topologischen, Karte dienen.
So beschreibt die US 6,496,189 Bl ein Verfahren zur Darstellung von Datenblöcken einer dreidimensionalen Umgebung. Die Datenblöcke sind nach unterschiedlichen Auflösungen hierarchisch strukturiert. Eine Darstellungseinheit übermittelt ausgesuchte Koordinaten der darzustellenden Region, die eine bestimmte Auflösung in der darzustellenden Region, insbesondere entlang einer geplanten Flugroute, sicherstellt.
Die WO 2005/024667 Al offenbart ein Verfahren und ein System zur Verknüpfung von georelevanten Daten mit einem korrespondierenden Georeferenzpunkt in einem Geoinformationssystem. Insbesondere die gezielte Darstellung von lokal relevanter Werbung auf einer Karte wird gemäß der dortigen Erfindung so vorgenommen, dass nach der Eingabe von entsprechenden georelevanten Daten hinsichtlich ihrer Relevanz für den ebenfalls vorzugebenden Georeferenzpunkt verglichen und bei vorliegender Relevanz die georelevanten Daten bezogen auf den Georefe- renzpunkt dargestellt werden. Die WO 2006/074054 Al offenbart ein entsprechendes Verfahren zur Relevanzbestimmung der georeferenzierten Information und des Georeferenzpunktes .
Alle im Stand der Technik bekannten Verfahren und Systeme dienen entweder ausschließlich zur Darstellung von georefe- renzierten Informationen oder ausschließlich zur Regelung und Steuerung von elektrischen Anlagen, insbesondere von Energie- Versorgungsnetzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit bereitzustellen, in einem graphisch basierten Steuerungssystem ausgewählte georeferenzierte Informationen anzu- zeigen.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei ausgewählten georeferenzierten Informationen eine automatische Zuord- nung zwischen der ausgewählten georeferenzierten Information und zumindest einer im graphisch basierten SteuerungsSystem angezeigten korrespondierenden Information vorgenommen wird. Die bisherige Parallelität des georeferenzierten Informationssystems, beispielsweise ein Geoinformationssystem (GIS) , und des graphisch basierten SteuerungsSystem, beispielsweise ein SCADA-System, wird durch die vorliegende Erfindung aufgehoben. Die sonst nur im georeferenzierten Informationssystem vorliegenden Informationen werden - falls sie einen ausgewählten Inhalt besitzen - automatisch einer im graphisch ba- sierten SteuerungsSystem angezeigten korrespondierenden Information zugeordnet und damit verknüpft. Liegen damit im georeferenzierten Informationssystem ausgewählte georeferenzierte Informationen vor, werden diese direkt im graphisch basierten SteuerungsSystem angezeigt. Der menschliche Bedie- ner ist damit von einem ständigen Wechsel zwischen den beiden Systemen entlastet und kann ausschließlich im graphisch basierten Steuerungssystem agieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass im graphisch basierten Steuerungssystem die ausgewählte georeferenzierte Information direkt angezeigt wird.
Um einen menschlichen Bediener durch eine zu hohe Anzahl von Anzeigen von allen vorliegenden georeferenzierten Information nicht zu stark und permanent zu belasten, wird die Auswahl der ausgewählten georeferenzierten Information mittels eines Regel- und/oder Zuordnungssystems aus allen vorliegenden georeferenzierten Informationen von einem Rechnersystem vorgenommen, so dass ausschließlich gemäß des Regel- und/oder Zuordnungssystems relevante georeferenzierte Informationen im graphisch Steuerungssystem angezeigt werden.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass ein Softwareagent in Abhängigkeit von vorher definierten Regeln einen selbstständigen Programmstart durchführt und durch das gestartete Programm eine Zuordnung zwischen der ausgewählten georeferen- zierten Information und der im graphisch basierten Steuerungssystem angezeigten korrespondierenden Information vorgenommen wird. Ein Softwareagent unterscheidet sich von einem „gewöhnlichen" Computerprogramm dadurch, dass der Agent selbständig und autonom von auf dem Rechner ablaufenden Program- men handelt. Ein Softwareagent entscheidet selbständig über seinen Ablauf. Er kann seine Programmsteuerung selbständig kontrollieren und eigenständige Entscheidungen treffen. Ein Softwareagent bekommt von seinem Benutzer ein oder mehrere Ziele vorgegeben. Sein Verhalten richtet der Softwareagent auf das Erreichen dieser Ziele aus, wobei ein Softwareagent auf äußere Ereignisse reagiert und sein Verhalten anpasst und zur das Erreichen des gesetzten Ziels im Blick hat. Bei der vorliegenden Erfindung ist das erfindungsgemäße Verfahren als Agent ausgebildet und entscheidet, aufgrund äußerer Bedingun-
gen, wie beispielsweise der Detektion einer als relevant und damit als auszuwählende georeferenzierte Information wie ein detektierter Brand in unmittelbarer Nähe des Energieversorgungsnetzes, oder innerer Bedingungen, wie beispielsweise der zyklischen Überwachung von allen im georeferenzierten Informationssystem im Überwachungszeitraum vorliegenden georefe- renzierten Informationen, über den Start des Verfahrens.
Um ein hohes Maß an Zuverlässigkeit bei der Auswahl der aus- zuwählenden georeferenzierten Informationen sicherzustellen ist vorgesehen, dass regelbasierte Systeme, insbesondere Expertensysteme und/oder neuronale Netze, für die Zuordnung zwischen der ausgewählten georeferenzierten Information und der im graphisch basierten SteuerungsSystem angezeigten kor- respondierenden Information genutzt werden.
Eine Darstellung des georeferenzierten Informationssystems ist vorteilhafterweise aus unterschiedlichen Darstellungsschichten aufgebaut, wobei die ausgewählte georeferenzierte Information in zumindest einer Darstellungsschicht angezeigt wird. Durch die Nutzung von unterschiedlichen Darstellungs- schichten in einer Darstellung des georeferenzierten Informationssystems ist es möglich, das gesamt zu visualisierende Bild aus unterschiedlichen übereinander liegenden Darstel- lungsschichten aufzubauen, wobei Änderungen im zu visualisie- renden Bild lediglich als Änderungen in gegebenenfalls nur einer Darstellungsschicht einfach und schnell änderbar sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vor- gesehen, dass mit der ausgewählten georeferenzierten Information korrespondierende Symbole in zumindest einer Darstellungsschicht des georeferenzierten Informationssystems angezeigt werden.
Des Weiteren offenbart die Erfindung ein Verfahren zur Bildtransformation einer georeferenzierten Information in einem georeferenzierten Informationssystem mit zumindest einer Darstellungsschicht gemäß dem Anspruch 9, wobei mit der georefe- renzierten Information zumindest eine verknüpfte zusätzliche Bildaufnahme in zumindest einer Darstellungsschicht des georeferenzierten Informationssystems implementiert wird. Hierbei ist vorgesehen, dass eine georeferenzierte Information entweder direkt als Bildaufnahme des Georeferenzpunktes im georeferenzierten Informationssystem anzeigbar oder das eine zumeist aktuelle Bildaufnahme in zumindest eine der Darstellungsschichten in einer Darstellung des georeferenzierten Informationssystems implementierbar ist. Mittels der aktuellen Bildaufnahme wird erfindungsgemäß um den Georeferenzpunkt be- züglich der in der aktuellen Bildaufnahme aufgenommenen Objekte aktualisiert. Insbesondere die aktuelle Topographie ist in der Darstellungsschicht der Topographie aktualisiert und auch Objekte, wie beispielsweise Fahrzeuge oder Ereignisse wie ein Waldbrand, in der jeweiligen Darstellungsschicht di- rekt und damit aktuell implementiert. Herkömmlicherweise werden die Daten der jeweiligen Darstellungsschicht, wie beispielsweise ältere Satellitendaten für die Darstellungsschicht der Topographie, über einen längeren Zeitraum für die Darstellung genutzt. Bei Änderungen der Topographie oder an- derer Objekte in anderen Darstellungsschichten werden diese dann bei aktuellen Darstellungen weiter genutzt und somit fehlerhaft angezeigt. Durch die Nutzung von aktuellen Bildaufnahmen können die notwendigen Änderungen der Daten in den Darstellungsschichten gewährleistet werden.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die zusätzliche Bildaufnahme in der Nähe eines Georeferenzpunktes der georeferenzierten Information in zumindest einer Darstellungsschicht des georeferenzierten Informationssystems integriert
wird, wobei gegebenenfalls eine Bildtransformation in Bezug auf die zumindest eine Darstellungsschicht des georeferen- zierten Informationssystems durchgeführt wird. Falls eine aktuelle Bildaufnahme nicht in der Visualisierungsebene der Darstellungsschicht vorliegt, beispielsweise eine horizontale Aufnahme einer Topographie, wird diese in die Visualisierungsebene der Darstellungsschicht, beispielsweise eine vertikale Blickrichtung bei Satellitenbildern, mit entsprechenden Bildtransformationsalgorithmen transformiert. Idealerwei- se wird für die zusätzliche Bildaufnahme mittels in der Nähe des Georeferenzpunktes angeordneter Überwachungskameras aufgenommen. So ergibt sich die Möglichkeit, ein in der Nähe des Energieversorgungssystems vorliegender Brandherd mit entsprechenden Überwachungskameras - gegebenenfalls gesteuert durch eine Leitwart - als Bilder aufzunehmen, in die Visualisierungsebenen der Darstellung des georeferenzierten Informationssystems zu transformieren und anschließend in zumindest einer der Darstellungsschichten wie der Topographieschicht und einer weiteren Darstellungsschicht im georeferenzierten Informationssystem den Waldbrand mit aktuellen Bildaufnahmen der Topographie und des Brandes in den Darstellungen zu visu- alisieren. Die zusätzliche Bildaufnahme wird vorteilhafterweise in zumindest einer Darstellungsschicht des georeferenzierten Informationssystems bezüglich des Georeferenzpunktes integriert und angezeigt, wobei gleichzeitig im graphisch basierten Steuerungssystem die ausgewählte georeferenzierte Information angezeigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Un- teransprüchen . Die vorliegende Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele in den Figuren näher erläutert. Dabei zeigt beispielhaft die
FIG. 1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
FIG. 2 eine schematische Abbildung der unter- schiedlichen Darstellungsschichten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Figur FIG. 1 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das georeferenzierte Informationssystem 3 (nicht dargestellt) visualisiert eine Darstellung 8 aus unterschiedlichen Darstellungsschichten 7a bis 7d. Ebenfalls wird im graphisch basierten SteuerungsSystem 3 (nicht dargestellt) das zu überwachende Energieversorgungsnetz, insbesondere ein elektrischen Hochspannungsnetz, einem Bediener visu- alisieren wird. Die georeferenzierte Informationen 190 werden dahingehend untersucht, ob diese als relevant und damit auszuwählen sind. Mittels eines Regelsystems 4, beispielsweise einem Expertensystem, werden vorgegebene, Regeln 120 in einer Datenbank 11 abgelegt und als Grundlage für die Auswahl 130 der auszuwählenden georeferenzierten Informationen 190 genutzt. Sollten keine auszuwählenden georeferenzierten Informationen 190 vorliegen, wird eine neue Abbildung 170 des georeferenzierten Informationssystems 3 und eine neue Abbildung 180 des graphisch basierten Steuerungssystems 2 erzeugt.
Wird eine georeferenzierte Information 190 in der Auswahl 130 aufgrund des regelbasierten Systems 4 (nicht dargestellt) ausgewählt, startet nachfolgend ein Agentensystem 140 einen Softwareagenten 6, der eine automatische Zuordnung zwischen der georeferenzierten Information 190 und einer im graphisch basierten Steuerungssystem 2 angezeigten korrespondierenden Information 200 vornimmt. Gleichzeitig wird ermittelt 150, ob eine Darstellungsschicht 7a (nicht dargestellt) geändert werden müsste. Für den Fall einer notwendigen Änderung der Dar-
Stellungsschicht 7a wird eine Änderung 160 der Darstellungsschicht 7a vorgenommen. Die Änderung 160 der Darstellungsschicht 7a ist insbesondere auf der Grundlage einer zusätzlichen Bildaufnahme 9 (nicht dargestellt) einer Überwachungska- mera in der Nähe eines Georeferenzpunktes 10 (nicht dargestellt) - gegebenenfalls nach einer notwendigen Bildtransformation - umsetzbar. Anschließend wird eine neue Abbildung 170 des georeferenzierten Informationssystems 3 und eine neue Abbildung 180 des graphisch basierten SteuerungsSystems 2 mit den geänderten Darstellungsschichten 7a erzeugt.
Die Figur FIG.2 zeigt eine schematische Abbildung der unterschiedlichen Darstellungsschichten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Darstellung 8 innerhalb des georeferen- zierten Informationssystems 3 enthält mehrere Darstellungsschichten 7a bis 7d, die unterschiedliche Informationen aufweisen. Die unterste Darstellungsschicht 7a enthält die topographischen Informationen. Ein Ereignis 100, beispielsweise ein Waldbrand, an einem Georeferenzpunkt 10 wird als relevan- te georeferenzierte Information 190 eingeschätzt und im graphisch basierten SteuerungsSystem 2 angezeigt. Die Auswahl 130 des regelbasierten Systems 4 (nicht dargestellt) der relevante georeferenzierte Information 190 erfolgt aufgrund der Detektion eines Ereignisses 100, beispielsweise einem WaId- brand in unmittelbarer Nähe des Ξnergieversorgungsnetzes .
Aufgrund des Ereignisses werden entsprechende Berechnungen und Abschätzungen - beispielsweise durch Expertensysteme oder neuronalen Netzen generiert - der Entwicklung des Ereignisses 100 vorgenommen, wann mit der baldigen Annährung des Ereig- nisses 100 an das Energieversorgungsnetzes aufgrund der aktuellen Wetterlage zu rechnen ist und gegebenenfalls welche Gegenmaßnahmen, wie eine Abschaltung der gefährdeten Strecke, vorzunehmen sind. Ein Agentensystem 140 startet einen Softwareagenten 6 und visualisiert die zugeordnete korrespondie-
rende Information 200 (nicht dargestellt) einen Bediener im graphisch basierten Steuerungssystem 3, so dass der Bediener in einer entsprechend kritischen Situation ausschließlich das graphisch basierte Steuerungssystem 2 im Blick halten muss.