数字孪生,开启三维智慧园区管理新篇章

By | 2021年4月23日

前言

随着社会进步与发展,构建智慧城市的步伐不断深入推进,智慧园区已成为当今城市规划与社会发展的关注焦点。作为智慧城市战略规划中重要的一环,智慧园区更像是智慧城市的缩影,智慧园区渗透着智慧城市建设中的方方面面。园区智慧化建设不仅仅提升园区吸引力,而且促进园区可持续发展,给予了战略性新兴产业发展的基础,顺应信息技术创新与应用趋势,这是传统产业园区所不具有的。

厦门软件园三期位于集美新城核心区以北、后溪镇以南、灌口镇以东、集美文教区以西。背靠河南山,面向杏林湾,紧邻集美新城和园博苑,是集美新城的重要组成部分。本文将利用厦门软件园三期作为载体,运用 HT 丰富的 2D、3D 组态搭建出的一个厦门软件园三期-智慧园区的三维可视化系统。

效果展示

本案例为采用人工手动摆放园区点位的方式,适用于园区在全球范围分布点位数量较少的项目。当分布点位数量较多,可考虑通过接入各个园区的经纬度信息自动生成坐标点的点位。通过简单的三角函数进行球体坐标算法运算来实现预期效果,且这种方式完全无需采用 WebGIS 相关功能模块,免去人工手动摆放的工作量,大大提升了项目实施效率。

中国地图场景

将地球以三维立体的形式辅以匹配地理环境贴图来进行三维虚拟仿真展示,着重体现中国地图边界,并通过颜色区分,高亮展示园区点位,对该点位进行双击交互可进入下一级地图场景。

地球1

厦门地图场景:

在三维厦门地图上标注园区点位,体现园区在厦门的区位信息。该展示形式适用于点位分布较分散、多点分布的园区,可通过选择想查看的点位,双击交互对应点位进入详细场景。

集美1

厦门软件园三期场景:

场景整体设计以写实风格为主基调,通过对园区内建筑、道路等进行三维建模,仿真还原园区整体情况。结合图扑软件 Hightopo 自主研发的引擎渲染,打造出一幅美轮美奂的园区场景。支持 360 度全方位无死角浏览园区,通过 HT 自带交互,即可实现鼠标的旋转、平移、拉近拉远操作。同时也支持跨平台浏览,任何移动终端均可轻松打开,这是C端平台所不具备的优势,并实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操作不必再为跨平台的不同交互模式而烦恼。

全景

问答小模块

常有人问,他们自己已经有三维模型,是否可以直接拿来使用?

BIM模型:BIM 常用于建筑信息的集成,其中不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息,还包含了非构件对象的状态信息,所以常规 BIM 模型文件体积都比较大。对于展示内容都是实时加载的 Web 来说,实时加载几百上千 MB 的模型并不实际。虽然我们不建议直接使用 BIM,但是我们支持 BIM ,且可提供导入 IFC 格式的 BIM 功能,在某些场景下使用 BIM 信息降低开发成本。

其他模型:现有市面上模型可能采用 3Ds Max、C4D、Solidworks 等常用设计软件,但是大多数模型建模初期主要目的是为还原建模物外观,并不会考虑到对模型进行减面等轻量化工作。当场景里模型面数过多,会对 Web 产生过多的加载负荷,导致整体页面卡顿甚至崩溃。

Hightopo 的三维可视化都是经过设计师采用轻量化建模的方式所搭建的场景,模型效果主要以贴图进行呈现,结合 HT 引擎强大的渲染能力,保证场景在 Web 中高效流畅地加载运行并保证场景优秀的可视化效果。

环境模拟变化

场景里融入了环境模拟加以点缀,利用环境模拟,可对园区季节(春、夏、秋、冬)、时间(早晨、中午、黄昏、夜晚)、天气(晴天、闪电、降雪、降雨、多云)进行自由切换。同时也可通过与天气系统对接,实现环境模拟内容根据实际天气数据进行自动切换。

天气2 天气3

楼栋切换

点击面板的楼栋切换功能,可实现园区区域间、楼栋间的自由切换与跳转,让园区管理人员更快捷的查找到所需管理楼栋。

跳转2_副本

线框效框

双击园区建筑,可切换至线框模型,通过区域边界划分辅以动画展示,园区内建筑区域分布一目了然。并在建筑楼栋上以浮标的形式标注该建筑楼层功能划分,通过交互可进入对应楼层内景。

线框1-min

场景数字孪生

楼层内景对该层墙体布局进行划分(如行政间、财务间等等),并针对需还原现场环境的场景进行三维建模。案例中楼层内布以互联网数据中心( Internet Data Center , IDC )为参考,通过对机房、桌椅、大屏等资产设备建模,并根据实际点位摆放,仿真还原现场环境。结合 HT 数字孪生,让模型不仅可视,同时也可互动,可交流,对园区资产进行可视化管理,提升运营管理水平,达到降本增效的目的。

楼层内景1-min

视频融合

HT 支持视频融合,将 2D 视频图像融合到场景的 3D 模型中,为用户提供直观的视频图像和简单的视图控制。通过室内监控视频与三维场景叠加展示,可如临其境查看现场情况。并可实现关键路径自动视频巡检,重点区域关注目标快速锁定等高级功能,为日常管理和突发事件的处理提供直观准确的协助。

视频融合

业务功能

园区总览

企业、人员作为园区的重要组成部分,将 HT 三维可视化与园区管理系统相结合,接入园区企业管理数据至可视化平台,实时更新园区内人员、企业总数及投产面积。通过对近两年新增入驻企业以折线图、柱状图展示,可直观对比近两年招商引资情况。将企业行业类型做分类统计,通过数据可为接下来招商引资计划提供数据参考。

园区总览全景

水务数据

园区水务采用在线监测设备,实时感知用水情况,运用 HT 三维可视化系统,在三维场景中以建模的形式标注各水务设备具体点位,并通过设备顶部的数据面板,实时更新运行状态和维护情况。结合左侧水务数据,让园区管理者对园区用水情况有着更直观的理解。

水务2

配电数据

园区作为企业密集、人才聚集地,园区用电管理显得尤为重要。通过接入园区电力系统数据,将园区内用电数据对接到三维可视化平台,园区、楼栋、企业用电情况以数据面板的形式展示。可对园区配电房内景布局、设备进行三维建模模拟还原,利用数据绑点将数据一一对应到设备模型上,通过与设备的交互可清楚地查看当前设备运行状态,当设备出现故障,结合告警动画进行提醒。

用电

配电数据_副本

停车管理

近年来,随着国内机动车保有量逐年增加,园区内交通、停车列入重点规划内容,智慧停车已开始映入大众眼帘。通过对接停车系统数据,将原有枯燥的数据以让人眼前一亮的方式搬到可视化页面中,可直观的看到车位使用情况、停车营收情况、车辆信息等。在三维场景中展示园区内各停车场剩余车位数量,可明确判断哪个区域车位紧张或充裕,让园区管理者对车位统筹规划提供了有效的决策依据。

停车位_副本

车流动线作为园区内交通组织重要的一环,主要体现在园区内车辆交通规划,车辆出入停车场。合理的动线规划可使园区交通更加顺畅,反之交汇的车流则易发生会车拥堵。结合 HT 三维可视化渲染引擎,在三维场景中将车流动线以流动箭头动画进行展示,通过整体车流动线流动方向,可清晰了解园区交通组织规划情况。

车位1

人行管理

园区作为人员流动较为频繁的场所,通过接入门禁、人脸监控等安防设备数据,以数据面板的形式展示园区内人流量统计信息、实时告警等信息。对场景内门禁图标进行点击交互,可显示通过门禁人员人脸监控比对信息。当出现告警情况,与现场门禁设备实时联动,在地图上对应门禁点位展示告警信息,提醒相关人员前往处理,提升告警事件处理的及时率。

人脸2

安防管理

将多系统数据统一接入可视化平台,通过数据面板,可清楚了解安防人员值班安排以及各安防设备、监控等运行情况,实时掌握园区内安防动态。当安防设备出现故障、运行异常,设备将以染色、动画告警扩散效果进行突出显示,提醒安防人员前去处理。

安防_副本

视频监控

通过与园区内监控数据互联互通,将监控数据统一集成至 HT 可视化平台,实时展示园区内监控运行情况。在三维场景中根据监控实际点位摆放监控设备图标,点击交互可轻松查看对应点位监控设备的实时画面,结合三维场景中的监控点位信息,让用户对园区内监控布点有一个全面的了解。

视频3

工单系统

接入园区工单系统,通过数据驱动的方式,取代传统的人员汇报和反馈机制。通过工单任务与处理人员匹配派发,及时调度人员前往处理,保证应急告警处理的时效性。

HT 可视化平台利用提供的人员实时位置信息,可实现处理人员在三维场景中实时定位与移动轨迹,以可视化的形式展示了工单的整个处理过程。

结合数据面板展示内容,通过对工单评价、完成情况等进行数据分析,提升了对整体工单处理的把控。

工单2

应急预案

宜未雨而绸缪,毋临渴而掘井。对于园区管理,应急预案不可或缺,做好应急预案有助于识别风险隐患、了解突发事件的发生机理、明确应急救援的范围和体系,使突发事件应对处置的各个环节均有章可循。

传统预案多为文字结合图片,难以模拟应急场景。通过融入 HT 三维可视化技术,将预案以三维动画的形式进行还原模拟,从紧急事件的发生,到疏散路线、营救路线的规划等,均让用户对于预案有更直观的了解,从而清晰每个环节的处置方式。

消防-min 防恐-min

实现价值

资源整合

园区内各系统结合 HT for Web 强大的可视化引擎技术,将各个环节的资源进行整合,以直观的形式在三维可视化平台上展示,形成了各系统之间的互联、互通、共享等多方信息协同联动,营造一套完整、高效、智能的智慧园区运营管理系统,从而使园区管理达到降本增效的目的。

数据可视化

数据可视化主要旨在借助于图形化手段,清晰有效地传达与沟通信息。摆脱传统数据报表枯燥乏味,让数据以美的角度重新设计,通过 HT 三维可视化平台,将数据以另外一种方式进行呈现,让用户更加直观的去理解与感受。

园区管理

将监控系统、告警系统、管理系统、停车系统等有机结合起来,实现一体化集成管理和系统联动。加上三维场景对现场仿真还原可视化优势,让园区管理者仿佛以“上帝视角”的方式真正实现远程管理调度,提升园区管理水平。智慧园区在智慧医院、数据中心、工厂园区、物流园区、智慧校园等都有广泛的运用。

总结

Hightopo 三维可视化平台将园区内各分散的系统统一整合,并以可视化的方式呈现,让园区管理平台步入全新的篇章。基于多年园区项目经验积累和夯实的可视化技术支持,可根据业务需求进行高效的定制化设计、开发,为智慧园区建设添砖加瓦。

我们还有 HT for Web GIS 产品,后续还将基于此案例推出 GIS 版本,将地图瓦片数据、航拍倾斜摄影等进行叠加展示,敬请期待。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接:https://www.hightopo.com/demos/index.html

(注:案例中的面板参数体现均为虚拟数据,可根据实际项目进行同步更改)