專利名稱：數字營區(qū)仿真系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及控制領域，特別是涉及一種數字營區(qū)仿真系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有技術中的營區(qū)控制系統(tǒng)，通常只能觀察到具體的數字信息，不能通過三維仿真的形式，使操作人員直接地了解營區(qū)內的各個設備的當前運行情況。操作人員看到數字信息后，還需要再將該數字信息轉換到具體地點的設備，才能反應出該數字信息代表的具體的設備及其位置，操作起來效率很低、很不方便。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單、成本低、操作效率高、操作方便的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)。為解決上述技術問題，作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，包括:設備管控子系統(tǒng)，采集營區(qū)內的供水、供電、供暖、中央空調、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控等各種智能設備的運行數據，并通過工業(yè)數據橋，將實時數據存入到數據庫服務器；綜合管理信息子系統(tǒng)，與數據庫服務器相連接，提供業(yè)務管理、設備管理、要素數字化、統(tǒng)計查詢、營房服務等單元，實現(xiàn)面向用戶的日常管理；三維實景集成子系統(tǒng)，將營區(qū)實景和設備建模后得到具有多個建模對象的三維實景圖，再將綜合數據庫管理子系統(tǒng)的運行數據與建模對象之間建立關聯(lián)，最后將綜合管理子系統(tǒng)提供的各個單元集成到三維實景圖上進行展示；顯示子系統(tǒng)，與三維實景集成子系統(tǒng)連接，獲取并顯示三維實景顯示數據。進一步地，三維實景集成子系統(tǒng)包括:三維建模模塊，用于對營區(qū)的地形地貌、和/或道路管線、和/或坐落分棟、和/或水系綠化、和/或設施設備等進行建模和渲染，生成三維實景圖；實體對象關聯(lián)模塊，通過Web服務調用的方式，實現(xiàn)三維實景圖的建模對象與運行數據之間的關聯(lián)；實時數據集成模塊，用于將綜合數據庫管理子系統(tǒng)中的運行數據與三維實景圖上的實時設備圖元相對應，動態(tài)展示實時設備圖元的運行數據變化情況；系統(tǒng)單元集成模塊，用于將所述綜合管理子系統(tǒng)提供的所述業(yè)務管理、設備管理、要素數字化、統(tǒng)計查詢、營房服務單元集成到三維實景圖上。進一步地，三維實景集成子系統(tǒng)還包括:圖元標注模塊，用于根據設備的特征類型，在三維實景圖上的實際安裝位置對設備進行標注；圖層控制模塊，用于將三維實景圖上的實體對象按圖層進行分類，控制其層疊順序和顯示效果；場景導航模塊，用于實現(xiàn)在三維實景圖上進行重點區(qū)域定位、按照用戶標注的路線進行模擬巡航、按照關鍵詞進行搜索等功能。進一步地，設備管控子系統(tǒng)包括:測控分機，用于采集運行數據，并通過工業(yè)數據橋，將運行數據傳輸到綜合數據庫管理子系。進一步地，測控分機包括:中央處理器，用于被采集的智能設施設備實時數據的預處理并與計算機工作站進行數據交互；模擬量輸入模塊，與中央處理器連接，用于模擬量信號采集，將其采集到的運行數據發(fā)送給中央處理器；ModbuS通信模塊，與中央處理器連接，用于采集支持標準Modbus RTU通信協(xié)議的設備的運行參數，將其采集到的運行參數發(fā)送給中央處理器，同時接收中央處理器的控制命令；ProfibuS通信模塊，與中央處理器連接，用于采集支持標準Profibus DP通信協(xié)議的設備的運行參數，將其采集到的運行參數發(fā)送給中央處理器，同時接收中央處理器的控制命令；輸入輸出接口板，與中央處理器連接，采用基板和可拆卸的驅動模塊相組合的結構，用于實現(xiàn)施設備的控制，同時隔離驅動并提供延時保護及互斥保護。進一步地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)采用B/S架構，包括:營區(qū)業(yè)務管理單元，用于管理營房日常業(yè)務，營房日常業(yè)務包括住房、租賃、工程建設、營房裝備、營產營具、環(huán)保綠化等。進一步地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括設備管控單元，用于實現(xiàn)水電暖、中央空調、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控等資源實時可視、消耗實時可知、過程實時可控。進一步地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括要素數字化單元，用于將營房實力信息、檔案資料、建筑結構圖、營區(qū)平面圖、工藝流程圖等資源進行數字化。進一步地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括綜合查詢統(tǒng)計單元，采用基于分詞的數據庫檢索方法，在營地實力、營房住用、房地產租賃、環(huán)保綠化、工業(yè)控制、裝備營具、營房要素、公共資源、三維實景等主題數據庫中進行分類檢索，并將結果按匹配度進行排序輸出。進一步地，顯示子系統(tǒng)包括:顯示屏，由多個IXD屏拼接而成；控制器，用于將輸入的三維實景顯示數據進行信號放大；控制終端計算機，與控制器連接，用于實現(xiàn)對顯示屏的顯示設置。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術而言，是真實數字營區(qū)的縮影，在室內(如實驗室、控制室等)就能真實看到整個數字營區(qū)的管理運轉過程，為數字營區(qū)建設提供了更好的模擬仿真平臺。由于采用了三維實景建模，能夠對真實世界進行更好的還原，使用戶能夠更加直觀的看到真實世界。另外，由于采用了 LCD大屏，能夠模擬數字營區(qū)管控中心的實景效果，視覺沖擊力更強，更加真實、貼近實際，使用戶決策更加快捷直觀。


圖1示意性示出了本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本發(fā)明中的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)可借助計算機技術、工業(yè)控制技術、三維可視化技術和大屏幕拼接技術，將數字營區(qū)中各類設備、數字營區(qū)軟件系統(tǒng)和三維實景集成應用系統(tǒng)，融合為一套完整的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)。請參考圖1，本發(fā)明中的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，包括:設備管控子系統(tǒng)，采集營區(qū)內的各種設備的運行數據，可用于營區(qū)供水、供電、供暖、中央空調、環(huán)境、視頻等監(jiān)測，可將這些監(jiān)控集成在一塊面板上，通過其測控分機實現(xiàn)數據和控制信號的采集，發(fā)送給綜合數據庫管理子系統(tǒng)；綜合管理信息子系統(tǒng)，與數據庫服務器相連接，提供業(yè)務管理、設備管理、要素數字化、統(tǒng)計查詢、營房服務等單元，通過工業(yè)數據橋，獲取運行數據，實現(xiàn)面向用戶的日常管理；三維實景集成子系統(tǒng)，將營區(qū)的實景和設備建模后得到具有多個建模對象的三維實景圖，再將綜合數據庫管理子系統(tǒng)的運行數據與建模對象之間建立關聯(lián)，最后將綜合管理子系統(tǒng)提供的各個單元集成到三維實景圖上進行展示；顯示子系統(tǒng)，與三維實景集成子系統(tǒng)連接，獲取并顯示三維實景顯示數據。本發(fā)明為數字營區(qū)建設提供了一整套可進行三維實景的模擬仿真的控制系統(tǒng)。三維實景集成子系統(tǒng)可將現(xiàn)實世界的地形地貌、道路管線、坐落分棟、水系綠化、設施設備等實體進行建模和渲染，形成逼真、直觀、準確的三維實景圖，并且實現(xiàn)與工業(yè)控制系統(tǒng)集成，將智能設施設備所采集的實時數據在三維實景圖上動態(tài)展示，并通過拼接的大屏幕展示子系統(tǒng)投影到LCD大屏上進行展示，使系統(tǒng)具有超強的視覺沖擊力。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術而言，是真實數字營區(qū)的縮影，在室內(如實驗室、控制室等)就能真實看到整個數字營區(qū)的管理運轉過程，為數字營區(qū)建設提供了更好的模擬仿真平臺。由于采用了三維實景建模，能夠對真實世界進行更好的還原，使用戶能夠更加直觀的看到真實世界，操作起來效率很高、也很方便。另外，由于采用了 LCD大屏，能夠模擬數字營區(qū)管控中心的實景效果，視覺沖擊力更強，更加真實、貼近實際，使用戶決策更加快捷直觀。優(yōu)選地，三維實景集成子系統(tǒng)包括:三維建模模塊，用于對營區(qū)的地形地貌、和/或道路管線、和/或坐落分棟、和/或水系綠化、和/或設施設備等進行建模和渲染，生成三維實景圖；實體對象關聯(lián)模塊，通過Web服務調用的方式，實現(xiàn)三維實景圖的建模對象與運行數據之間的關聯(lián)；實時數據集成模塊，用于將綜合數據庫管理子系統(tǒng)中的運行數據與三維實景圖上的實時設備圖元相對應，動態(tài)展示實時設備圖元的運行數據變化情況；系統(tǒng)單元集成模塊，用于將綜合管理子系統(tǒng)提供的業(yè)務管理、設備管理、要素數字化、統(tǒng)計查詢、營房服務單元集成到三維實景圖上。優(yōu)選地，三維實景集成子系統(tǒng)還包括:圖元標注模塊，用于根據設備的特征類型，在三維實景圖上的實際安裝位置對設備進行標注；圖層控制模塊，用于將三維實景圖上的實體對象按圖層進行分類，控制其層疊順序和顯示效果；場景導航模塊，用于實現(xiàn)在三維實景圖上進行重點區(qū)域定位、按照用戶標注的路線進行模擬巡航、按照關鍵詞進行搜索等功倉泛。優(yōu)選地，設備管控子系統(tǒng)包括:測控分機，用于采集運行數據，并通過工業(yè)數據橋，將運行數據傳輸到綜合數據庫管理子系統(tǒng)。優(yōu)選地，測控分機包括:中央處理器，用于被采集的智能設施設備實時數據的預處理并與計算機工作站進行數據交互；模擬量輸入模塊，與中央處理器連接，用于模擬量信號采集，將其采集到的運行數據發(fā)送給中央處理器；ModbuS通信模塊，與中央處理器連接，用于采集支持標準Modbus RTU通信協(xié)議的設備的運行參數，將其采集到的運行參數發(fā)送給中央處理器，同時接收中央處理器的控制命令；ProfibuS通信模塊，與中央處理器連接，用于采集支持標準Profibus DP通信協(xié)議的設備的運行參數，將其采集到的運行參數發(fā)送給中央處理器，同時接收中央處理器的控制命令；輸入輸出接口板，與中央處理器連接，采用基板和可拆卸的驅動模塊相組合的結構，用于實現(xiàn)施設備的控制，同時隔離驅動并提供延時保護及互斥保護。優(yōu)選地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)采用B/S架構，包括:營區(qū)業(yè)務管理單元，用于管理營房日常業(yè)務，營房日常業(yè)務包括住房、租賃、工程建設、環(huán)保綠化等。優(yōu)選地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括設備管控單元，用于實現(xiàn)水電暖、中央空調、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控等資源實時可視、消耗實時可知、過程實時可控。特別地，利用設備管控單元可將傳統(tǒng)的水電暖等設備改造為具有感知、傳輸、控制能力的智能設備，通過建立計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)水電暖、中央空調、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控等資源實時可視、消耗實時可知、過程實時可控，達到精細量化、資源節(jié)約管理的目的。優(yōu)選地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括要素數字化單元，用于將營房實力信息、檔案資料、建筑結構圖、營區(qū)平面圖、工藝流程圖等資源進行數字化。特別地，可對無論是Word、Exce1、圖片、或是CAD格式的資源進行數字化。優(yōu)選地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括綜合查詢統(tǒng)計單元，采用基于分詞的數據庫檢索方法，在營地實力、營房住用、房地產租賃、環(huán)保綠化、工業(yè)控制、裝備營具、營房要素、公共資源、三維實景等主題數據庫中進行分類檢索，并將結果按匹配度進行排序輸出。優(yōu)選地，綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括營房管理服務單元，用于實現(xiàn)營區(qū)新聞、通知公告、水電暖查詢、營房保修、法規(guī)標準查詢、工作計劃安排等功能。優(yōu)選地于，顯示子系統(tǒng)包括:顯示屏，由多個IXD屏拼接而成；控制器，用于將輸入的三維實景顯示數據進行信號放大；控制終端計算機，與控制器連接，用于實現(xiàn)對顯示屏的顯示設置。優(yōu)選地，顯示屏是由nXn個IXD屏組成的矩陣LED顯示屏。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括: 設備管控子系統(tǒng)，采集營區(qū)內的各種設備的運行數據； 綜合數據庫管理子系統(tǒng)，與所述設備管控子系統(tǒng)連接，提供業(yè)務管理、設備管理、要素數字化、統(tǒng)計查詢、營房服務等單元，通過工業(yè)數據橋，獲取所述運行數據，實現(xiàn)面向用戶的日常管理； 三維實景集成子系統(tǒng)，將所述營區(qū)的實景和設備建模后得到具有多個建模對象的三維實景圖，再將來自所述綜合數據庫管理子系統(tǒng)的運行數據與所述建模對象之間建立關聯(lián)，最后將所述綜合管理子系統(tǒng)提供的各個單元集成到所述三維實景圖上進行展示； 顯示子系統(tǒng)，與所述三維實景集成子系統(tǒng)連接，獲取并顯示所述三維實景顯示數據。
2.根據權利要求1所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述三維實景集成子系統(tǒng)包括: 三維建模模塊，用于對所述營區(qū)的地形地貌、和/或道路管線、和/或坐落分棟、和/或水系綠化、和/或設施設備等進行建模和渲染，生成所述三維實景圖； 實體對象關聯(lián)模塊，通過Web服務調用的方式，實現(xiàn)所述三維實景圖的建模對象與所述運行數據之間的關聯(lián)； 實時數據集成模塊，用于將所述綜合數據庫管理子系統(tǒng)中的運行數據與所述三維實景圖上的實時設備圖元相對應，動態(tài)展示所述實時設備圖元的運行數據變化情況； 系統(tǒng)單元集成模塊，用于將所述綜合管理子系統(tǒng)提供的所述業(yè)務管理、設備管理、要素數字化、統(tǒng)計查詢、營房服務單元集成到三維實景圖上。
3.根據權利要求2所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述三維實景集成子系統(tǒng)還包括: 圖元標注模塊，用于根據設備的特征類型，在所述三維實景圖上的實際安裝位置對所述設備進行標注； 圖層控制模塊，用于將所述三維實景圖上的實體對象按圖層進行分類，控制其層疊順序和顯不效果； 場景導航模塊，用于實現(xiàn)在所述三維實景圖上進行重點區(qū)域定位、按照用戶標注的路線進行模擬巡航、按照關鍵詞進行搜索等功能。
4.根據權利要求1所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述設備管控子系統(tǒng)包括:測控分機，用于采集運行數據，并通過工業(yè)數據橋，將所述運行數據傳輸到所述綜合數據庫管理子系統(tǒng)。
5.根據權利要求4所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述測控分機包括: 中央處理器，用于被采集的智能設施設備實時數據的預處理并與計算機工作站進行數據交互； 模擬量輸入模塊，與所述中央處理器連接，用于模擬量信號采集，將其采集到的運行數據發(fā)送給所述中央處理器； Modbus通信模塊，與所述中央處理器連接，用于采集支持標準Modbus RTU通信協(xié)議的設備的運行參數，將其采集到的運行參數發(fā)送給所述中央處理器，同時接收所述中央處理器的控制命令； Profibus通信模塊,與所述中央處理器連接，用于采集支持標準Profibus DP通信協(xié)議的設備的運行參數，將其采集到的運行參數發(fā)送給所述中央處理器，同時接收所述中央處理器的控制命令； 輸入輸出接口板，與所述中央處理器連接，采用基板和可拆卸的驅動模塊相組合的結構，用于實現(xiàn)施設備的控制，同時隔離驅動并提供延時保護及互斥保護。
6.根據權利要求1所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合數據庫管理子系統(tǒng)采用B/S架構，包括: 營區(qū)業(yè)務管理單元，用于管理營房日常業(yè)務，所述營房日常業(yè)務包括住房、租賃、工程建設、營房裝備、營產營具、環(huán)保綠化等。
7.根據權利要求6所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括設備管控單元，用于實現(xiàn)水電暖、中央空調、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控等資源實時可視、消耗實時可知、過程實時可控。
8.根據權利要求6所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括要素數字化單元，用于將營房實力信息、檔案資料、建筑結構圖、營區(qū)平面圖、工藝流程圖等資源進行數字化。
9.根據權利要求6所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合數據庫管理子系統(tǒng)還包括綜合查詢統(tǒng)計單元，采用基于分詞的數據庫檢索方法，在營地實力、營房住用、房地產租賃、環(huán)保綠化、工業(yè)控制、裝備營具、營房要素、公共資源、三維實景等主題數據庫中進行分類檢索，并將結果按匹配度進行排序輸出。
10.根據權利要求1所述的數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示子系統(tǒng)包括: 顯示屏，由多個IXD屏拼接而成； 控制器，用于將輸入的所 述三維實景顯示數據進行信號放大； 控制終端計算機，與所述控制器連接，用于實現(xiàn)對所述顯示屏的顯示設置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數字營區(qū)仿真系統(tǒng)，包括設備管控子系統(tǒng)，采集營區(qū)內的各種智能設備的運行數據，并通過工業(yè)數據橋，將實時數據存入到數據庫服務器；綜合管理信息子系統(tǒng)，與數據庫服務器相連接，提供業(yè)務管理、設備管理、要素數字化等單元，實現(xiàn)面向用戶的日常管理；三維實景集成子系統(tǒng)，將營區(qū)實景和設備建模后得到具有多個建模對象的三維實景圖，再將綜合數據庫管理子系統(tǒng)的運行數據與建模對象之間建立關聯(lián)，最后將綜合管理子系統(tǒng)提供的各個單元集成到三維實景圖上進行展示；顯示子系統(tǒng)，與三維實景集成子系統(tǒng)連接，獲取并顯示三維實景顯示數據。本發(fā)明可在室內看到整個數字營區(qū)的現(xiàn)狀以及管理運轉過程，具有操作方便效率高的特點。
文檔編號G05B17/02GK103116288SQ20131006276
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權日2013年2月28日
發(fā)明者李生林, 鄧韌, 蔡暉, 張恒, 魏小涪, 鐘蔚, 李詠治, 羅凱文, 黎星辰, 謝昌華, 龔俊, 陳扶明, 王朝霞 申請人:李生林