地鐵三維仿真系統(tǒng)

1、地鐵三維仿真系統(tǒng)一、背景作為城市功能中最活躍的因素，交通已成為城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。從全國(guó)大城市來(lái)看，交通阻塞、行車(chē)速度緩慢已成為城市的頑疾。由于軌道交通在引導(dǎo)城市布局調(diào)整、節(jié)約土地資源、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、解決居民出行、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面都擁有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。大力發(fā)展軌道交通已然成為城市交通和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的方向和必然要求，這已經(jīng)在國(guó)外大城市交通設(shè)施發(fā)展實(shí)踐中得到證實(shí)。軌道交通建設(shè)是一項(xiàng)投資巨大，工程極其復(fù)雜的項(xiàng)目，軌道交通線路網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)、服務(wù)和管理更是一個(gè)紛繁浩大的系統(tǒng)工程。面對(duì)如此龐大的建設(shè)規(guī)模和運(yùn)營(yíng)線路，如何保障軌道交通建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)能夠高效、有序的運(yùn)轉(zhuǎn)，如何滿(mǎn)足乘客對(duì)軌道

2、交通高速、安全、舒適、便捷、經(jīng)濟(jì)等特性不斷提高的服務(wù)需求，已經(jīng)成為軌道交通發(fā)展中面臨的主要課題。軌道交通信息化發(fā)展已經(jīng)成為國(guó)家相關(guān)政府部門(mén)、企業(yè)、科研教學(xué)機(jī)構(gòu)及社會(huì)公眾現(xiàn)實(shí)的迫切需求。二、系統(tǒng)建設(shè)必要性隨著信息時(shí)代的高速發(fā)展，城市軌道交通現(xiàn)已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。然而地鐵作為城市建設(shè)的產(chǎn)物，不僅是社會(huì)公共資源，更是社會(huì)公共安全危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)的高發(fā)區(qū)域。它具有全局性、連帶性、局限性、群體性的特點(diǎn)，也有可能是恐怖分子實(shí)施恐怖襲擊的首選和重要目標(biāo)，因此建立地鐵三維仿真系統(tǒng)非常必要。地鐵三維仿真系統(tǒng)是指在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理維護(hù)中，充分地利用數(shù)字化信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)，對(duì)軌道交通的各種信息源按照

3、統(tǒng)一的規(guī)范關(guān)聯(lián)地理信息，形成三維數(shù)字信息，構(gòu)建一體化的數(shù)字集成平臺(tái)和虛擬環(huán)境。在這一平臺(tái)和環(huán)境中，以功能強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件與數(shù)學(xué)模型對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)管理中的各種方案進(jìn)行模擬、分析和研究，并在可視化的條件下提供決策支持，增強(qiáng)決策的科學(xué)性和預(yù)見(jiàn)性。地鐵三維仿真系統(tǒng)的建設(shè)就是以數(shù)字化為技術(shù)支撐、以信息化進(jìn)行要素配置、以網(wǎng)絡(luò)化作為運(yùn)行模式的高效率軌道交通管理方式，提升城市軌道交通的整體信息化水平，有助于將軌道交通內(nèi)部系統(tǒng)之間的各種數(shù)字信息資源加以整合利用。地鐵三維仿真系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)急管理信息的可視化顯示、綜合查詢(xún)分析，并提供直觀高效的輔助決策功能。由于軌道交通主要在地下運(yùn)行與傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)是不一樣

4、的，通過(guò)仿真地理信息系統(tǒng)對(duì)各種應(yīng)急管理信息，如疏通線路、交通設(shè)施、軌道交通線路及站點(diǎn)等的集成和圖形表達(dá)，通過(guò)數(shù)據(jù)的共享、分析和圖形表達(dá)加深事件的了解和提高應(yīng)急響應(yīng)速度。在建立集通信、信息、指揮和調(diào)度與一體的應(yīng)急資源和資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，通三維仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍、救援專(zhuān)家、儲(chǔ)備物資、救援裝備、通信保障和醫(yī)療救護(hù)等應(yīng)急資源的動(dòng)態(tài)直觀管理。三、系統(tǒng)特點(diǎn)地鐵三維仿真系統(tǒng)與當(dāng)前其他產(chǎn)品相比較具備以下特點(diǎn)：在一個(gè)視圖中可以獲得綜合的實(shí)景信息管理人員不再需要監(jiān)視不同的子顯示系統(tǒng)而了解全局的實(shí)時(shí)情況。三維仿真系統(tǒng)將所有的實(shí)時(shí)傳感器監(jiān)視點(diǎn)與三維仿真站點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，管理人員可以在單一的一個(gè)視圖內(nèi)獲得全面的實(shí)景

5、信息。同時(shí)管理人員可以使用三維的控制工具，對(duì)數(shù)字建筑模型進(jìn)行橫截面切片，隱藏/顯示不同的結(jié)構(gòu)部件，來(lái)獲得更詳盡深入的實(shí)景信息。除了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，三維仿真系統(tǒng)還可提供給管理人員其它額外的由可視化傳感器衍生的數(shù)據(jù)層，例如追蹤目標(biāo)（訪客，工作人員或?qū)ο螅┑淖罱欅E，腳步熱圖，溫度分布圖等。應(yīng)急準(zhǔn)備管理人員在對(duì)三維傳感器狀態(tài)有了統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)了解后，他們可以就一些相關(guān)事件采取必要的防范措施。此外，三維仿真系統(tǒng)可以管理警報(bào)系統(tǒng)，并自動(dòng)的依據(jù)傳入的警報(bào)根事件參數(shù)顯示最相關(guān)的實(shí)景。有了三維建筑模型，管理人員可以輕松快速的了解周?chē)h(huán)境并依據(jù)此做出預(yù)防危機(jī)發(fā)生的措施，或者準(zhǔn)備好如何處理已經(jīng)發(fā)生的危機(jī)。預(yù)防實(shí)景中的盲點(diǎn)傳

6、統(tǒng)的二維平面圖顯示只能夠提供分散的局部實(shí)景，因此管理人員可能會(huì)缺少對(duì)于全局環(huán)境的掌控，而產(chǎn)生信息及管理盲點(diǎn)。三維仿真系統(tǒng)可以有效地阻止此類(lèi)盲點(diǎn)的產(chǎn)生。因?yàn)槿S仿真系統(tǒng)將全部的傳感器數(shù)據(jù)集成于一個(gè)統(tǒng)一的三維視圖中，管理人員可以得到正確的事態(tài)信息并做出明智的決策有利于協(xié)調(diào)調(diào)度在培訓(xùn)過(guò)程，或者緊急狀況下，管理人員需要一個(gè)簡(jiǎn)潔有效的方式向其團(tuán)隊(duì)介紹工作以及監(jiān)控點(diǎn)。使用三維仿真系統(tǒng)，管理人員可以通過(guò)三維數(shù)字模型簡(jiǎn)潔的可視化的介紹及部署工作。如果系統(tǒng)部屬于一個(gè)多點(diǎn)觸摸屏幕上，管理人員可以通過(guò)多點(diǎn)觸摸直接操縱三維模型，更有效地調(diào)度部屬工作。操作員可擴(kuò)展性某些客戶(hù)，特別是政府機(jī)構(gòu)客戶(hù)需要在特殊事件或者聯(lián)合行動(dòng)

7、中臨時(shí)擴(kuò)展他們的物業(yè)管理/安全管理團(tuán)隊(duì)。三維仿真系統(tǒng)，通過(guò)intranet/VPN就可以用瀏覽器安全的訪問(wèn)，可以快速方便的增加額外的操作用戶(hù)。三維仿真系統(tǒng)為用戶(hù)提供無(wú)上限的客戶(hù)機(jī)訪問(wèn)，并不收取額外費(fèi)用，可以使我們的客戶(hù)無(wú)成本的擴(kuò)大其操作團(tuán)隊(duì)。強(qiáng)大的三維資產(chǎn)規(guī)劃和管理在面對(duì)突發(fā)事件或者業(yè)務(wù)培訓(xùn)時(shí)，管理人員經(jīng)常被要求制定、傳達(dá)或者部屬運(yùn)營(yíng)及安全計(jì)劃。然后，他們可能并沒(méi)有配備強(qiáng)有力的工具。三維仿真系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的三維規(guī)劃工具，管理人員可以方便的將真實(shí)的三維對(duì)象模型植入三維數(shù)字模型中。這些功能的提供，使得管理人員可以輕松制定計(jì)劃方案面對(duì)不同的事件，例如培訓(xùn)，簡(jiǎn)述，以及緊急事件。四、系統(tǒng)總體架構(gòu)I3U眾

8、握儀昱ih丸講旳二詫牯氏可但化巾能情卍帖息先迸的三維情況/抬揮管理平臺(tái)三孌口-q遛機(jī)祀冼一技術(shù)：優(yōu)優(yōu)的3D室內(nèi)建筑可視就技術(shù)地鐵三維仿真系統(tǒng)?。視傾璉臺(tái)3Dr=jfr3D多點(diǎn)輕換情況沁迫亠一VVX廉成不同対件蚩器子系統(tǒng)基技術(shù)：先進(jìn)的傳醪務(wù)集成框架d建疑信息地鐵三維仿真系統(tǒng)的總結(jié)架構(gòu)主要分為三個(gè)層面的內(nèi)容：傳感器層：本系統(tǒng)擁有一套先進(jìn)的傳感器集成框架，通過(guò)該框架的統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)不同傳感器子系統(tǒng)和本系統(tǒng)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)傳感器在三維仿真系統(tǒng)中的統(tǒng)一管理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瀏覽。3D模型層：系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)建筑物建模、建筑物內(nèi)部格局建模、房間內(nèi)部場(chǎng)景建模以及內(nèi)部的采光、陰影等效果的建模展示，同時(shí)優(yōu)化的可視化展示

9、技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上流暢的三維展示。3D展示層：系統(tǒng)從用戶(hù)的應(yīng)用方式和應(yīng)用場(chǎng)景考慮，提供了多種先進(jìn)的三維展示效果，包括3D能源儀表板、3D視頻融合、3D追蹤以及3D多點(diǎn)觸摸展示等。針對(duì)目前市場(chǎng)上種類(lèi)繁多的傳感器設(shè)備，本系統(tǒng)使用統(tǒng)一的傳感器集成框架其集成方案如下圖：三堆實(shí)景平臺(tái)服需器怯感器戟件開(kāi)發(fā)邑Push/Pollsoap/http實(shí)時(shí)傳感器狀況a位置媒體信息ControlCallbackseg.集成3D模型和傳感器數(shù)據(jù)/事件顯示行為集成協(xié)議HTTPPush/Pol協(xié)議lWeb服務(wù)/SOAP服務(wù)五、系統(tǒng)功能地鐵三維仿真系統(tǒng)三維CAD整合的差距建筑信息集成不同的傳感器子系統(tǒng)的差距安防視頻管理視頻

10、分析門(mén)禁系統(tǒng)綜合保安系統(tǒng)應(yīng)急準(zhǔn)備資源管理濕度系統(tǒng)溫度系統(tǒng)空氣質(zhì)量火災(zāi)報(bào)警能源管理站點(diǎn)應(yīng)用追蹤系統(tǒng)空間管理資產(chǎn)規(guī)劃1）三維仿真系統(tǒng)展示三維仿真系統(tǒng)提供了多樣化的場(chǎng)景展示功能可以讓用戶(hù)從多個(gè)不同的角度來(lái)了解模型，真正做到了360度全景展示。三維全景展示可以從外部瀏覽整個(gè)三維場(chǎng)景，包括從模型外部到模型內(nèi)部，從建筑物本身到建筑物內(nèi)部的桌椅等不同角度不同粒度的三維場(chǎng)景展示。.:V*Aikjii-EirH-jm：niBillJun20201210:54:幅輕易在三維場(chǎng)盟里察看實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像影片itMft包3另為|劭帝：hifvnniigi國(guó)犧PEpig日癢I匸十的3：15R3P卻0円u嗔畑主弭筋：t1*I*

11、ntFit“世.ijiqgx202D1210:55:01一樓層展示系統(tǒng)不僅可以展示建筑物的整體形狀，同時(shí)還可以出去掉建筑物的裝飾，查看建筑物的構(gòu)造情況。橫斷面展示針對(duì)地鐵車(chē)站這樣的建筑，查看他的橫斷面是很重要，本系統(tǒng)提供了方便的工具，可以讓用戶(hù)自由的查看指定位置的橫斷面效果圖。多點(diǎn)觸摸展示本系統(tǒng)支持多點(diǎn)觸摸展示效果，可以讓操作員更直接的和系統(tǒng)進(jìn)行交互，取得更好的操作效果。內(nèi)部實(shí)景展示通過(guò)街景拍攝實(shí)現(xiàn)軌道交通站點(diǎn)內(nèi)部的實(shí)景信息的展示?？梢詫?shí)現(xiàn)自由的漫游瀏覽。2)安防管理安防管理可以集成視頻系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng)，管理人員通過(guò)三維實(shí)景對(duì)地鐵進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和安全防御。視頻管理三維仿真系

12、統(tǒng)與地鐵站的多級(jí)視頻監(jiān)控接口無(wú)縫集成，將所有的攝像頭的空間位置和監(jiān)控方向與三維實(shí)景模型聚合，實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控，做到立體可視化，監(jiān)控?zé)o盲區(qū)。視頻分析根據(jù)視頻系統(tǒng)獲得的視頻內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)分析和事件警報(bào)，如發(fā)現(xiàn)建筑物周邊的無(wú)人看管的車(chē)輛，統(tǒng)計(jì)視線內(nèi)的人員數(shù)據(jù)量，能有效輔助管理員監(jiān)測(cè)地鐵內(nèi)部和周?chē)陌踩T(mén)禁系統(tǒng)三維仿真平臺(tái)與數(shù)字化門(mén)禁系統(tǒng)集成，用于管理人員的出入。實(shí)現(xiàn)門(mén)禁系統(tǒng)的三維可視化聯(lián)動(dòng)，也可以與視頻系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)行同步監(jiān)控，對(duì)門(mén)禁進(jìn)出人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控。MUWHjT綜合安保系統(tǒng)由閉路電視系統(tǒng)CCTV、安全防范、防盜報(bào)警系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)組成，三維仿真系統(tǒng)可以統(tǒng)一的進(jìn)行管理，讓這些保安系統(tǒng)相互連接，實(shí)現(xiàn)基于

13、事件的聯(lián)動(dòng)和功能集成。應(yīng)急準(zhǔn)備管理人員針對(duì)傳感器狀態(tài)設(shè)計(jì)事件的防范措施。三維仿真系統(tǒng)可以管理警報(bào)系統(tǒng)，并自動(dòng)的依據(jù)傳入的警報(bào)根事件參數(shù)顯示最相關(guān)的實(shí)景。管理人員可以輕松快速的了解周?chē)h(huán)境并依據(jù)此做出預(yù)防危機(jī)發(fā)生的措施，或者準(zhǔn)備好如何處理已經(jīng)發(fā)生的危機(jī)。3)資源管理資源管理功能能夠把車(chē)站內(nèi)所有的環(huán)境、能源等類(lèi)型的監(jiān)測(cè)傳感器統(tǒng)計(jì)集成管理起來(lái)，同時(shí)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整體的狀態(tài)展示，通過(guò)系統(tǒng)能夠直觀、形象的在三維系統(tǒng)中反映真實(shí)情況，并可以對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析做出提前預(yù)警和后期改進(jìn)建議。濕度系統(tǒng)濕度系統(tǒng)可以集成各種濕度傳感器，在三維仿真系統(tǒng)中直接展示不同濕度傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)狀況顯示功能

14、從整體上以不同的顏色反映出不同區(qū)域的濕度情況。,/?7陸:其他集成-濕度水平監(jiān)測(cè)HSD3Qf丄-33.10.1ManJunIS2D121&:C:47溫度系統(tǒng)可以集成各種濕度傳感器，在三維仿真系統(tǒng)中直接展示不同溫度傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)狀況顯示功能從整體上以不同的顏色反映出不同區(qū)域的溫度情況?？諝赓|(zhì)量空氣質(zhì)量監(jiān)控可以集成各種空氣質(zhì)量采集傳感器，在三維仿真系統(tǒng)中直接展示不同區(qū)域的溫度情況。其他集成-空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)火災(zāi)報(bào)警MonJunIS201217:26:25通過(guò)系統(tǒng)集成的火災(zāi)監(jiān)控傳感器，可以監(jiān)測(cè)到實(shí)時(shí)的火災(zāi)信息，并能夠根據(jù)提前設(shè)置的閾值，在火災(zāi)發(fā)生或者擴(kuò)散之前提出預(yù)警，協(xié)調(diào)相關(guān)人員進(jìn)行應(yīng)急搶救

15、。能源管理系統(tǒng)可以集成能源監(jiān)測(cè)設(shè)備例如智能電表等，通過(guò)獲取的智能電表實(shí)施監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，可以通過(guò)能源儀表板以不同的顏色形象直觀的反映出不同區(qū)域的能源使用情況，并可以根據(jù)此情況快速做出調(diào)整。4)站點(diǎn)應(yīng)用站點(diǎn)應(yīng)用功能主要是針對(duì)每一個(gè)地鐵車(chē)站，在現(xiàn)有的車(chē)站三維真實(shí)場(chǎng)景模型中，可以根據(jù)需要擴(kuò)展出很多實(shí)際需要的功能。A追蹤系統(tǒng)追蹤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)模型內(nèi)部人員的實(shí)施定位追蹤功能，例如通過(guò)安裝特定的設(shè)備，管理人員就可以在三維仿真系統(tǒng)中實(shí)時(shí)的了解到保安人員的位置和行動(dòng)軌跡，一旦發(fā)生狀況，管理人員可以第一時(shí)間通知距離事故地點(diǎn)最近的相關(guān)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行事故處理。同時(shí)該追蹤系統(tǒng)不再是傳統(tǒng)的平面展示它可以直觀的展示出相關(guān)人員所在樓層信息?？臻g管理本系統(tǒng)中的室內(nèi)布局是完全和真實(shí)場(chǎng)景保持一致的，管理員可以在系統(tǒng)中直接給每一個(gè)設(shè)備做好標(biāo)簽，實(shí)施的管理每個(gè)空間內(nèi)的設(shè)備情況，讓空間管理更加直觀。CHfufBuilding3.Audil-oriurrLCarparkEnfranoe資產(chǎn)規(guī)劃三維仿真系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的三維規(guī)劃工具，管理人員可以方便的將真實(shí)的三維對(duì)象模型植入三維數(shù)字模型中。這些功能的提供，使得管理人員可以輕松制定計(jì)劃方案面對(duì)不同的事件，例如培訓(xùn)，簡(jiǎn)述，以及緊急事件。MonJum201222!L2:S3部書(shū)器材.打造建筑物的安全進(jìn)出管制Nirrll*unlwr|i/poWEccnrwUwikA