封麗玲,梁 松

(1.廣西交科集團有限公司,廣西 南寧 530007;2.南寧捷賽數(shù)碼科技有限責任公司,廣西 南寧 530007)

0 引言

服務區(qū)是高速公路重要的服務設施,也是推動經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐點。服務區(qū)信息化建設情況很大程度上影響著服務區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。提高服務區(qū)信息化建設水平,以信息化帶動產(chǎn)業(yè)化,成為當前服務區(qū)經(jīng)濟發(fā)展所面臨的重要課題[1-2]。隨著服務區(qū)設備信息越來越復雜,管理中涉及的各個專業(yè)和系統(tǒng)越來越多且更加復雜化,管理者希望有一個統(tǒng)一且可視的平臺解決服務區(qū)所面臨的絕大多數(shù)問題,但當前服務區(qū)系統(tǒng)平臺建設相對落后,平臺間形成信息孤島,無法實現(xiàn)統(tǒng)一的管理,同時各個子系統(tǒng)之間存在獨立工作和管理的現(xiàn)象,信息之間無法互通。從建設和管理者的角度來看,每個系統(tǒng)都需要有專門的管理人員進行維護,造成資源的浪費[3]。此外,缺乏高效的可視化管理手段,當前系統(tǒng)建設還停留在傳統(tǒng)的2D界面展示方式上,對于復雜的服務區(qū)空間信息無法直觀展示,不便于理解,不但提高了管理成本,還降低了管理效率。因此,在新時代的智慧服務區(qū)信息化建設中,開發(fā)一種系統(tǒng)之間互聯(lián)互通、開放、融合、可視的3D綜合管理軟件成為發(fā)展的必然。

1 系統(tǒng)研究及架構(gòu)

1.1 系統(tǒng)概述

為了實現(xiàn)主動管理的目標,智慧服務區(qū)綜合管理可視化系統(tǒng)應具備以下功能:

(1)可視:系統(tǒng)能夠直觀展示服務區(qū)內(nèi)建筑,從服務區(qū)、建筑、室內(nèi)結(jié)構(gòu)到設備的空間布局和集成數(shù)據(jù),搭建的場景可以作為三維CAD圖紙,為用戶未來的應用提供便捷的參考。

(2)可控:可遠程控制物理設備的開關,便于在突發(fā)情況下通過系統(tǒng)快速處理事故。

(3)可管:權限可配置,根據(jù)應用需求建立不同角色,分配不同權限。

(4)集成:統(tǒng)一的人機交互形式,實現(xiàn)與服務區(qū)內(nèi)各信息子系統(tǒng)等集成,作為智慧服務區(qū)內(nèi)動靜態(tài)數(shù)據(jù)展示的基礎。

智慧服務區(qū)綜合管理可視化系統(tǒng)總體分為兩個方面:(1)以3D可視化技術為主導建立全服務區(qū)范圍的三維可視化視圖,包括消防、停車場、安防監(jiān)控等各項基礎設施,使服務區(qū)管理面向可視化;(2)以IBMS(Intelligent Building Management System)智能化集成技術為主導集成全服務區(qū)范圍各信息子系統(tǒng),同時升級改造舊系統(tǒng)、增量建設新系統(tǒng),使這些子系統(tǒng)及零散的設施具備智能化管理功能。

服務區(qū)管理智慧化是基于信息技術的發(fā)展,構(gòu)建服務區(qū)綜合管理可視化系統(tǒng),融合其他基礎信息子系統(tǒng),在基礎信息、應用管理等層面實現(xiàn)管理智慧化的過程。智慧服務區(qū)綜合管理可視化系統(tǒng)包括停車場、監(jiān)控、門禁、照明、消防等具體應用的子系統(tǒng)[4]?？傮w結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 智慧服務區(qū)綜合管理可視化系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

1.2 系統(tǒng)框架

該系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設計,同時支持C/S架構(gòu)部署,并使用WebSocket與服務端進行通信。該綜合管理可視化系統(tǒng)可以實時接入服務區(qū)感知數(shù)據(jù),完成服務區(qū)外觀、結(jié)構(gòu)、布局、室內(nèi)外環(huán)境及設施設備的建模,構(gòu)建服務區(qū)、室內(nèi)結(jié)構(gòu)、智能設備的逐級可觀,實現(xiàn)了事前的宏觀感知、事中的精準調(diào)動、事后的業(yè)務閉環(huán)的管理模式,為服務區(qū)數(shù)字化建造和智慧運營提供了時空數(shù)據(jù)支持和工程應用服務。

總體思路是建設一個基礎、集成二個支撐、實現(xiàn)多個應用場景,總體框架如圖2所示。

圖2 智慧服務區(qū)綜合管理可視化系統(tǒng)總體框架圖

一個基礎是指以服務區(qū)各項運行數(shù)據(jù)為基礎,實時接入服務區(qū)前端數(shù)據(jù),包括前端的參數(shù)屬性、運行狀態(tài)、關系等,并形成以數(shù)據(jù)為核心的泛在標識、泛在感知、泛在連接、泛在計算和泛智能化的總體格局。

二個支撐指的是3D可視化和IBMS智能化集成。

多個應用場景是指此軟件系統(tǒng)不僅適用于智慧服務區(qū),還適用于工廠、社區(qū)、港口、景區(qū)等資源、人口密集型區(qū)域,充分發(fā)揮其精細精準治理能力,顯著改善治理服務的智能化水平。

1.3 系統(tǒng)技術路線

系統(tǒng)采用先進的微服務架構(gòu)體系,具有自動擴展和動態(tài)負載均衡的特點。系統(tǒng)模塊層次高度分離,支持不同硬件廠家的快速接入,并適用于多種服務區(qū)場景,突出體現(xiàn)了“高可用、易擴展”的優(yōu)勢。

系統(tǒng)整體采用微服務架構(gòu)模式進行開發(fā)和管理,分離切割業(yè)務實現(xiàn)和各個廠家的對接模塊,即上層業(yè)務與下層第三方廠家進行切割。與具體廠商進行對接交互的部分獨立抽象為具體的若干微服務,獨立維護、獨立運行,承擔通用對接功能和定制化對接功能的實現(xiàn),支持上層業(yè)務邏輯。對接前置微服務通過微服務整體架構(gòu)注冊和接入。

采用這種方式可以提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性,提高代碼復用率。系統(tǒng)技術框架如圖3所示。該系統(tǒng)根據(jù)CAD圖紙和現(xiàn)場資料,使用3D Max制作3D模型,然后引入Unity3D軟件中,使用URP技術制作光影特效、Timeline制作動畫、Cinemachine控制鏡頭移動,最后發(fā)布到WebGL平臺。前端基于Vue.js框架開發(fā),調(diào)用Unity3D中導出的WebGL文件展示三維場景,基于Axios和WebSocket與IBMS系統(tǒng)通信,實現(xiàn)設備的控制和數(shù)據(jù)的響應。

圖3 系統(tǒng)技術框架圖

2 系統(tǒng)工程應用

本文以廣西某服務區(qū)的智能化建設為例,將服務區(qū)場景按照服務區(qū)的建筑、結(jié)構(gòu)及設備等圖紙通過三維技術手段還原,完成服務區(qū)外觀、結(jié)構(gòu)、布局、室內(nèi)外環(huán)境及設施設備的建模。同時構(gòu)建服務區(qū)、樓宇、室內(nèi)結(jié)構(gòu)、智能設備的逐級可觀測架構(gòu),融合各類監(jiān)控采集數(shù)據(jù),并進行數(shù)據(jù)挖掘整理和優(yōu)化,實現(xiàn)信息共享和事件聯(lián)動,為管理者提供決策依據(jù),形成面向日常運行指揮、調(diào)度管理的平臺,達到服務區(qū)設備和數(shù)據(jù)信息管理的數(shù)字化、可視化、智能化及一體化。本文主要介紹系統(tǒng)中的停車場管理、監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、門禁模塊、消防模塊的應用。

2.1 智能停車場模塊

智能停車場模塊針對服務區(qū)的停車場系統(tǒng)進行三維監(jiān)控。通過三維空間展示停車場的布局和車輛的三維模型,UI界面實時展示停車場車位使用情況和車輛進出的記錄。同時可以通過車牌號搜索車輛的具體位置,直觀地看到車輛的具體停放位置信息、車牌信息、車輛進出記錄信息、車輛停放時長等。智能停車場模塊如圖4所示。

圖4 智能停車場模塊示例圖

2.2 智能監(jiān)控模塊

智能監(jiān)控模塊實現(xiàn)了服務區(qū)內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的三維監(jiān)控。通過三維空間直觀展示服務區(qū)內(nèi)每一樓層的監(jiān)控設備,UI界面主要對監(jiān)控設備品牌占比、在線離線設備數(shù)量和關鍵區(qū)域監(jiān)控信息進行實時展示。在三維環(huán)境中實時展示服務區(qū)中監(jiān)控相機的數(shù)量、位置和狀態(tài),可實現(xiàn)單個及多個相機圖像的實時展示;單點、多點可出一路或多路實時視頻信息,方便快速把握管理范圍。同時在三維場景中以2D/3D視角打開盲區(qū)分析工具,可直觀查看監(jiān)控未覆蓋區(qū)域。智能監(jiān)控模塊如圖5所示。

圖5 智能監(jiān)控模塊示例圖

2.3 智能照明模塊

智能照明模塊針對服務區(qū)內(nèi)的照明系統(tǒng)進行三維監(jiān)控。在3D場景中直觀展示服務區(qū)內(nèi)所有照明設備的空間分布及運行狀態(tài),點擊每個照明設備可查看照明設備的相關信息,可在3D系統(tǒng)中遠程進行燈具開關、亮度調(diào)節(jié)等操作。智能照明模塊如圖6所示。

圖6 智能照明模塊示例圖

2.4 智能門禁模塊

智能門禁模塊針對服務區(qū)內(nèi)的門禁系統(tǒng)進行三維監(jiān)控。在三維環(huán)境中直觀查看服務區(qū)中門禁位置、運行狀態(tài),可通過可視化方式定位門禁;選中門禁可顯示人員進出信息,包括人員、進出時間等數(shù)據(jù)展示,還可以動畫的方式展示。可通過系統(tǒng)遠程打開或關閉門禁。當出現(xiàn)違禁闖入、違禁刷卡等人員時,系統(tǒng)發(fā)出警報并聯(lián)動可視化告警,方便管理人員在全局中直觀地對門禁進行應急操作。通過與監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)對接,實現(xiàn)人員識別、劃定禁區(qū)、物品丟失等事件識別并觸發(fā)相機提示,提供相關相機圖像調(diào)取。智能門禁模塊如圖7所示。

圖7 智能門禁模塊示例圖

2.5 智能消防模塊

智能消防模塊是針對服務區(qū)內(nèi)的消防系統(tǒng)進行三維監(jiān)控。在系統(tǒng)中展示服務區(qū)內(nèi)所有供電線路、管道和環(huán)境測量等設備,在可視化系統(tǒng)中以不同顏色和圖例顯示不同消防設施的運行狀態(tài)和監(jiān)控信息。同時通過各種相異色彩區(qū)分不同消防管線、服務區(qū)內(nèi)所有避難點的位置,并可以通過動態(tài)方式展示管線走向,可視化展示消防監(jiān)控設備的空間分布和統(tǒng)計信息,以便了解更多的信息,以高亮、閃爍等方式直觀展示探測報警值及報警位置,并通過系統(tǒng)進行排煙防火的操作。智能消防模塊如圖8所示。

圖8 智能消防模塊示例圖

3 結(jié)語

本文針對當前服務區(qū)系統(tǒng)平臺間形成信息孤島,缺乏高效的可視化管理手段等問題,闡述了作者在智慧服務區(qū)信息化方面所進行的研究和實踐。研究了3D可視化和IBMS智能化集成,開發(fā)了智慧服務區(qū)綜合管理可視化系統(tǒng),并在實踐應用中實現(xiàn)了管理者身臨其境地管理服務區(qū)眾多子系統(tǒng),為服務區(qū)的各級管理者提供了決策支持,形成面向日常運行指揮、調(diào)度管理的平臺。因此,隨著服務區(qū)的智能設備信息越來越復雜,運營維護工作量不斷增長,本系統(tǒng)將具備越來越好的應用前景。