CN106294887A - 基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，所述方法包括如下步骤：依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型，依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物进行模型化，依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物进行模型化，设定所述待描述事物的特定属性，采集所述待描述事物的数据以对所述待描述事物动态监测和管理。

Description

基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法

技术领域

本发明涉及一种对工业生产监控和管理的方法，尤其涉及一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法。

背景技术

在国内外的研究成果中，时空数据库模型目前大部分处于理论研究过程中，具体实现的原形系统还很少。目前主要的时空数据库模型主要有：序列快照模型、时空立方体模型、基态修正模型、时空复合模型、面向对象的时空模型等。这些模型有着不同的性质和优缺点，但是对于统计行业来说都不能很好地满足需求。例如，序列快照模型由一系列时间切片构成，每一个时间切片代表不同时刻地图状态，也可以理解为，一组具有时间概念的地图集，每个地图都有一个时间属性，缺点在于其只记录每个时间切片的状态，对于表达某个时间段变化情况来说，展现方式不直接，数据冗余大；时空立方体模型由两个空间维度和一个时间维度构成，沿着时间维度进行分析可以发现二维空间的演变模式，缺点是随着年份增加，立方体的操作会变得极其复杂；基态修正模型为了避免对每个时间节点进行重复记录，定义某个时间点的空间状态为基态，也就是原始状态，然后以某个时间频率对空间变化部分进行记录，缺点在于对于获得基态之前的变化情况操作比较复杂；还有其他一些时空数据库模型思想，例如面向对象的时空模型思想，基于特征的时空数据库模型、基于事件的时空数据库模型等，都是利用面向对象或者差量记录的方式对空间变化情况及其相互关系进行记录，其缺点在于或多或少地不能满足统计时空数据库纷繁复杂指标和统计级别众多的要求，并且在业务适用性方面不能很好地满足统计部门的需要。

中国专利(公布号为CN104217279A)公开了一种针对企业过程管理的四维多角度评价系统。该专利包括三个功能模块：四维过程数据库、过程质量标准化数据库和多角度过程评价模块，其评价过程的步骤包括过程质量标准化体系的定制、四维过程数据库的事件信息存储，任意多角度的过程能力评价法。该专利的重点是企业生产管理事件的四维过程数据模型建设，它能彻底实现了对企业生产管理过程的真实客观多方位的评价，所有用于分析的数据来源于企业生产管理过程中实际发生事件，采用更加科学和全面的多角度过程能力评价法。该方法设计合理，实用性强，能够为企业业务流程优化重组工作提供重要参考和真实依据。然而，该专利存在的问题是需要借助MES平台实现关系库配置，而MES的有些高级功能并不能满足实际的生产管理需求，且需要高级语言定制开发，若要进行变更则非常困难。另外，该方法不能对数据库中的所有数据进行统一、有效地储存和调用，不能对每一个对象点化，管理和监控不够精细。

中国专利(公布号为CN103678712A)公开了一种灾害信息时空数据库。该专利的灾害信息时空数据库包括灾害现势数据库、灾害过程数据库和灾害历史数据库三个灾害信息数据库，统一编码模块对接收的灾害信息数据分层次编码；属性数据管理模块和空间位置数据管理模块导入灾害信息属性数据和空间位置数据到对应的灾害信息数据库；灾害信息数据通过逻辑变更模块在各灾害信息数据库之间传输；时空数据库索引模块按时间序列对灾害信息时空数据库建立更新索引；逻辑变更模块和时空数据库索引模块构成灾害信息时空数据库的基础，对灾害属性的管理维护、时空逻辑索引的变更维护，为统计数据的入库、检索和时空查询做好准备。该专利解决了在对实现时空数据的储存、管理和历史回顾时数据冗余高、工作效率较低的问题。然而，该专利存在的问题是：(1)该关系数据库为SQL或者Oracle，只能通过编码进行分类检索，不能通过直接输入时间或者空间信息进行检索查询(对历史数据库的快速检索也只能通过时间信息进行，不能通过空间信息进行检索)，因而对数据库的查询和调用很不方便；(2)检索方式单一，只能在某一时间范围进行检索，而不能在某一空间范围进行检索，比如不能对发生在太平洋区域内所有的灾害信息进行检索。

目前众多的空间数据库标识空间信息都是采用存储坐标信息来支持空间信息，加上使用一个自增长ID(Identity，序列号)来提供索引，在搜索上需要依靠空间结构算法来实现。为解决上述问题，现有技术通过使用更加简单的空间索引技术，能够简化空间数据库字段结构，节省占用的存储空间。

中国专利(公告号为CN102622349B)公开了一种空间位置信息数据库的处理方法及装置。该专利提供的处理方法包括：获取一空间位置的坐标数据；根据所述坐标数据生成与所述空间位置对应的空间位置信息编码，包括：定义在中国范围内实施的空间位置信息编码分为五节代码，国家码-区域码：子码1：子码2-附加码，每节代码的编码方法原则为自上而下、自左向右进行编号；在空间位置信息数据库中存储所述空间位置信息编码，将所述空间位置信息编码作为所述空间位置在所述数据库中的索引和位置信息。该专利提供的处理方法使用空间位置信息编码替代目前广泛使用的数据库索引、位置信息和永久ID等多种数据信息，不但可以方便地管理和检索数以千万计的空间位置信息数据库，而且节约了数据库空间。然而，该专利存在的问题是：(1)对空间描述准确度、精确度不够高，比如对工厂中某一设备上部、底部无法准确、区分描述；(2)空间解析和编码对于数据的查询和调用不方便，比如查看工厂锅炉工作情况，还需要去找该锅炉对应的编码，不能直接进行查询；(3)当物理位置更新改变后，数据库没有动态更新。

关系型数据库是存储在计算机上的、可共享的、有组织的关系型数据的集合。关系型数据是以关系数字模型来表示的数据，关系数学模型中以二维表的形式来描述数据。在使用关系型数据库存储信息的应用系统中，存在大量的多维度查询，这类查询提供了多种维度的查询条件供使用者输入，同时使用者需要简单、快速、智能地检索到需要的信息。目前，对数据库查询的优化方法主要有以下几种：(1)合理利用索引：对关系数据库中的数据表，按被查询字段创建独立有序的存储结构，类似给书籍创建目录，以空间换取时间，提高查询性能。(2)冗余关系数据：关系数据库中的数据结构设计需遵循一定的规范，以确保数据的完整性和一致性，而适当采取反向规范化，在二维表中冗余存储其它相关表中信息，以减少查询时的关联关系，提高查询性能。(3)分离存放海量数据：对于海量数据，按某些数据进行分类独立存储，如电话号码信息按所属地区分别存储，增加了业务逻辑复杂程度，提高了应用程序的设计难度以及数据维护难度，但缩小了查询范围，可以提高查询性能。

中国专利(公告号为CN100483411C)公开了一种关系型数据库中信息检索方法及装置。该专利的检索方法包括步骤：构造维度缩减策略树并置于数据库系统中，所述维度缩减策略树包括至少一个子节点和至少一个根节点，每个子节点至少包含本节点编号标识信息及查询条件组合信息和下级子节点编号；当按用户查询条件检索所述数据库未得到所需数据时，根据维度缩减策略树依次构造新的查询条件；按照新的查询条件检索数据库直到得到所需的数据或查询到维度缩减策略树的根节点返回无所需数据的信息。该专利还公开了一种关系型数据库中信息检索装置，包括：查询条件获取单元，查询结果输出单元，策略树存储单元和查询操作单元。利用该专利提供的检索方法和检索装置，可以提高数据库检索效率。然而，该专利存在的问题是：查询和调用数据时需要特定的编号标识信息，在某些领域，比如工业过程控制领域，设备和过程参数的类型和数量都很多，使用编号查询数据很不方便。这也是传统关系数据库始终存在的问题—每个对象必须通过唯一对应的标识码才能检索到对应的数据，导致检索效率不高。因此，急需改进传统关系数据库以提高检索效率。

目前大家通用的数据库，如甲骨文Oracle，微软Microsoft的SQL，Access等，其技术均是建立在20世纪80年代落后的硬件环境基础上的，当时高分辨率的显示器、扫描仪等还未能普及。数据库结构的建立必须受制于字符终端，是用文字来描述数据库结构。虽然经过了十几年的改进，但仍然未能改变数据库结构建立的现状。所有数据库结构的建立都必须经过一系列的繁杂定义或赋值。数据的输入或输出必须由程序员用程序语言编写程序。数据库的维护必须由原程序设计者提供源程序码方可对其系统进行维护或升级。查询或调用数据库数据时必须输入特定的标识。传统数据库的建立方式一直沿用到今天，但其庞大的支出，使得市场上急需一种便捷、高效、低成本的数据库系统。目前还没有一种数据库能提高这几种数据库的功能，而且是可以组态实现的。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，所述方法包括如下步骤：依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型，依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物进行模型化，依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物进行模型化，设定所述待描述事物的特定属性，采集所述待描述事物的数据以对所述待描述事物动态监测和管理。

根据一个优选实施方式，所述依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物进行模型化至少包括如下步骤：依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物的空间进行模型化以建立空间模型，对所述待描述事物的空间模型进行实例化以建立空间对象；所述依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物进行模型化包括如下步骤：依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物的时间进行模型化以建立时间模型，对所述待描述事物的时间模型进行实例化以建立时间对象。

根据一个优选实施方式，所述依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物的空间进行模型化以建立空间模型的方法为依据待描述事物的空间状态确定多层级空间模型；所述依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物的时间进行模型化以建立时间模型的方法为依据待描述事物的时间状态确定多层级时间模型。

根据一个优选实施方式，将所述待描述事物的空间模型和所述待描述事物的时间模型进行关联以建立历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型。

根据一个优选实施方式，将所述历史数据模型实例化为历史数据对象，并且所述历史数据对象关联由所述历史数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由所述历史数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象；将所述实时数据模型实例化为实时数据对象，并且所述实时数据对象关联由所述实时数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由所述实时数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象；将所述计划数据模型实例化为计划数据对象，并且所述计划数据对象关联由所述计划数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由所述计划数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象。

根据一个优选实施方式，将所述历史数据对象配置计算机空间属性后成为历史数据库，将所述实时数据对象配置计算机空间属性后成为实时数据库，将所述计划数据对象配置计算机空间属性后成为计划数据库，并且所述历史数据库用于存储所述待描述事物的历史数据，所述实时数据库用于存储所述待描述事物的实时数据，所述计划数据库用于存储所述待描述事物的计划数据。

根据一个优选实施方式，所述待描述事物的特定属性至少包括所述待描述事物的时间属性和所述待描述事物的空间属性，并且所述时间属性至少包括时间位置、开始时间和结束时间，所述待描述事物为静态对象时，所述空间属性至少包括地理空间范围、地理空间位置和形状尺寸轮廓，所述待描述事物为动态对象时，所述空间属性至少包括地理空间位置、候选地理空间位置和所述待描述事物的空间范围的形状尺寸轮廓。

根据一个优选实施方式，所述待描述事物的特定属性还包括所述待描述事物的图形属性、音频属性、视频属性和名称属性中的一种或多种。

根据一个优选实施方式，通过如下方法采集所述待描述事物的数据：通过从所述待描述事物现场直接采集所述待描述事物的历史数据或者通过计算采集所述待描述事物的历史数据，通过传感器采集所述待描述事物的实时数据或者通过计算采集所述待描述事物的实时数据，通过从第三方系统接口导入计划需求并通过计算生成计划数据。

本发明的另一方面还提供了一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述系统，所述系统至少包括数据采集模块、数据模型化模块和数据存储模块，所述系统依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型后，依据待描述事物的空间状态和/或时间状态对所述待描述事物进行模型化以建立空间模型和/或时间模型，并将所述空间模型和所述时间模型进行关联以建立历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型，对所述历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型实例化后建立历史数据库、实时数据库和计划数据库，并设定所述待描述事物的特定属性，所述系统通过数据采集模块采集所述待描述事物的数据以对所述待描述事物动态监测和管理，其中，所述数据采集模块用于手动或自动地采集所述待描述事物的数据并将所采集的数据发送至数据模型化模块，所述数据模型化模块包括用于根据所述待描述事物的时间属性和/或空间属性构建时间模型和/或空间模型的数据模型化单元和用于存储所述时间模型和/或空间模型的数据模型存储单元，所述数据存储模块包括用于存储待描述事物历史状态的历史数据存储单元、用于存储待描述事物实时状态的实时数据存储单元和用于存储待描述事物计划状态的计划数据存储单元。

本发明提供的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法和系统至少具有如下优势：

本发明依据待描述事物的时间状态和/或空间状态建立历史数据库、实时数据库和计划数据库，即通过三段时间维度来描述生产监控管理的数据信息，通过一个数据库解决了多种系统应用的问题，可以降低用户的投资和系统的维护成本；并且本发明的历史数据库、实时数据库和计划数据库至少包括待描述事物的时间属性和空间属性，在数据查询时，按照时间和空间即可检索模型中的对象，方便快捷，可以大大提高检索效率。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施方式的自定义空间模型示意图；

图2是本发明的一个优选实施方式的自定义时间模型示意图；

图3是本发明的一个优选实施方式的系统时间模型示意图；和

图4是本发明的一个优选实施方式的数据模型间的时空转换关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进行详细说明。

对本发明中涉及到的名词作如下解释说明。

本发明的四维空间是指待描述事物的三维空间加上一维时间。由此，用于存储待描述事物数据的历史数据库、实时数据库和计划数据库均为时空数据库。时空数据库中存储的数据至少包含待描述事物的三维空间属性和时间属性。

数据模型：数据模型是描述系统中使用的数据。数据模型按照时态分为实时数据模型、历史数据模型和计划数据模型。按照功能又分为数据、报警、事件。时态和功能的组合会有更多种数据。优选地，数据模型可以具有不同的版本。系统中，同一模型可以存在于多个版本。模型的实例化是对应于模型的某一版本的。模型在生成新版本时，不会影响已经生成的实例。模型某一版本被修改，则会影响该版本模型生成的实例。

数据模型包括属性和成员两部分。不同的数据模型的属性会有差别，比如实时数据，具有新鲜度的属性。事件数据具有开始时间、结束时间、持续时间等属性。成员是构成数据的组成部分，用户是可以根据需要定义不同的成员来描述业务中的数据。优选地，成员个数限定为最大256个成员。优选地，对于属性名，成员名不允许超过64个字符。

数据类型：系统支持的数据类型，是指在定义成员时可用的数据类型。对于Blob类型和字符串类型，需要指定最大长度。优选地，Blob类型和字符串类型的最大长度不超过1K。优选地，图形类型也属于数据类型，也可以作为对象的成员使用。图形类型的坐标是像素坐标。

时间模型是用于描述待描述事物时间状态的数据模型，时间模型的时间粒度是衡量时间状态的单位，包括时间单位和基于生产情况自定义的时间参数。

空间模型是用于描述待描述事物空间状态的数据模型，空间模型的空间粒度是衡量空间层次和空间位置的空间参数，包括空间单位和基于生产情况自定义的空间参数。

本发明提供了一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，该方法包括如下步骤：依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型。依据待描述事物的空间状态对待描述事物进行模型化。依据待描述事物的时间状态对待描述事物进行模型化。设定待描述事物的特定属性。采集待描述事物的数据以对待描述事物动态监测和管理。

本发明的另一方面还提供了一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述系统，所述系统至少包括数据采集模块、数据模型化模块和数据存储模块。所述系统依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型后，依据待描述事物的空间状态和/或时间状态对所述待描述事物进行模型化以建立空间模型和/或时间模型，并将所述空间模型和所述时间模型进行关联以建立历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型，对所述历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型实例化后建立历史数据库、实时数据库和计划数据库，并设定所述待描述事物的特定属性，所述系统通过数据采集模块采集所述待描述事物的数据以对所述待描述事物动态监测和管理。

根据一个优选实施方式，所述数据采集模块用于手动或自动地采集所述待描述事物的数据并将所采集的数据发送至数据模型化模块。优选的，所述采集模块包括至少一个图像采集设备、至少一个声音采集设备和/或至少一个数据导入装置。

根据一个优选实施方式，所述数据模型化模块包括用于根据所述待描述事物的时间属性和/或空间属性构建时间模型和/或空间模型的数据模型化单元和用于存储所述时间模型和/或空间模型的数据模型存储单元。优选的，所述数据模型化模块为计算引擎、专用集成电路或单片机。

根据一个优选实施方式，所述数据存储模块包括用于存储待描述事物历史状态的历史数据存储单元、用于存储待描述事物实时状态的实时数据存储单元和用于存储待描述事物计划状态的计划数据存储单元。优选地，所述数据存储模块为专用集成电路或单片机。

实施例1

本发明的一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，该方法包括如下步骤：

S1：依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型。

S2：依据待描述事物的空间状态对待描述事物进行模型化。

S3：依据待描述事物的时间状态对待描述事物进行模型化。

S4：设定待描述事物的特定属性。

S5：采集待描述事物的数据以对待描述事物动态监测和管理。

下面详细介绍本发明的一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法的各个步骤。

S1：依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型。

根据一个优选实施方式，依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型后，通过建立时间模型和空间模型并将时间模型和空间模型进行关联以建立历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型。

S2：依据待描述事物的空间状态对待描述事物进行模型化。

根据一个优选实施方式，依据待描述事物的空间状态对待描述事物进行模型化包括如下步骤：(1)依据待描述事物的空间状态对待描述事物的空间进行模型化以建立空间模型。(2)对待描述事物的空间模型进行实例化以建立空间对象。优选地，空间状态为待描述事物的地理空间状态。优选地，依据待描述事物的空间状态对待描述事物的空间进行模型化以建立空间模型的方法为依据待描述事物的空间状态确定多层级空间模型。优选地，对待描述事物的空间模型进行实例化以建立空间对象的方法为：

S201：通过空间对象编辑器加载地图和/或待描述事物的CAD图纸作为底图。优选地，通过空间对象编辑器加载谷歌地图、百度地图和/或待描述事物的CAD图纸作为底图。

S202：在底图内绘制一个空间对象作为第一级空间对象。优选地，在地图配置里选择设定相应的坐标系，基于工厂所在地理位置绘制一个Root根节点的空间范围，在Root根节点的空间范围内用矩形、不规则多边线、点和/或折线来绘制一个空间对象以获得第一级空间对象。

S203：在第一级空间对象内绘制一个空间对象作为第二级空间对象。优选地，在第一级空间对象内用矩形、不规则多边线、点和/或折线来绘制一个空间对象以获得第二级空间对象。

S204：按照同样的方式，在第n-1级空间对象内绘制一个空间对象作为第n级空间对象。优选地，在第n-1级空间对象内用矩形、不规则多边线、点和/或折线来绘制一个空间对象以获得第n级空间对象。

优选地，第一级空间对象、第n-1级空间对象和第n级空间对象均是指空间对象。由于空间是数据固有的属性，因此，每个数据均表达的是具体空间对象下的数据对象。

S3：依据待描述事物的时间状态对待描述事物进行模型化。

根据一个优选实施方式，依据待描述事物的时间状态对待描述事物进行模型化包括如下步骤：(1)依据待描述事物的时间状态对待描述事物的时间进行模型化以建立时间模型。(2)对待描述事物的时间模型进行实例化以建立时间对象。优选地，依据待描述事物的时间状态对待描述事物的时间进行模型化以建立时间模型的方法为依据待描述事物的时间状态确定多层级时间模型。

根据一个优选实施方式，将待描述事物的空间模型和待描述事物的时间模型进行关联以建立历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型。将历史数据模型实例化为历史数据对象。历史数据对象关联由历史数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由历史数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象。将实时数据模型实例化为实时数据对象。实时数据对象关联由实时数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由实时数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象。将计划数据模型实例化为计划数据对象。计划数据对象关联由计划数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由计划数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象。

根据一个优选实施方式，将历史数据模型中的历史数据对象配置相应的计算机空间属性后成为历史数据库。将实时数据模型中的实时数据对象配置相应的计算机空间属性后成为实时数据库。将计划数据模型中的计划数据对象配置相应的计算机空间属性后成为计划数据库。历史数据库根据配置的条件存储待描述事物历史数据。实时数据库根据配置的条件存储待描述事物的实时数据。计划数据库根据配置的条件存储待描述事物的计划数据。

根据一个优选实施方式，系统内部分成历史数据库、实时数据库和计划数据库三个数据库。这三个数据库是不需要用户配置的。用户使用时，仅需通过配置界面指定历史服务器、实时服务器和计划服务器。系统运行起来，各个服务器客户端会自动将数据发给对应的服务器。例如，实时数据客户端会把本系统产生的实时数据传送给实时服务器，实时服务器自动在数据库中创建表格，并将相关数据存储到对应表格中。历史数据客户端和计划数据客户端也如此。本发明的存储机制不限于此，还包括其它存储机制。

根据一个优选实施方式，历史数据、实时数据和计划数据的存储存在很大区别。实时数据的时态是实时的，表示当前时间的数据，具有新鲜度的特质，也就是其数据的刷新周期要符合其时间粒度。例如，如果对象的新鲜度是5秒，则其刷新周期也应该是5秒，如果5秒内不刷新则该对象为不新鲜。实时数据要求有很高的实时性，每秒要能刷新上百万条记录的实时数据，对于没有及时刷新的数据会有新鲜期的限制。超过新鲜期的实时数据转变为历史数据。历史数据时态是历史的，表示过去时间的数据。工业过程的历史数据多数是时序数据，可以进行压缩。历史数据中的业务数据也可以以非压缩的方式进行存储。计划数据时态是未来的，表示未来时间的数据。计划数据依据历史数据和实时数据计算所得。

S4：设定待描述事物的特定属性。

根据一个优选实施方式，待描述事物的特定属性至少包括待描述事物的时间属性和待描述事物的空间属性。优选地，时间属性至少包括时间位置、开始时间和结束时间。待描述事物为静态对象时，空间属性至少包括地理空间范围、地理空间位置和形状尺寸轮廓。待描述事物为动态对象时，空间属性至少包括地理空间位置、候选地理空间位置和待描述事物的空间范围的形状尺寸轮廓。本发明的三个数据库至少包括待描述事物的时间属性和空间属性，在数据查询时，按照时间和空间即可检索模型中的对象，方便快捷。

根据一个优选实施方式，待描述事物除了具有时间属性和空间属性外，还可以自定义数据的其它属性。优选地，待描述事物的其它特定属性包括待描述事物的图形属性、音频属性、视频属性和名称属性中的一种或多种。优选地，待描述事物的其它特定属性还包括常规数据类型、空间几何类型、二进制和枚举属性等。通过对待描述事物的“点化”，可以实现对各类非结构化数据的对象管理，从而实现统一的存储和查询调用。优选地，视频文件用来播放，把视频文件作为图形对象的成员传到显示设备，显示设备会根据图形对象的轮廓建立播放区域，可通过脚本函数来控制视频的播放。音频文件用来播放，提供声音播放函数。对于图片类型作为图形对象的成员，图形对象传送到显示设备时，显示设备将绘制图片到屏幕上。对于文件类型的资源对象，可用于文件的传输和存储，比如把工艺文件保存起来，下达操作规范。图形类型也属于数据类型，也可以作为对象的成员使用。图形类型的坐标是像素坐标。几何类型是描述地理空间对象的形状，在空间对象的属性上需要配置。

根据一个优选实施方式，时间属性和空间属性是事物的固有属性，针对实时数据库中的数据，有数据的新鲜期描述，超过新鲜期的数据状态为失效。数据库中每个数据的时间粒度是固定的，可以是秒、分钟或者小时。优选地，时间属性至少包括时间位置、开始时间和结束时间。时间位置是相对于父空间模型的位置。数据库中每个数据的空间属性包括地理空间范围、地理空间位置、形状尺寸轮廓、候选地理空间位置、计算机空间、候选计算机空间属性等。优选地，待描述事物为静态对象时，例如，设备的形状尺寸，空间属性至少包括地理空间范围、地理空间位置和形状尺寸轮廓。形状尺寸轮廓都是基于上一级空间对象空间范围内的尺寸。也就是说，上一级空间包含子空间，决定了子空间的坐标位置和尺寸，子的坐标都是相对于父的。待描述事物为动态对象时，例如，一条生产线，空间属性至少包括地理空间位置、候选地理空间位置和待描述事物的空间范围的形状尺寸轮廓。

S5：采集待描述事物的数据以对待描述事物动态监测和管理。

根据一个优选实施方式，通过如下方法采集待描述事物的数据：从待描述事物现场直接采集待描述事物的历史数据。或者，通过计算采集待描述事物的历史数据。通过传感器采集待描述事物的实时数据。或者，通过计算采集待描述事物的实时数据。通过从第三方系统接口导入计划需求，计划需求被系统识别后通过界面的编辑和调用算法来计算生成计划数据。

本发明的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，该方法分别利用历史数据库、实时数据库和计划数据库存储工业生产监控和管理过程中的历史数据、实时数据和计划数据，每个数据至少具有时间属性和空间属性。时空是很自然的语言，用户无需学习复杂的语法规则，每个生产管理人员只需知道什么时间什么地点即可查看到待描述事物的状态，具有方便快捷的优势。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做的进一步改进，仅对改进的部分进行说明。

根据一个优选实施方式，历史数据库、实时数据库和计划数据库中存储的数据必须有时间属性。时间是待描述事物不可分割的属性。没有时间，对象也不可能存在。时间是对待描述事物的时间位置的描述。优选地，待描述事物的时间属性是指待描述事物的时间位置。待描述事物的时间位置至少包括待描述事物的时间粒度和时间精度。例如，生产批次就是一种粒度。某个车间第一批次的信息，用户使用起来非常方便。不用去写某个时间段去获取可能的批次信息。

根据一个优选实施方式，通过如下方式建立时间模型和空间模型：

时间模型：时间模型是用于描述待描述事物时间状态的数据模型。时间模型的时间粒度是衡量时间状态的单位，包括时间单位和基于生产情况自定义的时间参数。优选的，时间模型是描述待描述事物时间粒度的模型。例如，时间粒度为年、月、日、小时、分钟或者秒等。也可以自定义时间粒度，如班或者批次等。

空间模型：空间模型是用于描述待描述事物空间状态的数据模型。空间模型的空间粒度是衡量空间层次和空间位置的空间参数，包括空间单位和基于生产情况自定义的空间参数。优选的，空间模型是描述待描述事物空间粒度的模型。例如，空间粒度为总公司、分厂、车间、生产线、工序、工位或设备等。

数据建模：描述的每个事物都是由模型实例化来的。例如，产品是一个物。产品的加工是一件事。产品出库也是一件事。某个工位上加工的产品数量(员工绩效)也是事。本发明的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法会对这些事物进行数据建模，数据模型会指定时间模型和空间模型。例如，工位加工的绩效模型，空间属性就是工位，时间属性是班。数据的其它属性可以是工单号、加工数量、报警次数、返工次数等。这些数据模型的数据是通过计算模型来完成的，计算检测生产数据变化，定时统计绩效数据输出到绩效模型。

工厂建模：工厂建模是根据之前的模型进行工厂实例化。例如，实际工厂名称、生产线名称、设备名称、工序名称，这是空间实例化。实例化的过程中也确定了各个对象的附属关系。一天有几班，每个班多长，这是时间实例化。实际生产线都有几个工序绩效数据，这是绩效数据模型的实例化。当然还有计算的实例化，因为要计算这些绩效数据。

系统运行：系统运行后，系统后台自动检测生产信息，记录每个工序的生产情况，实时统计每个工位的生产绩效。至此，一个工厂的生产情况就被实时记录到时空数据库。用户需要查看的时候在场景模型里去进行查询实时和历史生产数据信息。

制定计划：制定计划一般都会制定总的计划比如全厂年计划，再分解到全厂月、全厂日、全厂班，车间月，车间日，车间班。只要用户需要可以分解到非常细的粒度，然后每执行一个时空粒度都去监控有没有按照计划执行。

根据一个优选实施方式，时间属性和空间属性是独立的。描述时间对象时有粒度和精度，比如年的粒度是年，精度可以是秒也可以是毫秒。时间对象在数据记录上有时间位置、时间位置的开始时间和结束时间。比如2016年就是时间位置。2016年3月也是时间位置，一般2016年3月时间位置的开始时间是2016年3月1日0：00：00.000，结束时间是2016年3月31日23：59：59.999。优选地，也可以自定义时间位置。例如，2016财年三月来自自定义的财年(父时间模型)-财月(子时间模型)，开始时间和结束时间是用户自定义的，比如2016年3月2日-3月15日，当用户用2016财年三月就表示这个时间段。

根据一个优选实施方式，每个模型都有唯一的时间粒度和空间粒度，以一个计划数据为例，描述的是一个生产线(空间)班(时间)计划，生产线模型和班模型是实现定义的空间模型和时间模型，模型确定以后在工程阶段假设生产线模型有3条生产线对象，班模型有甲乙丙三班。那么数据模型只能实例化3条生产线3个班组共计9个计划数据对象，不能实例化其他时空粒度的计划。模型的时间粒度和空间粒度确定以后不能再进行修改，只有修改了属性或者变更成员才会生成新版本。

实施例3

本实施例是在实施例1和实施例2的基础上做的进一步改进，仅对改进的部分进行说明。

根据一个优选实施方式，历史数据库、实时数据库和计划数据库中存储的数据还必须有空间属性。空间是待描述事物不可分割的属性，没有空间，对象也不可能存在。对于一个工程来说，如果时空体系发生变化，意味着工程的重建。空间模型是一种层级的关系，空间模型最主要的特点是子模型的范围不能超过父模型。一个父模型可以有多个子模型，一个子模型只能有一个父模型。空间是对待描述事物的空间位置的描述。优选地，待描述事物的空间属性是指待描述事物的空间位置。待描述事物的空间位置至少包括待描述事物的空间范围、空间粒度和空间精度等。同一模型实例化的待描述事物，如果待描述事物的时间位置、空间位置、时间长度和空间长度都相同，则待描述事物一定为同一对象。优选的，本发明的空间属性也可以是待描述事物的管理范围。例如，某个集团，是由若干分公司构成，这些分公司由若干个工厂构成。每个工厂有实际的空间位置，分公司还有公司大楼，分公司的空间范围是工厂和大楼的外边轮廓。集团的空间范围是多个分公司的外边轮廓。

下面以热网行业的一个企业为例具体介绍本发明的空间实例化过程。

空间实例化过程首先要确定空间模型。例如，针对热网行业的企业，确定的空间模型为总公司模型、分公司模型、管理处模型、换热站模型和设备模型。总公司模型包含至少一个分公司模型。分公司模型包含至少一个管理处模型。管理处模型包含至少一个换热站模型。换热站模型包含至少一个设备模型。由此可知，总公司模型与分公司模型之间、分公司模型与管理处模型之间、管理处模型与换热站模型之间和换热站模型与设备模型之间均是父模型与子模型的关系。优选地，父模型确定子模型的边界。即：分公司模型一定在总公司模型范围内。管理处模型一定在分公司模型范围内。换热站模型一定在管理处模型范围内。设备模型一定在换热站模型范围内。另外，父模型会定义子模型的精度。例如：换热站模型是设备模型的父模型，换热站的精度是米，则设备的长和宽就以米为单位进行表达。通过空间对象编辑器，加载谷歌地图或者百度地图，并在地图配置里选择设定相应的坐标系。优选地，谷歌地图选择谷歌地图坐标系，百度地图选择百度地图坐标系。根据公司所在的地理位置绘制一个Root根节点的空间范围，在地图上放大一定比例以后，绘制一个矩形，这个矩形就是Root根节点的范围，系统会存储Root根节点的地理信息，是一串空间点集。确定了Root的空间范围后，在Root范围内用矩形/不规则多边线/点/折线来绘制一个空间对象，这个空间对象就是第一级空间模型，即总公司模型。绘制完总公司模型后，把总公司模型的图形放大，在总公司模型内用矩形/不规则多边线/点/折线来绘制一个空间对象，这个空间对象就是第二级空间模型，即分公司模型。按照同样的方法绘制出管理处模型、换热站模型和设备模型。

根据一个优选实施方式，企业一般会有公司内部的CAD图纸，将公司的CAD图纸导入空间对象编辑器，并将CAD图纸表达的公司边界与绘制的公司边界重合。根据CAD图纸展示的公司对象再描绘一遍各个对象，每个对象对应的空间模型。如此，公司的空间对象实例化完毕。CAD图纸里会有很多图形，空间实例化时只需要描绘需要的空间对象即可。

实施例4

本实施例以一个具体的例子详细说明本发明的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法。

对工业生产进行监控和管理时，将一个车间的生产订单分解为若干个生产线工单，每个生产线工单再落实到该生产线设备生产的产品上，并对时间和空间进行建模。

如图1所示，自定义空间模型包括车间模型、生产线模型、设备模型和Tag模型。车间模型为生产线模型的父模型。生产线模型为设备模型的父模型。设备模型为Tag模型的父模型。如图2所示，自定义时间模型包括订单模型、工单模型和产品模型。订单模型为工单模型的父模型。工单模型为产品模型的父模型。如图3所示，系统自带的时间模型包括年、月、日、时、分、秒和毫秒。同样的，年为月的父模型。月为日的父模型。日为时的父模型。时为分的父模型。分为秒的父模型。秒为毫秒的父模型。

根据一个优选实施方式，时间模型的特点是具备开始时间和结束时间。本实施例之所以将订单、工单和产品划分为时间模型，是因为在做计划时，订单有订单计划开始时间和计划完成时间，工单也有工单计划开始时间和计划完成时间，产品也有产品计划开始时间和计划完成时间。优选地，每个订单、工单和产品都有唯一的名称。即订单编号唯一，某个订单的工单编号也是唯一的，某个工单下的产品也是唯一的。

根据一个优选实施方式，一个订单会被安排在车间生产，并被分解为若干工单，每个工单相当于一个生产批，一批生产若干个产品。在对时间和空间建模时，按照下表1中的时空粒度，将订单计划按照时空分解为不同的计划数据模型。优选地，用户可以自定义每种计划数据模型关注的成员。优选地，计划数据是通过导入或者用户手工录入系统的。计划数据导入或者录入后，系统将计划数据逐级分解，最后分解到设备产品。

下表1列出了各数据模型对应的时间粒度和空间粒度。

表1

序号	模型类型	模型名称	时间粒度	空间粒度
					1	实时数据模型	实时数据模型1	秒	Tag
2	实时数据模型	实时数据模型2	产品	设备
					3	实时数据模型	实时数据模型3	工单	生产线
4	实时数据模型	实时数据模型4	订单	车间
					5	历史数据模型	历史数据模型1	产品	设备
6	历史数据模型	历史数据模型2	工单	生产线
					7	计划数据模型	计划数据模型1	产品	设备
8	计划数据模型	计划数据模型2	工单	生产线
					9	计划数据模型	计划数据模型3	订单	车间

在图4中，实时数据模型1～实时数据模型4、历史数据模型1和历史数据模型2、计划数据模型1～计划数据模型3分别对应的时间粒度和空间粒度如表1所示。

如图4所示，计划数据模型3(时间粒度为订单、空间粒度为车间)通过计划分解计算模型1处理后得到计划数据模型2(时间粒度为工单、空间粒度为生产线)对应的数据对象。同样地，计划数据模型2通过计划分解计算模型2处理后得到计划数据模型1(时间粒度为产品、空间粒度为设备)对应的数据对象。

本实施例通过数据采集服务器IOServer将待描述事物的数据采集到时空数据库。在数据采集服务器IOServer里，数据是以Tag变量的形式存在的。通过采集计算模型，把Tag变量转换成时空数据库可识别的Tag对象。如此可获得实时数据模型1(时间粒度为秒、空间粒度为Tag)对应的数据对象。Tag对象每个设备下都有比如上线状态，下线状态，当前产品，当前参数等。每个设备的状态和参数都是通过Tag对象采集到时空数据库，通过实时事件计算模型实时计算出产品在设备上的生产事件，如此就会动态产生实时数据模型2(时间粒度为产品、空间粒度为设备)对应的数据对象。优选地，每个产品都有所在工单的信息，如果一个工单的产品在某生产线只下线了一部分，那么就会记录生产线工单的实时情况。如果该工单产品全部下线就表示某个生产线的工单完成生产历史数据。依次类推就能计算出车间订单的实时完成情况。如果用户需要还可以继续计算出历史完成情况。具体地，如果产品在设备上下线，事件存储计算模型1基于计划数据模型1输入的计划数据并通过Tag状态变化计算产生一个产品在设备上的历史数据，如此就会动态产生历史数据模型1(时间粒度为产品、空间粒度为设备)对应的数据对象。实时统计计算模型1基于计划数据模型2输入的计划数据并通过产品状态变化计算产生一个工单在生产线上的实时数据，如此就会动态产生实时数据模型3(时间粒度为工单、空间粒度为生产线)对应的数据对象。如果工单在生产线上下线，事件存储计算模型2通过工单状态变化计算产生一个工单在生产线上的历史数据，如此就会动态产生历史数据模型2(时间粒度为工单、空间粒度为生产线)对应的数据对象。实时统计计算模型2通过工单状态变化计算产生一个订单在车间上的实时数据，如此就会动态产生实时数据模型4(时间粒度为订单、空间粒度为车间)对应的数据对象。

下面具体说明如何在模型中设置模型的属性。

根据一个优选实施方式，订单模型的属性通过如下方式设置：从时间模型中选择月模型作为订单模型的父模型。同时，设置名称为订单，描述的是时间，父模型为月，时间单位精度为时。工单模型的属性通过如下方式设置：从时间模型中选择订单模型作为工单模型的父模型。同时，设置名称为工单，描述的是时间，父模型为订单，时间单位精度为时。产品模型的属性通过如下方式设置：从时间模型中选择工单模型作为产品模型的父模型。同时，设置名称为产品，描述的是时间，父模型为工单，时间单位精度为时。

根据一个优选实施方式，在地理空间模型中设置车间模型的属性。设置名称为车间，描述的是车间，父模型为Root，模式为静态，坐标维度为二维，坐标单位精度为米。在地理空间模型中设置生产线模型的属性。设置名称为生产线，描述的是生产线，父模型为车间模型，模式为静态，坐标维度为二维，坐标单位精度为米。在地理空间模型中设置设备模型的属性。设置名称为设备，描述的是设备，父模型为生产线模型，模式为静态，坐标维度为二维，坐标单位精度为米。

根据一个优选实施方式，计划数据模型的属性通过如下方式设置：设置名称为计划数据模型3，选择时间模型为订单模型，选择地理空间模型为车间模型，地理空间动态模式为静态，范围地理空间模型为车间，形状地理空间模型为车间，位置地理空间模型为车间，计算机空间模型为计划库空间，候选计算机空间模型集合为计划库空间。优选地，计划数据一定是存在于计划库空间的。对于静态对象，范围、位置和形状都是车间本身。另外，用户可自定义计划数据模型3的成员信息。即设置计划数据模型3的成员包括客户名称、产品数量、订单状态、交货日期、联系人和联系电话等。优选地，计划数据模型中的成员类型也可以是资源。资源一般是外界导入的或者是由底层设备采集到的存储到数据的成员之上，如音频、视频、图片等。由于本发明可以将成员定义为包括音频、视频或图片的形式，使得本发明实现了非结构化数据的“点”化，即通过一个成员值就实现了对数据的非结构化成员的管理。采用同样的方式设置计划数据模型2和计划数据模型1的属性和成员信息。

根据一个优选实施方式，采用和计划数据模型相同的方式设置实时数据模型的属性和成员信息。优选地，实时数据模型和计划数据模型的属性和成员类似，只是类型不同。优选地，实时数据模型的数据对象还有新鲜期等实时数据特有的属性。

根据一个优选实施方式，采用和计划数据模型相同的方式设置历史数据模型的属性和成员信息。优选地，历史数据模型和计划数据模型的属性和成员类似，只是类型不同。

根据一个优选实施方式，在修改历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型的成员时，会产生新的历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型版本。

根据一个优选实施方式，基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法包括建模阶段和工程阶段。上述已经描述完建模阶段。由于时间对象都是根据事件检测动态创建到数据上，因此，在工程阶段即实例化阶段，只需要实例化空间对象和数据对象。下面具体说明在工程阶段是如何实例化空间对象的。

根据一个优选实施方式，在实例化阶段，根据实际对象的地理空间来实例化空间对象。利用地理空间对象编辑器，把空间对象在地图上描点绘制出来，一般车间和工厂会在地图上指定大概位置，将地图放大以后主要利用CAD图来把车间内部的布局绘制出来。

具体地，实例化空间对象包括如下步骤：(1)默认加载地图文件，指定Root路径范围，在Root路径下面创建车间所在的位置。(2)地图放大以后，不能显示具体的工厂车间，需要在地图上标出大概的位置，同时导入车间地图CAD文件，按照车间布局描绘空间对象的位置信息。描绘的地理信息的相对布局和CAD的线框是一一重合的。(3)在空间对象列表显示对象清单，在属性栏可以看到对象属性信息，包括对象名称、位置、大小、空间对象对应的空间模型和空间对象的父空间等。(4)最后在地理空间列表里会创建出相应的空间对象。

根据一个优选实施方式，基于上面的空间对象来实例化出相应的数据对象。

至此，对象描述基本完成，剩下就是在运行阶段，通过数据计算完成数据自动采集以及数据的自动运算功能。

实施例5

用户需要实现对甲工厂的第一锅炉的信息进行监测。则第一锅炉为待描述事物。首先需要建立第一锅炉的相关数据模型，并建立与之匹配的时间与空间模型，来定位或监测锅炉的相关数据信息。将相关数据信息与时间模型和空间模型关联，建立数据模型。通过建立时空体系与数据模型，对时间模型和空间模型分别实例化为空间对象和时间对象，并将数据模型实例化为数据对象。该数据对象需要选择数据模型关联的空间模型的某个空间对象，还要选择数据模型关联的时间模型的某个时间对象进行关联。例如，第一锅炉实时数据模型关联的空间是锅炉空间模型，关联的时间是班的时间模型。第一锅炉空间模型会实例化出锅炉1，锅炉2，锅炉3三个空间对象。锅炉1，锅炉2，锅炉3是凭借自然语言自定义的空间对象名称。班时间模型会实例化出早班、中班、晚班三个时间对象。早班、中班、晚班是凭借自然语言自定义的时间对象名称。锅炉实时数据模型实例化出锅炉实时数据对象1。锅炉实时数据对象1的关联空间对象是锅炉1，关联时间对象是早班、中班、晚班，即时间模型默认对应的是班模型。因为锅炉1是实时对象，在计算机存储配置的时候只能选择实时数据库空间。同理实现对历史数据库和计划数据库的建模及关联过程。

其中，建模过程中时间模型的建立，例如班模型的建立即是完成每个班所处的时间段的定义，例如早班时间设定为早上六点至下午三点。空间模型的建立，例如厂模型及锅炉模型的建立，即是对厂模型和锅炉模型的空间形状、空间范围和空间位置的描述。同时定义厂模型为锅炉模型的父模型。建立数据模型，数据模型包括实时数据模型、历史数据模型和计划数据模型。建立数据模型的时候，需要先设定模型类别。运行后，通过模型类型来确定数据对象的存储位置：实时数据库、历史数据库、计划数据库。同理，查询的时候也是靠数据模型类别类型来判断是去时空数据库中的哪个库查找数据。系统运行后，实时数据对象将采集的值存放到实时数据库，那么在实际产生数据的时候就会记录下例如包含时间信息为2016年10月21日早班的信息。早班信息包含空间信息为锅炉1对应的锅炉模型的空间形状、空间范围和空间位置信息，包含数据模型对应着为锅炉的模型类别信息，以及锅炉的其它属性信息。例如锅炉1的颜色、温度、腔内压强等状态信息。

同时，用户可基于时间信息、空间信息和模型类别信息实现对某个时刻某个锅炉的状态检索。

检索数据对象的实时数据。系统根据数据对象的实时数据模型确定实时数据库。在确定数据库后，依据用户输入的时间和/或锅炉名称选择实时数据库中与数据对象相关的至少一个版本的锅炉模型。在确定锅炉模型的版本后，选择锅炉模型实例化后的空间对象锅炉1，锅炉2，锅炉3中的一个或多个。打开锅炉1的数据对象就可以查看锅炉1的实时数据，从而了解锅炉1的实时运行状态。

查看锅炉1的历史运行状态和计划运行状态的方法与查看锅炉1的实时运行状态的方法相同。查看其它锅炉状态的方法与查看锅炉1的运行状态的方法相同。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型，

依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物进行模型化，

依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物进行模型化，

设定所述待描述事物的特定属性，

采集所述待描述事物的数据以对所述待描述事物动态监测和管理。

2.如权利要求1所述的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，所述依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物进行模型化至少包括如下步骤：依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物的空间进行模型化以建立空间模型，对所述待描述事物的空间模型进行实例化以建立空间对象；

所述依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物进行模型化包括如下步骤：依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物的时间进行模型化以建立时间模型，对所述待描述事物的时间模型进行实例化以建立时间对象。

3.如权利要求2所述的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，所述依据待描述事物的空间状态对所述待描述事物的空间进行模型化以建立空间模型的方法为依据待描述事物的空间状态确定多层级空间模型；

所述依据待描述事物的时间状态对所述待描述事物的时间进行模型化以建立时间模型的方法为依据待描述事物的时间状态确定多层级时间模型。

4.如权利要求3所述的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，将所述待描述事物的空间模型和所述待描述事物的时间模型进行关联以建立历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型。

5.如权利要求4所述的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，

将所述历史数据模型实例化为历史数据对象，并且所述历史数据对象关联由所述历史数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由所述历史数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象；

将所述实时数据模型实例化为实时数据对象，并且所述实时数据对象关联由所述实时数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由所述实时数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象；

将所述计划数据模型实例化为计划数据对象，并且所述计划数据对象关联由所述计划数据模型关联的空间模型实例化产生的空间对象和由所述计划数据模型关联的时间模型实例化产生的时间对象。

6.如权利要求5所述的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，将所述历史数据对象配置计算机空间属性后成为历史数据库，将所述实时数据对象配置计算机空间属性后成为实时数据库，将所述计划数据对象配置计算机空间属性后成为计划数据库，并且

所述历史数据库用于存储所述待描述事物的历史数据，所述实时数据库用于存储所述待描述事物的实时数据，所述计划数据库用于存储所述待描述事物的计划数据。

7.如权利要求1所述的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，所述待描述事物的特定属性至少包括所述待描述事物的时间属性和所述待描述事物的空间属性，并且

所述时间属性至少包括时间位置、开始时间和结束时间，

所述待描述事物为静态对象时，所述空间属性至少包括地理空间范围、地理空间位置和形状尺寸轮廓，

所述待描述事物为动态对象时，所述空间属性至少包括地理空间位置、候选地理空间位置和所述待描述事物的空间范围的形状尺寸轮廓。

8.如权利要求7所述的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，所述待描述事物的特定属性还包括所述待描述事物的图形属性、音频属性、视频属性和名称属性中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述方法，其特征在于，通过如下方法采集所述待描述事物的数据：

通过从所述待描述事物现场直接采集所述待描述事物的历史数据或者通过计算采集所述待描述事物的历史数据，

通过传感器采集所述待描述事物的实时数据或者通过计算采集所述待描述事物的实时数据，

通过从第三方系统接口导入计划需求并通过计算生成计划数据。

10.一种基于四维空间的对客观世界存在的物体和事件的描述系统，其特征在于，所述系统至少包括数据采集模块、数据模型化模块和数据存储模块，所述系统依据时间属性和/或空间属性将待描述事物归类至历史数据模型、实时数据模型和/或计划数据模型后，依据待描述事物的空间状态和/或时间状态对所述待描述事物进行模型化以建立空间模型和/或时间模型，并将所述空间模型和所述时间模型进行关联以建立历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型，对所述历史数据模型、实时数据模型和计划数据模型实例化后建立历史数据库、实时数据库和计划数据库，并设定所述待描述事物的特定属性，所述系统通过数据采集模块采集所述待描述事物的数据以对所述待描述事物动态监测和管理，其中，

所述数据采集模块用于手动或自动地采集所述待描述事物的数据并将所采集的数据发送至数据模型化模块，

所述数据模型化模块包括用于根据所述待描述事物的时间属性和/或空间属性构建时间模型和/或空间模型的数据模型化单元和用于存储所述时间模型和/或空间模型的数据模型存储单元，

所述数据存储模块包括用于存储待描述事物历史状态的历史数据存储单元、用于存储待描述事物实时状态的实时数据存储单元和用于存储待描述事物计划状态的计划数据存储单元。