CN106384192A - 一种基于gis的3d指挥调度系统以及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GIS的3D指挥调度系统以及实现方法，方法包括如下步骤：根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘。本发明指挥调度人机交互沉浸感更强，通过三维电子沙盘更加高效的调度各个子系统能力，且直观展示且对指挥中心人员经验程度要求门槛更低，降低人员培训成本。
Description
技术领域
本发明涉及宽带指挥与调度领域，特别涉及智慧城市专网指挥调度系统以及实现方法。
背景技术
目前宽带指挥调度通常指采用窄带语音集群加上宽带视频实现城市级指挥。通常方案将各种子系统分开部署，组合使用。现有技术中都有相对成熟的解决方案。
应急指挥调度解决方案一：
如图1所示是现有技术中一种应急指挥调度解决方案拓扑图，其中融合了多种多媒体通信方式，并对重点区域进行监控。同时，可以根据实际情况调度资源，做到应急调度的响应及时、指挥有效。方案支持多种方式接警，通过电话语音调度、短信传真报送警情，PTT下达指令。如图2所示是图1中指挥调度解决方案中应急监控系统的网络拓扑图，应急监控系统是应急指挥的辅助系统，在LTE宽带专网上，可以利用LTE带宽优势，进行高效的无线视频回传，汇聚监控点数据。
上述方案融合了多种通信方式，将语音指挥调度和视频监控划分位2个独立的子系统，分开部署，协同使用。但是方案存在以下问题：
首先，指挥人员需要熟悉多套系统，需要对专业人员进行培训，
其次，指挥调度不够直观展现现场情况，需要人为联想调用多个子系统的资源，同时调度时需要和现场人员经验相结合。
应急调度指挥解决方案二：
如图3所示是现有技术中另一种应急指挥调度解决方案拓扑图，该方案与方案一中类似，也是窄带语音加上宽带视频，视频调度子系统和指挥系统分卡。实现了一个基于GIS的地理信息调度指挥台，将零散的调度资源整合在一起。这样做的好处是能真正做到多媒体融合的指挥调度，直观的显示调度资源。但该方案也存在一些问题：
首先，二维地图无法真实模拟现场，针对一些精细化的指挥调度，无法看到楼宇内部情况和外勤人员的地理环境，
其次，单兵终端的视频采集和视频监控点，以及场景没有很好的结合在一起，指挥调度仍然依赖现场经验。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种基于GIS的3D调度指挥调度系统方案，实现在专网内，指挥中心对群组人员的多媒体指挥调度。
解决上述技术问题，本发明提供了一种基于GIS的3D指挥调度实现方法，包括如下步骤：
根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；
通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；
根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘；
通过集成视频、语音子系统至所述三维电子沙盘，通过该三维电子沙盘完成指挥调度。
更进一步，所述构造三维地图底图的方法具体为：在目标构造地的CAD图纸的基础上结合城市矢量图和人工拍照信息，并使用3D-MAX构造细化模型。
更进一步，所述构造三维地图底图的方法具体为：使用无人机航拍建立倾斜摄影建模，并结合细化模型进行组合建模。
更进一步，所述三维引擎进一步采用：U3D或者UE 4。
更进一步，根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分的方法具体为：
将指挥调度时权重排序在前的建筑物集合表预存至数据库；
调用所述建筑物集合表，对建筑物按照类型进行分割；
分割后对同一类型的建筑物进行拆分，得到建筑物分层横切面图；
在指挥调度时，通过点击建筑物的打开横切面图，监控建筑物中至少电梯和电力指标运行情况。
更进一步，在上述建筑物分层横切面图中，通过收集现场环境中温湿度传感器信息、噪声监测信息以及PM2.5信息，用以在指挥调度时进行显示。
更进一步，可以采用Surfer得到上述建筑物分层横切面图。
基于上述本发明还提供了一种基于GIS的3D指挥调度系统，包括指挥中心人员和外勤人员，所述指挥中心人员通过指挥外勤人员进行调度操作，还包括：
三维地图底图单元，用以根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；
底图人机交互单元，用以通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；
以及根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘；
语音子系统，用以提供语音操作API接口；
视频子系统，用以提供视频播放API接口。
更进一步，所述外勤人员通过手持终端，并采用LTE专网进行语音、视频信息回传。
更进一步，所述指挥中心人员通过所述底图人机交互单元中的三维电子沙盘对外勤人员进行统一指挥调度。
更进一步，通过所述底图人机交互单元，在三维电子沙盘上发起语音PTT指挥、语音单呼、手持终端视频采集展示，用以显示所述外勤人员的位置和状
本发明的有益效果：
1)由于在本发明中的基于GIS的3D指挥调度实现方法，根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘，其中三维电子沙盘种的三维场景还原更加直观的支持现场指挥调度。由于通过集成视频、语音子系统至所述三维电子沙盘，通过该三维电子沙盘完成指挥调度，融合了语音、视频等全系统资源，指挥调度人机交互沉浸感更强，通过三维电子沙盘更加高效的调度各个子系统能力。
2)本发明中的基于GIS的3D指挥调度系统，直观展示且对指挥中心人员经验程度要求门槛更低，降低人员培训成本，通过系统中的底图人机交互单元，在三维电子沙盘上发起语音PTT指挥、语音单呼、手持终端视频采集展示，显示所述外勤人员的位置和状态。
3)采用本发明中的基于GIS的3D指挥调度系统，由于所述指挥中心人员可以通过所述底图人机交互单元中的三维电子沙盘对外勤人员进行统一指挥调度，可以依托LTE专网，融合语音和视频子系统，向用户呈现还原真实场景的多媒体调度。所述外勤人员通过手持终端，并采用LTE专网进行语音、视频信息回传，外勤人员通过接收指挥中心人员的调度信息完成统一指挥调度。
附图说明
图1是现有技术中一种应急指挥调度解决方案拓扑图。
图2是图1中指挥调度解决方案中应急监控系统的网络拓扑图。
图3是现有技术中另一种应急指挥调度解决方案拓扑图。
图4本发明一实施例中的基于GIS的3D指挥调度实现方法流程示意图。
图5本发明一实施例中的基于GIS的3D指挥调度系统结构示意图。
图6是本发明对根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分的方法流程示意图。
图7是本发明对建筑物进行分割和拆分的效果示意图。
图8是本发明中传感器的监测效果示意图。
图9是本发明中PM2.5监测效果示意图。
图10是本发明中温湿度监测效果示意图。
图11是本发明中语音子系统在三维电子沙盘场景中进行集成的效果示意图。
图12是本发明中视频子系统在三维电子沙盘场景中进行集成的效果示意图。
图13是本发明基于GIS的3D指挥调度系统的网络拓扑图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
请参考图4，是本发明一实施例中的基于GIS的3D指挥调度实现方法流程示意图。
在本实施例中的基于GIS的3D指挥调度实现方法包括如下步骤：
步骤S101根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；作为本实施例中的优选，在步骤S101中所述构造三维地图底图的方法具体为：在目标构造地的CAD图纸的基础上结合城市矢量图和人工拍照信息，并使用3D-MAX构造细化模型。该方法适用于在园区内的精细化建模，对于重点保障区域，可获得接近80％以上真实度的模型底图。作为本实施例中的优选，在步骤S101中所述构造三维地图底图的方法还可以具体为：使用无人机航拍建立倾斜摄影建模，并结合细化模型进行组合建模。所述倾斜摄影建模采用倾斜摄影技术目前由美国的Skyline公司主导，国内也由相关厂商参与。该方法适用于城市大规模建模，通过无人机航拍在区域面积较大情况下，成本较低，但该方法得到的模型存在完成后有不够精确，建筑物不规则等问题。所以通常情况下，会根据实际项目的需要进行两种方法的组合建模，得到完整的3D地图底图。
在一些实施例中，所述重点保障区域包括但不限于：重点楼宇和管网核心。
在一些实施例中，所述3D-MAX构造细化模型和倾斜摄影建模根据需求进行组合使用。
步骤S102通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；作为本实施例中的优选，所述三维引擎进一步采用：通用3D图形格式标准U3D或者UE 4。
步骤S103根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘；
如图6所示是本发明对根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分的方法流程示意图。
作为本实施例中的优选，在步骤S103中根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分的方法具体为：
步骤S201将指挥调度时权重排序在前的建筑物集合表预存至数据库；所述权重排序可根据所分配的不同建筑物所占的权重按照从大到小的顺序进行排序。比如，重点保障的楼宇的权重W1>普通楼宇的权重W2>非监控楼宇的权重W3。
步骤S202调用所述建筑物集合表，对建筑物按照类型进行分割；
步骤S203分割后对同一类型的建筑物进行拆分，得到建筑物分层横切面图；
步骤S204在指挥调度时，通过点击建筑物的打开横切面图，监控建筑物中至少电梯和电力指标运行情况。对指挥调度时重点保障的楼宇、管网建筑进行建筑分割，将建筑物或管网核心部件拆分，让指挥调度时，能否针对具体的楼宇，打开楼宇的横切面，监控楼宇的电梯、电力指标运行情况。
在本实施例中，在引擎上进行二次应用开发的方法包括但不限于：在上述建筑物分层横切面图中，通过收集现场环境中温湿度传感器信息、噪声监测信息以及PM2.5信息，用以在指挥调度时进行显示。
在一些实施例中，所述建筑物分层横切面图包括但不限于：每一层中的切面图。
在一些实施例中，所述切面图包括但不限于：楼层中的楼层面积信息、楼层中的楼层监控信息等。
在一些实施例中，温湿度传感器用以监测实时的室内外温度以及湿度信息。
在一些实施例中，所述噪声监测信息按照设定时间进行采集，当超出预设分贝时，会及时报警。
在一些实施例中，所述PM2.5信息用以监测所监控范围内的空气质量。
在一些实施例中，监控楼宇的电梯运行情况时，通过横切面图和电梯内摄像头监控电梯运行。
在一些实施例中，电力指标运行包括但不限于：空调用电、照明用电、动力用电、特殊用电等。
步骤S104通过集成视频、语音子系统至所述三维电子沙盘，通过该三维电子沙盘完成指挥调度。本领域技术人员能够明了，所述三维电子沙盘是遥感、地理信息系统、三维仿真等高新技术的结合。三维电子沙盘可以模拟飞行和游览过程。并能显示地理坐标和高度信息。
在一些实施例中，所述三维电子沙盘在地形上贴卫星影象和地形图、专题图等信息，可以将地名等标注信息直接做在贴面上，也可以三维标注；
在一些实施例中，可以在三维电子沙盘中进行任意在三维环境中浏览，高度、角度、俯仰任意控制；
在一些实施例中，可以在三维电子沙盘中填加建筑物、道路、树木、人物等三维设施；建筑物可以设计成实景或模拟方式。
在本实施例中，通过对地图进行三维建模，在3D模型上进行调度应用开发，方案中可以根据需要对地图的主要楼宇建筑进行精细建模。
请参考图5，是本发明一实施例中的基于GIS的3D指挥调度系统结构示意图。
本实施例中的一种基于GIS的3D指挥调度系统，包括指挥中心人员和外勤人员，所述指挥中心人员通过指挥外勤人员进行调度操作，还包括：
三维地图底图单元101，用以根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；
底图人机交互单元102，用以通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；
以及根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘；
语音子系统103，用以提供语音操作API接口；
视频子系统104，用以提供视频播放API接口。
作为本实施例中的优选，所述外勤人员通过手持终端，并采用LTE专网进行语音、视频信息回传。
作为本实施例中的优选，所述指挥中心人员通过所述底图人机交互单元中的三维电子沙盘对外勤人员进行统一指挥调度。
作为本实施例中的优选，通过所述底图人机交互单元101，在三维电子沙盘上发起语音PTT指挥、语音单呼、手持终端视频采集展示，用以显示所述外勤人员的位置和状态。
请参考图6是本发明对建筑物进行分割和拆分的效果示意图。
作为本实施例中的优选，在底图人机交互单元102中根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分的方法具体为：
步骤S201将指挥调度时权重排序在前的建筑物集合表预存至数据库；所述权重排序可根据所分配的不同建筑物所占的权重按照从大到小的顺序进行排序。比如，重点保障的楼宇的权重W1>普通楼宇的权重W2>非监控楼宇的权重W3。
步骤S202调用所述建筑物集合表，对建筑物按照类型进行分割；
步骤S203分割后对同一类型的建筑物进行拆分，得到建筑物分层横切面图；
步骤S204在指挥调度时，通过点击建筑物的打开横切面图，监控建筑物中至少电梯和电力指标运行情况。对指挥调度时重点保障的楼宇、管网建筑进行建筑分割，将建筑物或管网核心部件拆分，让指挥调度时，能否针对具体的楼宇，打开楼宇的横切面，监控楼宇的电梯、电力指标运行情况。
请参考图7-图9，其中图7是本发明中传感器的监测效果示意图。图8是本发明中PM2.5监测效果示意图。图9是本发明中温湿度监测效果示意图。
如图7所示在一些实施例中，所述切面图包括但不限于：楼层中的楼层面积信息、楼层中的楼层监控信息等。
如图8所示在一些实施例中，温湿度传感器用以监测实时的室内外温度以及湿度信息。所述切面图中可以实时显示温度和湿度信息。
在一些实施例中，所述噪声监测信息按照设定时间进行采集，当超出预设分贝时，会及时报警。
如图9所示在一些实施例中，所述PM2.5信息用以监测所监控范围内的空气质量。
如图9-图10所示，通过数据采集系统得到的保障现场的PM2.5、温湿度信息，在城市级层面，采用热力图直观的展示。
在一些实施例中，监控楼宇的电梯运行情况时，通过横切面图和电梯内摄像头监控电梯运行。
在一些实施例中，电力指标运行包括但不限于：空调用电、照明用电、动力用电、特殊用电等。
请参考图11是本发明中语音子系统在三维电子沙盘场景中进行集成的效果示意图。
在图11中通过接入语音子系统103，用以提供语音操作API接口；在三维电子沙盘上发起语音PTT指挥、语音单呼、手持终端视频采集展示，用以显示所述外勤人员的位置和状态。本领域技术人员能够明了，语音子系统103可采用现有技术中公知和常见的语音系统。
请参考图12是本发明中视频子系统在三维电子沙盘场景中进行集成的效果示意图。
在图中通过接入视频子系统104，用以提供视频播放API接口，同时，监控视频可以上大屏，下图选择上屏后，可以选择屏幕编号(1，2，3)。
请参考图13是本发明基于GIS的3D指挥调度系统的网络拓扑图。
在VPN业务隔离，包括调度台、MPLS多业务交换机、集群调度机。基于上述VPN业务隔离网络中，所述调度台对于本实施例中的三维电子沙盘，集群调度机对应本实施例中的基于GIS的3D指挥调度系统，
多核心业务隔离，包括调度台、业务部门集群调度机、业务部门核心网。基于多核心业务隔离网络，所述调度台对于本实施例中的三维电子沙盘，业务部门集群调度机对应本实施例中的基于GIS的3D指挥调度系统。
在所述基于GIS的3D指挥调度系统(即集群调度机和/或业务部门集群调度机)包括了：
三维地图底图单元101，用以根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；
底图人机交互单元102，用以通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；
以及根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘(即调度台)；
语音子系统103，用以提供语音操作API接口；
视频子系统104，用以提供视频播放API接口。
共网业务隔离平台，包括业务管理平台、安全管理平台、运维管理平台。
由于所述指挥中心人员可以通过所述底图人机交互单元中的三维电子沙盘对外勤人员进行统一指挥调度，可以依托LTE专网，融合语音和视频子系统，向用户呈现还原真实场景的多媒体调度。所述VPN业务隔离和共网业务隔离平台通过共网核心网汇集后与多核心网元接入路由器连接并发送调度信息至A-E部门用户。所述多核心业务隔离与多核心网元接入路由器连接并发送调度信息至A-E部门用户。即所述外勤人员通过手持终端，并采用LTE专网进行语音、视频信息回传，外勤人员通过接收指挥中心人员的调度信息完成统一指挥调度。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上，所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于GIS的3D指挥调度实现方法，其特征在于包括如下步骤：
根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；
通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；
根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘；
通过集成视频、语音子系统至所述三维电子沙盘，通过该三维电子沙盘完成指挥调度。
2.根据权利要求1所述的基于GIS的3D指挥调度实现方法，其特征在于，所述构造三维地图底图的方法具体为：在目标构造地的CAD图纸的基础上结合城市矢量图和人工拍照信息，并使用3D-MAX构造细化模型。
3.根据权利要求1或2所述的基于GIS的3D指挥调度实现方法，其特征在于，所述构造三维地图底图的方法具体为：使用无人机航拍建立倾斜摄影建模，并结合细化模型进行组合建模。
4.根据权利要求1所述的基于GIS的3D指挥调度实现方法，其特征在于，所述三维引擎进一步采用：U3D或者UE 4。
5.根据权利要求1所述的基于GIS的3D指挥调度实现方法，其特征在于，根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分的方法具体为：
将指挥调度时权重排序在前的建筑物集合表预存至数据库；
调用所述建筑物集合表，对建筑物按照类型进行分割；
分割后对同一类型的建筑物进行拆分，得到建筑物分层横切面图；
在指挥调度时，通过点击建筑物的打开横切面图，监控建筑物中至少电梯和电力指标运行情况。
6.根据权利要求5所述的基于GIS的3D指挥调度实现方法，其特征在于，在上述建筑物分层横切面图中，通过收集现场环境中温湿度传感器信息、噪声监测信息以及PM2.5信息，用以在指挥调度时进行显示。
7.一种基于GIS的3D指挥调度系统，包括指挥中心人员和外勤人员，所述指挥中心人员通过指挥外勤人员进行调度操作，其特征在于，还包括：
三维地图底图单元，用以根据地图的GIS信息构造三维地图底图，得到资源汇聚接口；
底图人机交互单元，用以通过所述资源汇聚接口将所述三维地图底图加载到三维引擎上得到三维地图；
以及根据所述三维地图对建筑物进行分割和拆分，得到的分割/拆分结果作为所述指挥调度时参考的三维电子沙盘；
语音子系统，用以提供语音操作API接口；
视频子系统，用以提供视频播放API接口。
8.根据权利要求7所述的基于GIS的3D指挥调度系统，其特征在于，所述外勤人员通过手持终端，并采用LTE专网进行语音、视频信息回传。
9.根据权利要求7所述的基于GIS的3D指挥调度系统，其特征在于，所述指挥中心人员通过所述底图人机交互单元中的三维电子沙盘对外勤人员进行统一指挥调度。
10.根据权利要求7-9任一项所述的基于GIS的3D指挥调度系统，其特征在于，通过所述底图人机交互单元，在三维电子沙盘上发起语音PTT指挥、语音单呼、手持终端视频采集展示，用以显示所述外勤人员的位置和状态。
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