CN110674543A - 一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统及实施方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管控系统的技术领域,更具体地说,它涉及一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统及实施方法,其技术方案要点是:包括数据资源层、核心服务层以及综合应用层,通过实施监控设备数据,检测区域煤气浓度,定位人员实际位置,对区域进行三维建模,以供管理人员对现场进行管控。本发明可以实现对煤气作业区域的一体化管控,管理人员可以通过系统平台直观、高效地管控涉煤气作业人员的实际位置,提高煤气作业管理能力以及保证现场操作安全。

Description

一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统及实施方法
技术领域
本发明涉及一种管控系统的技术领域,更具体地说,它涉及一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统及实施方法。
背景技术
目前钢厂应用了大量的智能监控、安全预警以及运营管理等技术,包括煤气报警器、视频摄像头以及远控阀门等,这些技术能够有效地解决相关专业中遇到的问题,提高管理效率,但是这些系统大都是各自运行的独立的体系,导致一些重要数据分散在各个系统中,使用起来非常不方便。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统及实施方法,可以实现对煤气作业区域的一体化管控,管理人员可以通过系统平台直观、高效地管控涉煤气作业人员的实际位置,提高煤气作业管理能力以及保证现场操作安全。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统,包括数据资源层、核心服务层以及综合应用层;
所述数据资源层,用于对煤气传感器数据管理机、涉煤气作业管控平台关系数据库、相关支撑信息文件数据库以及三维地理信息数据库进行信息资料收集整合;
所述核心服务层,为系统的数据通道,用于对数据资源层内的信息进行访问和调用,通过WebServer服务分别与阀门控制系统、生产控制系统以及运营管控系统相互关联,以监控设备运行状况及得出设备的各项数据;
所述综合应用层,通过在Web应用开发框架嵌入三维插件,实现对钢厂的地上、地下、室内以及室外的一体化三维展示,与核心服务层之间通过Ajax通道以及Request数据请求相互关联,以实时更新展示数据,且通过视频接口访问和调取视频监控系统以及煤气浓度监控系统的实时数据信息,并智能报警,在网页上实现交互式操作的安全预警与人员监控。
本发明进一步设置为:所述核心服务层包括实时数据采集服务、关系数据库访问接口、文件数据库访问接口以及三维地理信息访问f3接口;
所述实时数据采集服务,用于对煤气传感器数据管理机的数据信息进行访问和调取;
所述关系数据库访问接口,用于对涉煤气作业管控平台关系数据库的数据信息进行访问和调取;
所述文件数据库访问接口,用于对相关支撑信息文件数据库的数据信息进行访问和调取;
所述三维地理信息访问服务f3接口,用于对三维地理信息数据库的数据信息进行访问和调取。
本发明进一步设置为:所述三维地理信息数据库包括地表建模单元以及三维建模单元;
所述地表建模单元,用于对区域的地形信息、植被、水文信息、建筑物的高层信息、建筑物的纹理信息以及拓朴信息进行采集,根据区域范围进行分区、航高和重叠度设计,采用Smart3D创建DOM与DEM,以发布地表模型;
所述三维建模单元,用于对建筑物的内部环境采用三维激光扫描获取云数据方式完成建模,对建筑物地下信息采用手工建模。
本发明进一步设置为:所述综合应用层通过Modbus TCP协议解析煤气浓度数据,并在监控端地图中实时展示监测点实际位置,并显示实时监测数据,对异常自动报警点进行准确定位查看。
本发明进一步设置为:所述地表建模单元包括无人机,所述无人机的底架上搭载倾斜相机,以对地表信息进行拍摄采集。
本发明还提供一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统的实施方法,包括以下步骤:
步骤一:对管控系统所需展现的监控数据进行统一集中的采集,开发煤气浓度数据采集服务,并通过第三方接口进行数据采集,数据信息通过实时数据库分发给各应用程序使用,并由平台后台进行统一管理;
步骤二:针对视频监控信息,通过第三方接口进行统一接入,并与三维场景联动,利用三维可视化引擎进行视频信号的触发,实现视频的在线查看;
步骤三:针对人员定位数据与第三方手环设备厂商定制数据接入接口,平台开发数据采集服务程序,通过该服务进行数据的请求与分发,并通过数据库进行保存,基于GPS经纬度坐标与三维可视化模型进行数据转换,通过三维场景进行展示人员真实位置;
步骤四:所有采集的数据通过平台后台统一管理,三维可视化引擎利用发布的网络三维模型进行场景渲染,在平台前端与数据进行统一结合,实现监控可视化展示。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
其一,管控系统利用三维地理信息技术,结合监控数据采集技术、GPS定位技术以及物联网技术等,实现对煤气作业区域的一体化管控;
其二,管理人员可通过管控系统直观、高效地管控涉煤气作业人员的实际位置、监控作业区域的煤气报警状态,实时查看现场视频等,提高煤气作业管理能力;
其三,通过三维可视化技术,将区域内的建筑物、管线以及设备等按照1:1的真实比例建模,在三维场景中将模型与生产监控数据、视频监控数据、人员定位数据内容等相关联,并打通各个子系统之间的信息孤岛,以直观、动态以及智能的方式集中展示作业内的设备运行情况、环境状况、气体安全监控以及异常报警信息等,提高区域内的运营能力和智慧化水平。
附图说明
图1是本实施例中管控系统的组成结构示意图;
图2是本实施例中三维建模的详细示意图;
图3是本实施例中平台的实施流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示,一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统,包括数据资源层、核心服务层以及综合应用层;
数据资源层,用于对煤气传感器数据管理机、涉煤气作业管控平台关系数据库、相关支撑信息文件数据库以及三维地理信息数据库进行信息资料收集整合;
核心服务层,为系统的数据通道,用于对数据资源层内的信息进行访问和调用,通过WebServer服务分别与阀门控制系统、生产控制系统以及运营管控系统相互关联,以监控设备运行状况及得出设备的各项数据;
综合应用层,通过在Web应用开发框架嵌入三维插件,实现对钢厂的地上、地下、室内以及室外的一体化三维展示,与核心服务层之间通过Ajax通道以及Request数据请求相互关联,以实时更新展示数据,且通过视频接口访问和调取视频监控系统以及煤气浓度监控系统的实时数据信息,并智能报警,在网页上实现交互式操作的安全预警与人员监控。
核心服务层包括实时数据采集服务、关系数据库访问接口、文件数据库访问接口以及三维地理信息访问f3接口;
实时数据采集服务,用于对煤气传感器数据管理机的数据信息进行访问和调取;
关系数据库访问接口,用于对涉煤气作业管控平台关系数据库的数据信息进行访问和调取;
文件数据库访问接口,用于对相关支撑信息文件数据库的数据信息进行访问和调取;
三维地理信息访问服务f3接口,用于对三维地理信息数据库的数据信息进行访问和调取。
三维地理信息数据库包括地表建模单元以及三维建模单元;
地表建模单元,用于对区域的地形信息、植被、水文信息、建筑物的高层信息、建筑物的纹理信息以及拓朴信息进行采集,根据区域范围进行分区、航高和重叠度设计,采用Smart3D创建DOM与DEM,以发布地表模型;
三维建模单元,用于对建筑物的内部环境采用三维激光扫描获取云数据方式完成建模,对建筑物地下信息采用手工建模。地下信息包括地下设施以及地下管线等人不可接触即不便扫描的建筑物,工作人员依据相关设计图纸完成手工建模。
地表建模单元包括无人机,无人机的底架上搭载倾斜相机,以对地表信息进行拍摄采集。
具体的,无人机搭载倾斜相机获取地面信息发送至Smart3D处理数据获取DEM和DOM,三维激光扫描获取点云数据发送至RiScanpro、Geomagic处理点云数据,建筑物侧面取照至Photoshop图片渲染处理,收集厂房与设备设计图至设备模型采集与渲染处理,综合得到建筑物基底轮廓、建筑物顶部纹理、建筑物以其管线结构骨架、建筑物立面纹理以及设备模型,再由AutoCAD与3dmax几何建模,然后进行区域建筑物建模,最后发送至三维模型集成进入CityMaker平台。其中,Smart3D处理数据获取DEM和DOM,可直接进行地形发布,构建地表模型,并发送至三维模型集成进入CityMaker平台。收集监测点位施工设计图,以获取位置和装配关系,进行现场采集定位,然后进行传感器阀门精细建模,最后亦发送至三维模型集成进入CityMaker平台。达成区域建模的目的。
综合应用层通过Modbus TCP协议解析煤气浓度数据,并在监控端地图中实时展示监测点实际位置,并显示实时监测数据,对异常自动报警点进行准确定位查看。
具体的,综合应用层包括一体化三维展示、检测监控与智能预警、人员定位管控模块、阀门联动预警、一体化客户端开发框架、煤气浓度实时数据采集服务、人员定位及状态数据采集服务以及集成三维地理信息CityMaker插件,其中一体化客户端开发框架由展现组件VisualControl和业务组件Business。
如图3所示,本发明还提供一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统的实施方法,包括以下步骤:
步骤一:对管控系统所需展现的监控数据进行统一集中的采集,开发煤气浓度数据采集服务,并通过第三方接口进行数据采集,数据信息通过实时数据库分发给各应用程序使用,并由平台后台进行统一管理;
步骤二:针对视频监控信息,通过第三方接口进行统一接入,并与三维场景联动,利用三维可视化引擎进行视频信号的触发,实现视频的在线查看;
步骤三:针对人员定位数据与第三方手环设备厂商定制数据接入接口,平台开发数据采集服务程序,通过该服务进行数据的请求与分发,并通过数据库进行保存,基于GPS经纬度坐标与三维可视化模型进行数据转换,通过三维场景进行展示人员真实位置;
步骤四:所有采集的数据通过平台后台统一管理,三维可视化引擎利用发布的网络三维模型进行场景渲染,在平台前端与数据进行统一结合,实现监控可视化展示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统,其特征在于:包括数据资源层、核心服务层以及综合应用层;
所述数据资源层,用于对煤气传感器数据管理机、涉煤气作业管控平台关系数据库、相关支撑信息文件数据库以及三维地理信息数据库进行信息资料收集整合;
所述核心服务层,为系统的数据通道,用于对数据资源层内的信息进行访问和调用,通过WebServer服务分别与阀门控制系统、生产控制系统以及运营管控系统相互关联,以监控设备运行状况及得出设备的各项数据;
所述综合应用层,通过在Web应用开发框架嵌入三维插件,实现对钢厂的地上、地下、室内以及室外的一体化三维展示,与核心服务层之间通过Ajax通道以及Request数据请求相互关联,以实时更新展示数据,且通过视频接口访问和调取视频监控系统以及煤气浓度监控系统的实时数据信息,并智能报警,在网页上实现交互式操作的安全预警与人员监控。
2.根据权利要求1所述的一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统,其特征在于:所述核心服务层包括实时数据采集服务、关系数据库访问接口、文件数据库访问接口以及三维地理信息访问f3接口;
所述实时数据采集服务,用于对煤气传感器数据管理机的数据信息进行访问和调取;
所述关系数据库访问接口,用于对涉煤气作业管控平台关系数据库的数据信息进行访问和调取;
所述文件数据库访问接口,用于对相关支撑信息文件数据库的数据信息进行访问和调取;
所述三维地理信息访问服务f3接口,用于对三维地理信息数据库的数据信息进行访问和调取。
3.根据权利要求2所述的一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统,其特征在于:所述三维地理信息数据库包括地表建模单元以及三维建模单元;
所述地表建模单元,用于对区域的地形信息、植被、水文信息、建筑物的高层信息、建筑物的纹理信息以及拓朴信息进行采集,根据区域范围进行分区、航高和重叠度设计,采用Smart3D创建DOM与DEM,以发布地表模型;
所述三维建模单元,用于对建筑物的内部环境采用三维激光扫描获取云数据方式完成建模,对建筑物地下信息采用手工建模。
4.根据权利要求1所述的一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统,其特征在于:所述综合应用层通过Modbus TCP协议解析煤气浓度数据,并在监控端地图中实时展示监测点实际位置,并显示实时监测数据,对异常自动报警点进行准确定位查看。
5.根据权利要求3所述的一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统,其特征在于:所述地表建模单元包括无人机,所述无人机的底架上搭载倾斜相机,以对地表信息进行拍摄采集。
6.一种三维可视化的涉煤气作业安全管控系统的实施方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:对管控系统所需展现的监控数据进行统一集中的采集,开发煤气浓度数据采集服务,并通过第三方接口进行数据采集,数据信息通过实时数据库分发给各应用程序使用,并由平台后台进行统一管理;
步骤二:针对视频监控信息,通过第三方接口进行统一接入,并与三维场景联动,利用三维可视化引擎进行视频信号的触发,实现视频的在线查看;
步骤三:针对人员定位数据与第三方手环设备厂商定制数据接入接口,平台开发数据采集服务程序,通过该服务进行数据的请求与分发,并通过数据库进行保存,基于GPS经纬度坐标与三维可视化模型进行数据转换,通过三维场景进行展示人员真实位置;
步骤四:所有采集的数据通过平台后台统一管理,三维可视化引擎利用发布的网络三维模型进行场景渲染,在平台前端与数据进行统一结合,实现监控可视化展示。
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