CN111815751A - 智能消防物联网可视化管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能消防物联网可视化管理系统，包括消防重点单位管理模块、自主三维建模模块、消防设备信息采集模块、三维场景编辑模块、消防物联网设备展示模块与移动端应用模块，通过上述模块之间协同工作实现物联网可视化管理。本发明还提供一种智能消防物联网可视化管理方法。本发明以三维可视化技术为基础，将园区、建筑、室内结构、设施设备等管理对象三维重现，提升信息传输量和可读性，降低理解门槛；通过与各类物联网数据整合对接，将以往分散在各重点园区、楼宇内的消防物联网子系统数据通过统一的三维场景对外展示，实现各类资源协同共享、交互联动。
Description
技术领域
本发明涉及3D图像交互技术领域，尤其涉及一种智能消防物联网可视化管理系统及方法。
背景技术
随着城区建设和经济社会发展，大型综合商场的建筑结构和布局日趋多样化、规模化、立体化、复杂化，又加之新建筑、新材料、新能源、新技术、新项目及人口老龄化、建筑老龄化、交通老龄化等衍生出来的“新问题”，“小火亡人、小火频发”与恶性灾害事故的风险并存，对于消防救援处置能力、处置效率、处置方法都提出更高要求。
城市的发展，经济和消费水平的提高，各大型商场、商业中心如雨后春笋般一座座拔地而起。人口流动量较大，可易燃物品较多，购物环境安全性也与品牌经营息息相关。因此，加强消防安全管理，保持疏散通道及指示系统、防排烟、防火分隔等消防设施健康，是大型商超、商业中心的重点关注。
目前主要问题是消防点位数量庞大而无法快速定位火警位置；消防设施数量多，巡查工作量大；设施故障频繁，维修不及时；消防通道和疏散指示，防火卷帘门易遮挡，消防隐患多；消防安全管理落实难。
为此，本领域急需一种能够有效模拟现有场景并结合现有数据进行数据推演的系统及方法。
发明内容
本发明之目的是提供一种智能消防物联网可视化管理系统，其能够解决现有数字化预案系统建设的附加成本大大增加的问题。
本发明之目的是提供一种智能消防物联网可视化管理方法，其能够解决消防点位数量庞大而无法快速定位火警位置、消防设施数量多巡查工作量大、故障频繁维修不及时以及消防安全管理落实难的问题。
本发明提供一种智能消防物联网可视化管理系统，包括：
消防重点单位管理模块，用于对重点单位的智能消防信息进行存档备案与总结管理；
自主三维建模模块：以3D虚拟化技术为基础，结合三维引擎技术，利用三维建模软件自主搭建与修改消防重点单位的三维场景；
消防设备信息采集模块，用于在三维场景内采集消防业务数据，以及存储消防业务数据，并在三维场景内标注重点区域、消防设施、疏散设施、功能分区或注意事项，同时支持上传图片、音视频或文档资料，通过资料进行辅助标注消防设备信息；
三维场景编辑模块，用于在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的三维分布数据，以及通过三维场景模型查看实时监控视频、全景照片、消防物联网设备数据信息，采用虚拟现实技术进行全三维展示方式在三维可视化管理环境中采用逐级放大方式对三维场景实现放大/缩小、上下左右的平移和任意角度旋转操作；
消防物联网设备展示模块，用于在三维场景上对接各类消防物联网数据，实时查看视频与消防设施运行情况，通过Kafka、MQTP、HTTP或JDBC集成方式对消防物联网系统数据实现集成对接，实现对不同消防设备的实时查看，基于消防设备模型显示消防设备的运行数据，消防设备显示当前报警数据以及在三维场景中展示消防物联网设备位置分布信息；
移动端应用模块，用于通过移动设备进行可视化展示，以及在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的分布与物联网设备数据信息，还提供可视化查询界面，展示各类重点单位的位置。
优选地，所述消防物联网设备展示模块包括：
园区物联网设备展示模块，用于在三维场景中对单位园区基础的物联网设备信息分布点进行呈现，并能基于设备运行状态实时展示物联网设备运行状态及运行数据；
楼宇物联网设备数据展示模块，用于在三维场景中对单位楼宇内部的物联网设备信息分布点进行呈现，并能基于设备运行状态实时展示物联网设备运行状态及运行数据。
优选地，消防物联网设备展示模块还包括：
物联网设备搜索定位模块，对物联网设备进行搜索并将搜索结果通过列表展示，以及通过列表数据点击定位物联网设备三维场景，进而在三维场景中查看物联网设备信息；
物联网设备告警联动模块，用于在三维场景中对物联网设备告警情况可视化展示，基于消防感应装置告警进而联动告警区域视频画面，让消防人员及时掌握告警信息及现场区域真实情况。
优选地，还包括：
预案制作模块，用于在3D电子沙盘内设定事件详情，根据单位类型和灾情等级提供不同任务部署模版以及力量调派规则，在三维场景中模拟事件现场，被困人员等信息，设定战斗任务，通过设定各任务视角、描述、自动配音解说，根据作战要求在场景中摆放作战车辆、消防员，划定警戒区域、执勤区域，标绘疏散、进攻、巡逻或救援路线，以及标注救援提示信息，实现三维数字化预案的快速制作；
动态推演模块，用于将所述预案制作模块绘制的疏散、进攻、巡逻或救援路线以及绘制的标注救援提示信息以动画方式自动播放演示，便于用户查看推演过程。
优选地，还包括预案输出模块，用于将所述预案制作模块制作好的三维数字化预案形成图文兼具标准格式的文本预案。
优选地，所述自主三维建模模块包括单位园区搭建模块、室内结构搭建模块与建筑外观搭建模块，
所述单位园区搭建模块，利用三维建模软件通过拖拽方式自主搭建消防重点单位的周边园区，所述周边园区包括周边道路、地面、停车区、罐体、草坪、树木或大门；
所述室内结构搭建模块，利用三维建模软件进行建筑室内结构搭建，通过导入室内结构建筑CAD图纸，作为底图参考，搭建者在CAD底图上拖拽线条或面来构建室内结构；
所述建筑外观搭建模块，采用3DSMAX软件完成建筑外立面的三维立体模型建模。
优选地，所述建筑外观搭建模块还包括基础数据模块、外观编辑模块与外观输出模块，
所述基础数据模块用于存储建筑外观的CAD图、经过图片处理软件处理场景信息采集的建筑外观素材或现有建筑外观模型；
所述外观编辑模块用于通过贴图方式让建筑外观素材贴附在建筑外观模型上，并通过渲染或烘焙操作，使得搭建出的建筑三维立体外观模型符合真实场景；
所述外观输出模块用于将所述外观编辑模块编辑的建筑三维立体外观模型传输至其他设备。
优选地，所述预案制作模块包括灾情设置模块与预案编辑模块，
所述灾情设定模块用于根据灾情等级、灾情类型、灾情位置、燃烧物信息、灾情描述信息与被困人员信息进行灾情等级划分与设定；
所述预案编辑模块用于根据所述灾情设定模块的灾情等级划分与设定数据进行逃生路线、救援路线的绘制以及标注救援提示信息，实现三维数字预案的快速制作。
优选地，所述动态推演模块包括预案展示模块、展示接口模块、材质光影模块、场景节点管理模块、渲染功能模块与粒子功能模块，
所述预案展示模块采用三维展示方式在三维可视化管理环境中采用逐级放大进入方式，对三维场景实现放大、缩小、上下左右平移和任意角度旋转的操作；
所述展示接口模块支持摄影机多视口，通过鼠标球控制摄影机俯视角、摄影机飞行位置与摄影机缩放；
所述材质光影模块支持点光、方向光、泛光，以及控制灯光位置、强弱、范围与颜色基本参数，灯光用于挂在场景节点下面实现运动效果；
所述场景节点管理模块支持场景链接关系、场景层次结构、场景节点父子关系以及场景中移动、旋转、缩放父节点影响节点变换；
所述渲染功能模块支持实体显示、线框显示、点显示、天空盒或天空球显示方式；
所述粒子功能模块用于提供天气模仿、烟雾或火情的模拟，以及调整粒子系统的发射率、发射数量、粒子大小、粒子贴图、粒子颜色和生命周期参数中的一种或多种。
本发明还提供一种智能消防物联网可视化管理方法，包括如下步骤：
消防重点单位管理，实现对重点单位的智能消防进行存档备案与总结管理；
自主三维建模：以3D虚拟化技术为基础，结合三维引擎技术，利用三维建模软件自主搭建与修改消防重点单位的三维场景；
消防设备信息采集，在三维场景内采集消防业务数据，以及存储消防业务数据，并在三维场景内标注重点区域、消防设施、疏散设施、功能分区或注意事项，同时支持上传图片、音视频或文档资料，通过资料进行辅助标注消防设备信息；
三维场景编辑，在三维场景虾查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的三维分布数据，以及通过三维场景模型查看实时监控视频、全景照片、消防物联网设备数据信息，采用虚拟现实技术进行全三维展示方式在三维可视化管理环境中采用逐级放大方式对三维场景实现放大/缩小、上下左右的平移和任意角度旋转操作；
消防物联网设备展示，在三维场景上对接各类消防物联网数据，实时查看视频与消防设施运行情况，通过Kafka、MQTP、HTTP或JDBC集成方式对消防物联网系统数据实现集成对接，实现对不同消防设备的实时查看，基于消防设备模型显示消防设备的运行数据，消防设备显示当前报警数据以及在三维场景中展示消防物联网设备位置分布信息；
移动端应用，通过移动设备进行可视化展示，以及在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的分布与物联网设备数据信息，还提供可视化查询界面，展示各类重点单位的位置。
本发明提供的一种智能消防物联网可视化管理系统及方法，相比于现有技术具有如下有益效果：
1、本发明通过采用先进的计算机技术、实景仿真技术、虚拟技术和数字通信技术，充分利用三维建模、图像采集、信息收集和仿真手段，将消防重点单位的真实场景数字化、三维可视化，实现大规模场景显示和数据集成，达到为各级消防指挥员熟悉重点单位情况、实时查看消防物联网设备状态、有效组织灭火救援提供有力保障。
2、本发明加强消防重点单位基础信息数据的“汇聚、存储、分析、应用”，建设灭火救援预案数据库，形成集预案管理、信息共享、数据查询、辅助作战等功能为一体的信息管理平台，实现基础信息收集、重点单位调研熟悉、灭火救援实战演练、作战现场临机指挥、大型火灾协同配合等工作的数据支撑，全面打造训练型预案、实战型预案。
3、本发明以三维可视化技术为基础，将园区、建筑、室内结构、设施设备等管理对象三维重现，由传统的二维平面升级为具象化的三维场景，提升信息传输量和可读性，降低理解门槛；通过与各类物联网数据整合对接，将以往分散在各重点园区、楼宇内的消防物联网子系统数据通过统一的三维场景对外展示，实现各类资源协同共享、交互联动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅用于解释本发明的构思。
图1为本发明的智能消防物联网可视化管理系统的框架示意图；
图2为本发明的自主三维建模模块的框架示意图；
图3为本发明的建筑外观搭建模块的框架示意图；
图4为本发明的动态推演模块的框架示意图；
图5为本发明的园区物联网设备展示模块的界面显示示意图；
图6为本发明的楼宇物联网设备数据展示模块的界面显示示意图；
图7为本发明的物联网设备搜索定位模块的界面显示示意图；
图8为本发明的物联网设备告警联动模块的界面显示示意图；
图9为本发明的移动端应用模块的数据采集界面显示示意图；
图10为本发明的移动端应用模块的数据展示界面显示示意图；
图11为本发明的智能消防物联网可视化管理方法的流程示意图。
附图标记汇总：
1、消防重点单位管理模块 2、自主三维建模模块
21、单位园区搭建模块 22、室内结构搭建模块
23、建筑外观搭建模块 231、基础数据模块
232、外观编辑模块 233、外观输出模块
3、消防设备信息采集模块 4、三维场景编辑模块
5、消防物联网设备展示模块 51、园区物联网设备展示模块
52、楼宇物联网设备数据展示模块 53、物联网设备搜索定位模块
54、物联网设备告警联动模块 6、移动端应用模块
7、预案制作模块 8、动态推演模块
81、预案展示模块 82、展示接口模块
83、材质光影模块 84、场景节点管理模块
85、渲染功能模块 86、粒子功能模块
9、预案输出模块
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的一种智能消防物联网可视化管理系统及方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括对在此记载的实施例做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分之间的相互关系。
如图1所示，本发明提供一种智能消防物联网可视化管理系统，包括：
消防重点单位管理模块1，以三维平台为基础，基于地图将重点单位分布地点进行可视化管理，如大型综合体，单体异形建筑、大型化工、制造企业、其它重点单位，管理者权限可以对各基层单位、重点单位的智能消防信息进行管理，例如是日常工作的存档备案与总结管理；
自主三维建模模块2，以3D虚拟化技术为基础，结合三维引擎技术，利用三维建模软件自主搭建与修改消防重点单位的三维场景；例如消防人员可以自主按照CAD图纸、照片及预案的要求，通过拖拽的方式，填写属性信息实现快捷方便地搭建消防重点单位的三维场景，包括：园区场景，如围墙、大门、道路、停车场、绿化、主要标牌、各类罐体等；搭建建筑外立面(含凹凸及贴图效果)或上传外立面模型到系统中；搭建室内结构，如房间、过道、门窗等；
消防设备信息采集模块3，用于在三维场景内采集消防业务数据，以及存储消防业务数据，可以快速录入单位基本信息与罐体信息，并在三维场景内标注重点区域、消防设施、疏散设施、功能分区或注意事项，同时支持上传图片、音视频或文档等附件资料，通过资料进行辅助标注消防设备信息；
三维场景编辑模块4，用于在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的三维分布数据，以及通过三维场景模型查看实时监控视频、全景照片、消防物联网设备数据信息，采用虚拟现实技术进行全三维展示方式，在三维可视化管理环境中采用逐级放大方式(而非新弹出窗口方式)，对三维场景实现放大/缩小、上下左右的平移和任意角度旋转等操作；
消防物联网设备展示模块5，用于在三维场景上对接各类消防物联网设备数据，实时查看视频与消防设施运行情况，通过Kafka、MQTP、HTTP或JDBC集成方式对消防物联网系统数据实现集成对接，实现对不同消防设备的实时查看，基于消防设备模型显示消防设备的运行数据，消防设备显示当前报警数据以及在三维场景中展示消防物联网设备位置分布信息；上述不同消防设备可以为消防水池、消防栓、烟雾感应装置、喷淋装置、消防排烟、消防通道、消防出口等设施设备；
移动端应用模块6，用于通过移动设备进行可视化展示，以及在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的分布与物联网设备数据信息，还提供可视化查询界面，展示各类重点单位的位置，形成辖区单位一张图。通过移动端设备完成浏览重点单位三维场景、消防水源、全景图片等信息。单位详情数据包括：单位基本信息、建筑信息、文本预案、附件资料、单位三维场景与消防物联网设备等。
如图9和10所示，本发明的移动端应用模块6可以提供重点单位信息采集功能，包括单位位置、单位详细信息，建筑信息及现场实景图像采集；还提供图层数据采集，包括市政消火栓，室外消火栓，高速隧道等在标注信息点分类管理内增加的图层分类；还可以通过移动端对单位进行检索和查看，检索列表包括序号、名称、地址、类型、等级、辖区中队、状态、时间等基本信息，选择可查看单位详情。
加载单位三维场景，通过端移动设备完成浏览重点单位三维场景、消防水源、全景图片、物联网设备数据等信息。单位详情数据包括：单位基本信息，建筑信息，文本预案，附件资料，单位三维场景、物联网设备等。
本发明的消防设备信息采集模块3可以提供重点单位信息采集功能，包括单位位置、单位详细信息，建筑信息及现场实景图像采集；以及提供图层数据采集功能，包括市政消火栓、室外消火栓与高速隧道等在标注信息点分类管理内增加的图层分类；还可以通过移动端应用模块6在移动端对单位进行检索和查看，检索列表包括序号、名称、地址、类型、等级、辖区中队、状态、时间等基本信息。选择可查看单位详情，以及可以加载单位三维场景，通过端移动设备完成浏览重点单位三维场景、消防水源、全景图片、物联网设备数据等信息。单位详情数据包括：单位基本信息，建筑信息，文本预案，附件资料，单位三维场景、物联网设备等。
本发明的上述消防重点单位管理模块1、自主三维建模模块2、消防设备信息采集模块3、三维场景编辑模块4、消防物联网设备展示模块5与移动端应用模块6之间进行协同工作，形成的可视化界面可在手机移动终端显示，通过手机查询界面在地图上统一展示各类地图图层数据的位置，包含但不仅限于市政消火栓、消防水鹤、天然水源周边微站，消防中队，联动力量、周边区域，微型消防站等信息，同时移动端还支持切换地图样式，包含道路图，卫星图，还可以提供位置搜索导航功能，以及支持可视化显示重点单位分布地点。
本发明以三维可视化技术为基础，将园区、建筑、室内结构、设施设备等管理对象三维重现，由传统的二维平面升级为具象化的三维场景，提升信息传输量和可读性，降低理解门槛；通过与各类物联网数据整合对接，将以往分散在各重点园区、楼宇内的消防物联网子系统数据通过统一的三维场景对外展示，实现各类资源协同共享、交互联动。
本发明基于3D引擎理念设计，即3D数字化预案的功能是独立于搭建预案模型之外的，模型只是预案信息的载体，不是预案功能的主体。
本发明依托先进的三维引擎技术和高效的人机交互设计，提供低门槛场景搭建能力，任何具有基本计算机操作能力的普通人员，即可轻松在数字化世界中构建一个真实的仿真场景；以及还具有快速场景搭建能力，建模人员可通过鼠标快速“画”出楼层墙体结构，快速“摆“放物体在场景中的位置，依托丰富的3D模型库，即可快速“搭”建一个重点单位三维场景。本发明的系统充分发挥信息化优势，通过构建消防重点单位的三维场景及周边环境，实现灭火药剂测算、建筑信息测绘、典型火灾用水量估算、市政官网供水能力估算、典型火灾作战要点提示等辅助决策模块；同时依据构建的三维场景，消防官兵进行模拟调研熟悉、指挥人员进行模拟指挥，有效引导灭火救援行动向科学化处置、数据化保障快速发展。
本发明的系统吸取游戏引擎的理念，设计简单、便捷的三维场景搭建功能，有效降低预案的绘制门槛，还可以强化动态展示功能，形象地展示灭火救援的作战过程；并且根据预案修订机制，自动提醒预案的修订，修订的预案会进行审核，强化预案信息的时效性。
在本发明的进一步实施例中，如图5和6所示，消防物联网设备展示模块5包括：
园区物联网设备展示模块51，用于在三维场景中对单位园区基础的物联网设备信息分布点进行呈现，并能基于设备运行状态实时展示物联网设备运行状态及运行详细数据；
楼宇物联网设备数据展示模块52，用于在三维场景中对单位楼宇内部的物联网设备信息分布点进行呈现，并能基于设备运行状态实时展示物联网设备运行状态及运行详细数据。
如图7和8所示，本发明的智能消防物联网可视化管理系统中消防物联网设备展示模块5还包括：
物联网设备搜索定位模块53，对物联网设备进行搜索并将搜索结果通过列表展示，以及通过列表数据点击定位物联网设备三维场景，进而在三维场景中查看物联网设备信息；
物联网设备告警联动模块54，用于在三维场景中对物联网设备告警情况可视化展示，基于消防感应装置告警进而联动告警区域视频画面，让消防人员及时掌握告警信息及现场区域真实情况。
这样设置可以对物联网设备进行搜索定位，直观地了解单位园区或建筑结构内所有物联网设备的设备信息，在发生消防预警时可以通过三维场景直观了解现场区域真实情况，由此可以准确快速进行消防预警与可视化管理。
本发明的智能消防物联网可视化管理系统还包括预案制作模块7与动态推演模块8，
预案制作模块7，用于在3D电子沙盘内设定事件详情，根据单位类型和灾情等级提供不同任务部署模板以及力量调派规则，在三维场景中模拟事件现场，被困人员等信息，设定战斗任务，通过设定各任务视角、描述、自动配音解说，根据作战要求在场景中摆放作战车辆、消防员，划定警戒区域、执勤区域，标绘疏散、进攻、巡逻或救援路线，以及标注救援提示信息，实现三维数字化预案的快速制作；
动态推演模块8，用于将预案制作模块7绘制的疏散、进攻、巡逻或救援路线以及绘制的标注救援提示信息以动画方式自动播放演示，便于用户查看推演过程。
本发明的智能消防物联网可视化管理系统还包括预案输出模块9，该预案输出模块9用于将预案制作模块7制作好的三维数字化预案形成图文兼具标准格式的文本预案。
本发明的预案输出模块9融合已有的消防预案移动终端系统，补充三维单体模型信息不能表达的内容，如一定范围内水源的GIS分布图、警情位置是否有危化品、跨区域救援的作战安排等，保证灾情发生时，救援需要的信息是完整的、多面的、实时的。
本发明的智能消防物联网可视化管理系统不但能简单、便捷地搭建三维场景，具备强大的数据集成能力，如三维场景本身提供的空间数据，还能集成非结构化数据，如全景照片、视频及救灾现场实时获取的图片等信息，更能集成其他消防系统的数据信息。而且，这些数据信息不但可以在三维场景中综合展示，也能通过信息共享功能共享给在灾害现场参加灭火救援的消防官兵。实现了“数据双通道”式的综合保障。
本发明对3D预案场景生成与更新简单便捷，预案制作者可通过拖拽等直观界面快速完成3D场景搭建、修改等工作；本发明可自适应外部应用管理系统配置模型的调整，比如某个对象增加了N个属性，则3D场景中相应3D对象的属性也自动增加N个，无需调整程序；本发明场景搭建操作功能应按照列表、右键菜单方式排布，简便易用，如通过简单地拖拽就完成模型的摆放，通过右键可以完成模型属性的操作；本发明搭建场景可提供二维/三维角度的切换功能；本发明支持预案3D场景中各建筑内房间、物体、道路等的业务信息的录入、保存功能，重点数据支持顶信息牌重点展示；本发明在搭建的场景中任意摆放消防员、被困群众、消防车、火灾、爆炸点等，并可配置模型的属性(如消防车喷水的角度、火苗大小、爆炸范围等)；本发明支持救援路线、逃生路线的动态制作功能，在系统中测量任意两点间或多点间的距离并显示结果；本发明支持在系统中实现动画录制的功能，用户可以自定义动画的路线、各节点之间的切换时间和播放速度，并支持自编辑字幕。
在本发明的进一步实施例中，如图2所示，自主三维建模模块2包括单位园区搭建模块21、室内结构搭建模块22与建筑外观搭建模块23，
单位园区搭建模块21，利用三维建模软件通过拖拽方式自主搭建消防重点单位的周边园区，周边园区指的是建筑外观模型周边的园区，周边园区包括周边道路、地面、停车区与大门，利用系统模型库进行道路、地面、停车区、大门、草坪、树木等的模型搭建；
室内结构搭建模块22，利用三维建模软件进行建筑室内结构搭建，通过导入室内结构建筑CAD图纸，作为底图参考，搭建者在CAD底图上拖拽线条或面来构建室内结构；其中，系统通过室内结构搭建模块22进行三维场景的搭建操作，搭建的室内结构会与对应的外观或外立面通过系统整合，不会是两个独立的个体。另外，上述系统中导入室内结构的CAD图纸，作为底图参考，搭建者只需在CAD底图上拉线条墙体或拉矩形墙体即可，这样可以实现更好地搭建效果，搭建完成的室内结构会经过系统的管理员审核，审核通过后，才可进行预案制作及其他的操作；
建筑外观搭建模块23，采用3DSMAX软件完成建筑外立面的三维立体模型的精细建模，在建模过程中，会参考素材采集的照片、CAD图纸等内容，严格按照建筑物实际的尺寸、线条、凹凸等建模，并用图片处理软件处理场景信息采集的素材，通过贴图的方式让素材贴附在模型的表面，使得外立面模型看起来与现实世界中的模型是一致的。模型及贴图完成后，要进行渲染、烘焙等操作，让模型的光线、阴影等看起来更符合真实场景。制作好的模型要通过系统提供的专属插件上传到系统中。上传的模型会进入系统中的模型库，待管理员审核通过后，模型才能在系统中使用。
在本发明的进一步实施例中，如图3所示，建筑外观搭建模块23还包括基础数据模块231、外观编辑模块232与外观输出模块233，
基础数据模块231用于存储建筑外观的CAD图、经过图片处理软件处理场景信息采集的建筑外观素材或现有建筑外观模型；
外观编辑模块232用于通过贴图方式让建筑外观素材贴附在建筑外观模型上，并通过渲染或烘焙操作，使得搭建出的建筑三维立体外观模型符合真实场景；
外观输出模块233用于将外观编辑模块232编辑的建筑三维立体外观模型传输至其他设备。
本发明的系统具有数据可视化，基于3D可视化的技术理念，依托与真实世界一致的3D场景，实现数据的可视化。用户可以第一人称视角、沉浸式的行走方式或第三人称视角、飞行式的鸟瞰方式浏览具体、详细的信息。
在本发明的进一步实施例中，预案制作模块7包括灾情设置模块与预案编辑模块，
灾情设定模块用于根据灾情等级、灾情类型、灾情位置、燃烧物信息、灾情描述信息与被困人员信息进行灾情等级划分与设定；
预案编辑模块用于根据灾情设定模块的灾情等级划分与设定数据进行逃生路线、救援路线的绘制以及标注救援提示信息，实现三维数字预案的快速制作。
在本发明的进一步实施例中，如图4所示，动态推演模块8包括预案展示模块81、展示接口模块82、材质光影模块83、场景节点管理模块84、渲染功能模块85与粒子功能模块86，
预案展示模块81采用三维展示方式在三维可视化管理环境中采用逐级放大进入方式，对三维场景实现放大、缩小、上下左右平移和任意角度旋转的操作；
展示接口模块82支持摄影机多视口，通过鼠标球控制摄影机俯视角、摄影机飞行位置与摄影机缩放；
材质光影模块83支持点光、方向光、泛光，以及控制灯光位置、强弱、范围与颜色基本参数，灯光用于挂在场景节点下面实现运动效果；
场景节点管理模块84支持场景链接关系、场景层次结构、场景节点父子关系以及场景中移动、旋转、缩放父节点影响节点变换；
渲染功能模块85支持实体显示、线框显示、点显示、天空盒或天空球显示方式；
粒子功能模块86用于提供天气模仿、烟雾或火情的模拟，以及调整粒子系统的发射率、发射数量、粒子大小、粒子贴图、粒子颜色和生命周期参数中的一种或多种。
本发明的系统支持多接口格式，可基于三维可视化技术形成的场景及模型集成各类灭火救援相关类数据(如视频、音频、定位、物联网等)，并用于数字化灭火救援预案的制作、临战指挥参考等。
本发明的系统还包括管理平台模块，通过搭建预案管理平台，构建用户权限管理系统，制定各级预案的审核流程，实现预案信息的逐级审核，支持系统预案类型配置、救援力量等基础数据管理等功能，定期更新和全程督导的管理体系，切实保证消防重点单位信息的实效性、预案内容的规范性和处置策略的科学性。本发明充分运用三维立体模型、全景图像、实景照片、监控视频等多媒体表现形式，保证消防人员一目了然地查询所需数据，直观看到单位场景，还可以便捷熟悉重点单位、快速理解战斗部署等预案内容，增强预案使用的便捷性。
上述管理平台模块具有预案管理功能，可以在系统中基于地图将重点单位预案分布地点及预案状态进行可视化显示。不同的图标颜色表示预案编制情况，如已完成绿色、未完成灰色、已过期红色、审核中黄色等，形成辖区内“消防预案一张图”。
如图11所示，本发明还提供一种智能消防物联网可视化管理方法，包括如下步骤：
消防重点单位管理S1，实现对重点单位的智能消防进行存档备案与总结管理；
自主三维建模S2：以3D虚拟化技术为基础，结合三维引擎技术，利用三维建模软件自主搭建与修改消防重点单位的三维场景；
消防设备信息采集S3，在三维场景内采集消防业务数据，以及存储消防业务数据，并在三维场景内标注重点区域、消防设施、疏散设施、功能分区或注意事项，同时支持上传图片、音视频或文档资料，通过资料进行辅助标注消防设备信息；
三维场景编辑S4，在三维场景虾查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的三维分布数据，以及通过三维场景模型查看实时监控视频、全景照片、消防物联网设备数据信息，采用虚拟现实技术进行全三维展示方式在三维可视化管理环境中采用逐级放大方式对三维场景实现放大/缩小、上下左右的平移和任意角度旋转操作；
消防物联网设备展示S5，在三维场景上对接各类消防物联网数据，实时查看视频与消防设施运行情况，通过Kafka、MQTP、HTTP或JDBC集成方式对消防物联网系统数据实现集成对接，实现对不同消防设备的实时查看，基于消防设备模型显示消防设备的运行数据，消防设备显示当前报警数据以及在三维场景中展示消防物联网设备位置分布信息；
移动端应用S6，通过移动设备进行可视化展示，以及在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的分布与物联网设备数据信息，还提供可视化查询界面，展示各类重点单位的位置。
以上对本发明的一种智能消防物联网可视化管理系统及方法进行了说明。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据本发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。
Claims (10)
1.一种智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，包括：
消防重点单位管理模块，用于对重点单位的智能消防信息进行存档备案与总结管理；
自主三维建模模块：以3D虚拟化技术为基础，结合三维引擎技术，利用三维建模软件自主搭建与修改消防重点单位的三维场景；
消防设备信息采集模块，用于在三维场景内采集消防业务数据，以及存储消防业务数据，并在三维场景内标注重点区域、消防设施、疏散设施、功能分区或注意事项，同时支持上传图片、音视频或文档资料，通过资料进行辅助标注消防设备信息；
三维场景编辑模块，用于在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的三维分布数据，以及通过三维场景模型查看实时监控视频、全景照片、消防物联网设备数据信息，采用虚拟现实技术进行全三维展示方式在三维可视化管理环境中采用逐级放大方式对三维场景实现放大/缩小、上下左右的平移和任意角度旋转操作；
消防物联网设备展示模块，用于在三维场景上对接各类消防物联网数据，实时查看视频与消防设施运行情况，通过Kafka、MQTP、HTTP或JDBC集成方式对消防物联网系统数据实现集成对接，实现对不同消防设备的实时查看，基于消防设备模型显示消防设备的运行数据，消防设备显示当前报警数据以及在三维场景中展示消防物联网设备位置分布信息；
移动端应用模块，用于通过移动设备进行可视化展示，以及在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的分布与物联网设备数据信息，还提供可视化查询界面，展示各类重点单位的位置。
2.根据权利要求1所述的智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，所述消防物联网设备展示模块包括：
园区物联网设备展示模块，用于在三维场景中对单位园区基础的物联网设备信息分布点进行呈现，并能基于设备运行状态实时展示物联网设备运行状态及运行数据；
楼宇物联网设备数据展示模块，用于在三维场景中对单位楼宇内部的物联网设备信息分布点进行呈现，并能基于设备运行状态实时展示物联网设备运行状态及运行数据。
3.根据权利要求2所述的智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，消防物联网设备展示模块还包括：
物联网设备搜索定位模块，对物联网设备进行搜索并将搜索结果通过列表展示，以及通过列表数据点击定位物联网设备三维场景，进而在三维场景中查看物联网设备信息；
物联网设备告警联动模块，用于在三维场景中对物联网设备告警情况可视化展示，基于消防感应装置告警进而联动告警区域视频画面，让消防人员及时掌握告警信息及现场区域真实情况。
4.根据权利要求1所述的智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，还包括：
预案制作模块，用于在3D电子沙盘内设定事件详情，根据单位类型和灾情等级提供不同任务部署模版以及力量调派规则，在三维场景中模拟事件现场，被困人员等信息，设定战斗任务，通过设定各任务视角、描述、自动配音解说，根据作战要求在场景中摆放作战车辆、消防员，划定警戒区域、执勤区域，标绘疏散、进攻、巡逻或救援路线，以及标注救援提示信息，实现三维数字化预案的快速制作；
动态推演模块，用于将所述预案制作模块绘制的疏散、进攻、巡逻或救援路线以及绘制的标注救援提示信息以动画方式自动播放演示，便于用户查看推演过程。
5.根据权利要求1所述的智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，还包括：
预案输出模块，用于将所述预案制作模块制作好的三维数字化预案形成图文兼具标准格式的文本预案。
6.根据权利要求1所述的智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，所述自主三维建模模块包括单位园区搭建模块、室内结构搭建模块与建筑外观搭建模块，
所述单位园区搭建模块，利用三维建模软件通过拖拽方式自主搭建消防重点单位的周边园区，所述周边园区包括周边道路、地面、停车区、罐体、草坪、树木或大门；
所述室内结构搭建模块，利用三维建模软件进行建筑室内结构搭建，通过导入室内结构建筑CAD图纸，作为底图参考，搭建者在CAD底图上拖拽线条或面来构建室内结构；
所述建筑外观搭建模块，采用3DSMAX软件完成建筑外立面的三维立体模型建模。
7.根据权利要求6所述的智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，所述建筑外观搭建模块还包括基础数据模块、外观编辑模块与外观输出模块，
所述基础数据模块用于存储建筑外观的CAD图、经过图片处理软件处理场景信息采集的建筑外观素材或现有建筑外观模型；
所述外观编辑模块用于通过贴图方式让建筑外观素材贴附在建筑外观模型上，并通过渲染或烘焙操作，使得搭建出的建筑三维立体外观模型符合真实场景；
所述外观输出模块用于将所述外观编辑模块编辑的建筑三维立体外观模型传输至其他设备。
8.根据权利要求4所述的智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，所述预案制作模块包括灾情设置模块与预案编辑模块，
所述灾情设定模块用于根据灾情等级、灾情类型、灾情位置、燃烧物信息、灾情描述信息与被困人员信息进行灾情等级划分与设定；
所述预案编辑模块用于根据所述灾情设定模块的灾情等级划分与设定数据进行逃生路线、救援路线的绘制以及标注救援提示信息，实现三维数字预案的快速制作。
9.根据权利要求4所述的智能消防物联网可视化管理系统，其特征在于，所述动态推演模块包括预案展示模块、展示接口模块、材质光影模块、场景节点管理模块、渲染功能模块与粒子功能模块，
所述预案展示模块采用三维展示方式在三维可视化管理环境中采用逐级放大进入方式，对三维场景实现放大、缩小、上下左右平移和任意角度旋转的操作；
所述展示接口模块支持摄影机多视口，通过鼠标球控制摄影机俯视角、摄影机飞行位置与摄影机缩放；
所述材质光影模块支持点光、方向光、泛光，以及控制灯光位置、强弱、范围与颜色基本参数，灯光用于挂在场景节点下面实现运动效果；
所述场景节点管理模块支持场景链接关系、场景层次结构、场景节点父子关系以及场景中移动、旋转、缩放父节点影响节点变换；
所述渲染功能模块支持实体显示、线框显示、点显示、天空盒或天空球显示方式；
所述粒子功能模块用于提供天气模仿、烟雾或火情的模拟，以及调整粒子系统的发射率、发射数量、粒子大小、粒子贴图、粒子颜色和生命周期参数中的一种或多种。
10.一种智能消防物联网可视化管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
消防重点单位管理，实现对重点单位的智能消防进行存档备案与总结管理；
自主三维建模：以3D虚拟化技术为基础，结合三维引擎技术，利用三维建模软件自主搭建与修改消防重点单位的三维场景；
消防设备信息采集，在三维场景内采集消防业务数据，以及存储消防业务数据，并在三维场景内标注重点区域、消防设施、疏散设施、功能分区或注意事项，同时支持上传图片、音视频或文档资料，通过资料进行辅助标注消防设备信息；
三维场景编辑，在三维场景虾查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的三维分布数据，以及通过三维场景模型查看实时监控视频、全景照片、消防物联网设备数据信息，采用虚拟现实技术进行全三维展示方式在三维可视化管理环境中采用逐级放大方式对三维场景实现放大/缩小、上下左右的平移和任意角度旋转操作；
消防物联网设备展示，在三维场景上对接各类消防物联网数据，实时查看视频与消防设施运行情况，通过Kafka、MQTP、HTTP或JDBC集成方式对消防物联网系统数据实现集成对接，实现对不同消防设备的实时查看，基于消防设备模型显示消防设备的运行数据，消防设备显示当前报警数据以及在三维场景中展示消防物联网设备位置分布信息；
移动端应用，通过移动设备进行可视化展示，以及在三维场景下查看重点单位周围概貌、建筑内外结构、消防设施的分布与物联网设备数据信息，还提供可视化查询界面，展示各类重点单位的位置。
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| CN111815751A true CN111815751A (zh) | 2020-10-23 |
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| CN202010667574.XA Pending CN111815751A (zh) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | 智能消防物联网可视化管理系统及方法 |
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