CN115828545B - 一种基于数字孪生的化工园区三维管廊系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于数字孪生的化工园区三维管廊系统，本系统通过对GIS数据、BIM数据、IoT数据的集成，生成了对基础地理信息服务的发布，同时也对传感器、摄像头、沉降监测仪数据进行了融合、优化。在此基础上，便可以在终端的数字管廊管理系统平台界面上制定一系列的业务模型集成，例如管道介质浓度预测、应急预案、流程决策，以及进行巡检人员、应急人员的调度仿真，和应急调度决策，使整套系统真正地能在实际应用中做到对于化工园区安全隐患的防患于未然。此外，SpringBoot框架可以更为方便地实现云服务器分布式管理、高速读取并且备份冗余数据，为数据解析算法的运算提供大量可靠的数据支持，维持整个数字孪生系统。

Description

一种基于数字孪生的化工园区三维管廊系统
技术领域
本发明涉及化学工业管廊领域，具体为一种基于数字孪生的化工园区三维管廊系统。
背景技术
近年来，随着多学科建模与仿真技术的飞速发展，并得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字孪生技术研究成为热点，并在诸多领域得到成功运用，由于化学工业在国民经济中占着举足轻重的地位，与国民经济关系紧密相关。想要国民经济能够高效稳定的发展，发展化学工业将是不可缺少的前提与保障。同时，化学工业由于其行业的特殊性和危险性，也会带来很多安全问题，基于此问题，以及数字孪生技术的兴起与改进，因此将化工园区内的传感器、摄像头、沉降监测仪等物理世界的监控装置与电脑终端的数字世界相结合，形成一套基于数字孪生的化工园区三维管廊系统，并对目前在当今的市场上，数字孪生系统仍然存在体系不健全、真实性不足、安全性无法保证等问题进行解决。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于数字孪生的化工园区三维管廊系统，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数字孪生的化工园区三维管廊系统，包括系统架构部分和系统软件部分，所述系统架构部分由感知层、接入层、平台层、展示层四部分组成；所述系统软件部分由管廊三维可视化、商务管理、巡检管理、管廊管理、应急管理、系统管理六部分组成；该系统基于SpringBoot框架，通过Vue框架和Cesium库实现前端的管廊三维数据的可视化；
所述感知层由传感器、摄像头、沉降监测仪组成；
所述接入层为数据采集和控制接口，支持来自底层传感器的各种通信协议；
所述平台层由传输层和数据层构成，所述传输层即网络层，用于传输数据，支持各类有线、无线通信；所述数据层存放有消息中间件、数据库，用以进行数据的缓存和分析；
所述展示层用来进行管廊数据的三维模型展示；
作为本发明的一种优选技术方案，整个系统的构建过程如下步骤：
S1：搭建一个数字孪生系统网络，完成内网与外网的交互；
S2：SpringBoot+WebSocket实现三维数字管廊模型更新架构；
S3：vue框架实现管廊数据的前端展示；
S4：CAD+3DMAX完成管廊三维模型的建模；
S5：Cesium+leaflet完成管廊三维模型的可视化呈现。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S1：搭建一个数字孪生系统网络，完成内网与外网的交互，具体步骤如下：
S11：最底层的感知层用于对数据的采集，通过传感器完成对实时数据的监测，进而将数据传到接入层；在接入层，使用RS-485串行通讯接口连接起各类不同的传感器、摄像头、沉降监测仪，由RS-485串行通讯接口总线构成了这套数字孪生系统网络体系的物理层，完成了节点间传送比特流的任务；
S12：通过STM32将由物理层传来的数据统一转换为Modbus总线协议格式，至此，搭建了这套网络系统的数据链路层，即完成了节点间传送数据的任务；
S13：采用一块高度集成的多媒体网络路由器作为整个系统的RTU，使得从数据链路层传来的数据通过NAT接口，使用“IP地址+端口号”，完成内网与外网的交互，便通过了“路由”的方法完成了该系统的网络层架构；
S14：由网络层将数据交给传输层，进而交付数据给终端，便可实现于主机操作整套数字孪生系统了，以完成对整个化工园区管廊数字孪生系统的监控预警。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S2：SpringBoot+WebSocket实现三维数字管廊模型更新架构；具体步骤如下：
S21：管廊数据的更新，首先记录其具体的更新位置，形成管线更新记录表，之后，由客户端根据管线更新记录表向服务器端发送更新响应请求，服务器端接收到请求后，根据客户端请求进行管廊三维模型数据的更新，确定更新范围，并对范围内的三维管廊模型数据进行重建；
S22：服务器端重新根据捜索对象进行三维数据的更新、索引、排序；
S23：服务器端通过WebSocket协议将三维管廊模型数据的更新情况主动通知给客户端；
S24：同时，多个客户端可通过调用服务器端的三维更新服务来实现多用户的更新操作，服务器端和客户端之间采用SpringBoot+WebSocket进行数据交换，来支持管廊三维模型的局部更新和整体更新；在三维管廊数据更新完成后，再交由前端进行显示更新。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S3：vue框架实现管廊数据的前端展示；具体步骤如下：
S31：首先通过Vue-cli脚手架创建Vue3.0工程；进入工程项目，通过导入bootstrap样式，从而可以使得页面的布局更加美观，也更方便进行页面布局的操作；通过导入cesium样式，从而可以进行三维可视化操作；
S32：通过使用Vue-router功能完成当前页面组件内的切换与当前页面内容下的组件间的切换，从而避免了在组件内或组件间的内容进行切换时，出现频繁的页面刷新与页面跳转，可以进一步减少浏览器的响应时间以及功耗。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S4：CAD+3DMAX完成管廊三维模型的建模；具体步骤如下：
S41：基于管线的分类、特点、几何特性和语义要素，对管道的数据结构进行设计及定义，即对于管道的管点、表面顶点、管段、建筑物，分别通过一个结构体(struct)进行定义，结构体(struct)中分别定义了它们各自的结构特征，再加上数据约束，使得整个建模过程更加规范化；
S42：便通过CAD完成对管廊数据的二维建模，之后将结果导出到3DMAX，并由3DMAX继续完成对整个三维管网的建模；
S43：3DMAX建模完成后，通过cesiumlab工具获取插入点的坐标，并将3DMAX软件中模型的轴心移动到对应位置点，设置该对应位置点的坐标为(0，0，0)，之后，将文件导出为fbx格式；
S44：回到cesiumlab工具，选择“通用模型切片”的切片方式，并添加之前使用3DMAX导出的fbx格式文件，交由cesiumlab工具进行自动化的参数处理、文件格式转换操作，得以将fbx文件数据转换为3DTiles格式；文件格式转换完成后，选择输出路径，提交结果。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S5：Cesium+leaflet完成管廊三维模型的可视化呈现；具体步骤如下：通过Cesium+leaflet方法，完成对以上数据的进行三维渲染与可视化呈现；并基于前端的vue技术和后端的SpringBoot技术，使得该三维管廊模型可以被可视化的展现在终端设备上。
本发明的有益效果是：本系统通过对GIS数据、BIM数据、IoT数据的集成，生成了对基础地理信息服务的发布，同时也对传感器、摄像头、沉降监测仪数据进行了融合、优化；在此基础上，便可以在终端的数字管廊管理系统平台界面上制定一系列的业务模型集成，例如管道介质浓度预测、应急预案、流程决策，以及进行巡检人员、应急人员的调度仿真，和应急调度决策，使整套系统真正地能在实际应用中做到对于化工园区安全隐患的防患于未然。
此外，SpringBoot框架可以更为方便地实现云服务器分布式管理、高速读取并且备份冗余数据，为数据解析算法的运算提供大量可靠的数据支持，维持整个数字孪生系统；通过对这一系列数据的采集、传输、存储、处理、应用、治理，构成了一套完备的数字孪生系统，本发明对于数据的采集、传输作出了改进与优化，并运用后端的SpringBoot框架实现三维模型架构的更新，与前端的vue框架，同时结合CAD+3DMAX实现前端仿真模型的三维可视化实现；未来，可通过引入hadoop+spark的框架，在数字孪生系统的基础上，引入大数据技术，提供并行算法的支持，使系统能够有效地处理数据流，从而实现数据全生命周期的高性能、高可靠运算。
附图说明
图1为本发明数字管廊管理系统架构图；
图2为本发明数字管廊管理系统平台功能模块图；
图3为本发明主从模式图；
图4为本发明三维更新服务的模块图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例：请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于数字孪生的化工园区三维管廊系统，本系统通过对GIS数据、BIM数据、IoT数据的集成，生成了对基础地理信息服务的发布，同时也对传感器、摄像头、沉降监测仪数据进行了融合、优化。在此基础上，便可以在终端的数字管廊管理系统平台界面上制定一系列的业务模型集成，例如管道介质浓度预测、应急预案、流程决策，以及进行巡检人员、应急人员的调度仿真，和应急调度决策，使整套系统真正地能在实际应用中做到对于化工园区安全隐患的防患于未然。此外，SpringBoot框架可以更为方便地实现云服务器分布式管理、高速读取并且备份冗余数据，为数据解析算法的运算提供大量可靠的数据支持，维持整个数字孪生系统。通过对这一系列数据的采集、传输、存储、处理、应用、治理，构成了一套完备的数字孪生系统，本发明对于数据的采集、传输作出了改进与优化，并运用后端的SpringBoot框架实现三维模型架构的更新，与前端的vue框架，同时结合CAD+3DMAX实现前端仿真模型的三维可视化实现。未来，可通过引入hadoop+spark的框架，在数字孪生系统的基础上，引入大数据技术，提供并行算法的支持，使系统能够有效地处理数据流，从而实现数据全生命周期的高性能、高可靠运算。
具体步骤如下：
S1：搭建一个数字孪生系统网络，完成内网与外网的交互；
在这套数字管廊管理系统中，最底层的感知层用于对数据的采集，主要由传感器、摄像头、沉降监测仪这些硬件设备组成的，通过这些传感器完成对实时数据的监测，进而将数据传到接入层；在接入层，我们使用RS-485串行通讯接口连接起各类不同的传感器、摄像头、沉降监测仪，由RS-485串行通讯接口总线构成了这套数字孪生系统网络体系的物理层，完成了节点间传送比特流的任务，接着，通过STM32将由物理层传来的数据统一转换为Modbus总线协议格式，至此，搭建了这套网络系统的数据链路层，即完成了节点间传送数据的任务，之后，采用一块高度集成的多媒体网络路由器作为整个系统的RTU，使得从数据链路层传来的数据通过NAT接口，使用“IP地址+端口号”，完成内网与外网的交互，便通过了“路由”的方法完成了该系统的网络层架构。最后，由网络层将数据交给传输层，进而交付数据给终端，便可实现于主机操作整套数字孪生系统了，以完成对整个化工园区管廊数字孪生系统的监控预警。
S2：SpringBoot+WebSocket实现三维数字管廊模型更新架构；
有关管廊数据的更新，我们需要首先记录其具体的更新位置，形成管线更新记录表；之后，由客户端根据管线更新记录表向服务器端发送更新响应请求；服务器端接收到请求后，根据客户端请求进行管廊三维模型数据的更新，确定更新范围，并对范围内的三维管廊模型数据进行重建；同时，服务器端重新根据捜索对象进行三维数据的更新、索引、排序。最后，服务器端通过WebSocket协议将三维管廊模型数据的更新情况主动通知给客户端。
同时，多个客户端可通过调用服务器端的三维更新服务来实现多用户的更新操作，服务器端和客户端之间采用SpringBoot+WebSocket进行数据交换，来支持管廊三维模型的局部更新和整体更新。在三维管廊数据更新完成后，再交由前端进行显示更新。
S3：vue框架实现管廊数据的前端展示；
这套系统首先通过Vue-cli脚手架创建Vue3.0工程；进入工程项目，通过导入bootstrap样式，从而可以使得页面的布局更加美观，也更方便进行页面布局的操作；通过导入cesium样式，从而可以进行三维可视化操作。
其次，我们通过使用Vue-router功能完成当前页面组件内的切换与当前页面内容下的组件间的切换。从而避免了在组件内或组件间的内容进行切换时，出现频繁的页面刷新与页面跳转，可以进一步减少浏览器的响应时间以及功耗。
S4：CAD+3DMAX完成管廊三维模型的建模；
基于管线的分类、特点、几何特性、语义等要素，我们对管道的数据结构进行设计及定义，即对于管道的管点、表面顶点、管段、建筑物，分别通过一个结构体(struct)进行定义，结构体(struct)中分别定义了它们各自的结构特征，例如各自的管道长度，管点坐标、标识号等。再加上数据约束，使得整个建模过程更加规范化。之后我们便通过CAD完成对管廊数据的二维建模。之后将结果导出到3DMAX，并由3DMAX继续完成对整个三维管网的建模。
3DMAX建模完成后，我们通过cesiumlab工具获取我们想要插入的点的坐标，并将3DMAX软件中模型的轴心移动到对应位置点，设置该对应位置点的坐标为(0，0，0)，之后，将文件导出为fbx格式。
回到cesiumlab工具，我们选择“通用模型切片”的切片方式，并添加我们之前使用3DMAX导出的fbx格式文件，交由cesiumlab工具进行自动化的参数处理、文件格式转换操作，得以将fbx文件数据转换为3DTiles格式。文件格式转换完成后，我们选择输出路径，提交结果。
S5：Cesium+leaflet完成管廊三维模型的可视化呈现；
最后，我们通过Cesium+leaflet方法，完成对以上数据的进行三维渲染与可视化呈现。并基于前端的vue技术和后端的SpringBoot技术，使得该三维管廊模型可以被可视化的展现在终端设备上。
如图1，这套数字管廊管理系统架构主要由感知层、接入层、平台层、展示层四部分组成。感知层主要由各种传感器组成，例如传感器、摄像头、沉降监测仪；接入层为数据采集和控制接口，支持来自底层传感器的各种通信协议；传输层，即网络层，用于传输数据，支持各类有线、无线通信；数据层存放有消息中间件、数据库，用以进行数据的缓存、分析；最上面一层为展示层，用来进行管廊数据的三维模型展示。
如图2，这套系统软件部分主要由管廊三维可视化、商务管理、巡检管理、管廊管理、应急管理、系统管理六部分组成。该系统基于SpringBoot框架，通过Vue框架和Cesium库实现前端的管廊三维数据的可视化。
关于数字孪生系统的实现，难点不是模型场景的表现手法，而是数据所在网络的不统一。公网可以访问一部分公开资源，可是另外一些数据资源归不同的VPN访问，且规定不允许跨网访问。例如，传感器、摄像头、沉降监测仪分别有着自己独立的VPN网络，互相之间不能交叉访问。归根到底，就是不同的传感器装置有着不同的数据传输协议和通信方式。
所以，在该数字孪生系统网络中，我们引入了Modbus通信协议机制。由于Modbus通信协议遵循主从模式的通讯方式(见图3)，所以，我们可以通过ModBus通信协议与RS-485传输协议级联多种数量、不同类型的设备，这些由节点获取的不同类型数据(如传感器、摄像头、沉降监测仪各有着各不同的数据存储格式)将统一转换为Modbus协议格式，进而通过STM-32将数据转发至上层处理。
如图4所示，在三维数字管廊模型更新架构中，我们采用SpringBoot+WebSocket的方法，这是由于在传输协议中，HTTP协议有一个缺陷：通信只能由客户端发起，做不到服务器端主动向客户端发送信息，所以我们采用WebSocket协议来实现服务器端与客户端之间的通信。WebSocket协议是基于TCP的一种新的网络协议，它实现了浏览器与服务器之间的全双工通信——允许服务器主动发送信息给客户端。
本发明针对在当今的市场上，数字孪生系统仍然存在体系不健全、真实性不足、安全性无法保证这几个问题；本发明依次从以下三个角度对该系统做出改进；
1、关于本发明涉及的有关数字孪生体系，我们通过各种类型的传感器、摄像头、沉降监测仪采集数据，再经由RS-485串行接口总线、STM-32、RTU、传输层通信机制，和数据库存储系统，组成了一套完善的数字孪生网络采集系统，完成对整个化工园区管廊数字孪生系统的监控预警。同时，该系统以SpringBoot框架为后端，Vue框架为前端，通过采用CAD和3DMAX为建模软件工具对管廊模型进行建模，并运用前端的Cesium库作为该化工园区三维管廊的可视化实现工具，实现了对化工园区三维管廊的三维可视化展示与高效仿真。
2.1、有关数字孪生系统的真实性方面，在数字孪生系统网络中，我们采用RS-485传输协议作为传感器、监控摄像机，与沉降监测仪的数据采集方式，来进行信号的传输通讯。RS-485是目前最常用的一种串行通讯接口，其采用平衡传输方式，同时能够支持1200米的通讯距离，并可使用中继器增加通讯距离。RS-485总线还具备良好的抗噪声干扰能力，在进行沉降测量与各类气体浓度、温湿度状况的检测时，RS-485总线能直接与传感器进行信息传输和数据交换，保证数据的及时性和准确性。
2.2、在接收到由STM-32串行传输方式传来的数据后，我们采用一块多媒体网络路由器作为整个系统的RTU(远程终端单元)。RTU是一种基于微处理器的设备，有时可通过简单的web界面进行编程，广泛用于数公里的偏远地区和极端环境下，如海上石油钻井平台。我们采用的RTU具有非常好的无线性能，可以支持多种不同类型的网络通信。同时，由于该多媒体网络路由器内置有数字信号处理器，可以高性能地完成对视频采集系统的处理。
2.3、此外，我们基于管线的分类、特点、几何特性、语义等要素，完成对管道的数据结构进行设计及定义，即对于管道的管点、表面顶点、管段、建筑物，分别通过一个结构体(struct)进行定义，结构体(struct)中分别定义了它们各自的结构特征，例如各自的管道长度，管点坐标、标识号等。再加上数据约束，使得整个建模过程更加规范化。之后我们便通过CAD完成对管廊数据的二维建模，之后将结果导出到3DMAX，并由3DMAX继续完成对整个三维管网的建模。同时，我们通过前端的vue框架、cesium库实现对三维管廊数据的渲染与可视化呈现。通过cesium库，结合地理信息数据，完成对管线的定位与查询。全系统通过对GIS数据、BIM数据、IoT数据的集成，最大限度的还原化工园区三维管廊模型的真实性。
3、有关数字孪生系统的安全性方面，我们搭建了一个数字孪生系统网络，完成内网与外网的交互。此外，从RS-485串行接口总线传来的各节点数据通过该路由器中的网络地址转换(NAT)引擎，内网数据信息得以使用“IP地址+端口号”的形式与外网数据以“多对一”的形式进行转换，控制内网的传感器、摄像头、沉降监测仪与外网主服务器之间进行互相访问。同时，NAT引擎有效避免了来自外网的攻击，可以很大程度上提高网络安全性。此外，各传感器节点数据互相独立，当某一区域数据或操作出现错误时，不会影响到同层级其他区域，让整个网络系统变得更加稳定和可靠。
通常，在进行模型的仿真时，会首先创建部件，与部件的属性。之后，会装配部件，创建分析步，分析步即我们要对该模型进行分析的对象、角度、类型，例如热传递、静力等。在我们确定了对该模型要进行分析的对象之后，会定义边界条件、载荷，即定义一个阈值，当传感器所感应到的数据超过这个阈值后，会触发报警机制。在定义了阈值之后，还会划分网格，并且创建作业，提交由计算机进行运算。最后，会进行后处理的操作。
数字孪生是通过实测、模拟、数据分析等手段，实时感知、诊断、预测物理实体对象的状态,并通过优化指示调节物理实体对象的行为。在数字孪生体中，仿真技术只是一种创造与操作技术。我们在建立石化管廊的三维模型系统时，会首先通过CAD+3DMAX进行三维管廊的综合建模，即装配部件。在确定了对该模型要进行分析的对象之后，将这套系统中所用到的各种传感器、沉降监测仪，都设定一个阈值，作为对该化工管廊系统预警机制的一个临界值。同时，我们通过前端的Cesium技术结合坐标系统划分网格。之后，便可以传感器、沉降监测仪等监测装置，通过高效的数据采集、传输体系，快速的交由终端进行运算、处理，以便可以实现实时监控、高效仿真的优势。
本系统通过对GIS数据、BIM数据、IoT数据的集成，生成了对基础地理信息服务的发布，同时也对传感器、摄像头、沉降监测仪数据进行了融合、优化。在此基础上，便可以在终端的数字管廊管理系统平台界面上制定一系列的业务模型集成，例如管道介质浓度预测、应急预案、流程决策，以及进行巡检人员、应急人员的调度仿真，和应急调度决策，使整套系统真正地能在实际应用中做到对于化工园区安全隐患的防患于未然。此外，SpringBoot框架可以更为方便地实现云服务器分布式管理、高速读取并且备份冗余数据，为数据解析算法的运算提供大量可靠的数据支持，维持整个数字孪生系统。通过对这一系列数据的采集、传输、存储、处理、应用、治理，构成了一套完备的数字孪生系统，本发明对于数据的采集、传输作出了改进与优化，并运用后端的SpringBoot框架实现三维模型架构的更新，与前端的vue框架，同时结合CAD+3DMAX实现前端仿真模型的三维可视化实现。未来，可通过引入hadoop+spark的框架，在数字孪生系统的基础上，引入大数据技术，提供并行算法的支持，使系统能够有效地处理数据流，从而实现数据全生命周期的高性能、高可靠运算。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于数字孪生的化工园区三维管廊系统，包括系统架构部分和系统软件部分，其特征在于：所述系统架构部分由感知层、接入层、平台层、展示层四部分组成；所述系统软件部分由管廊三维可视化、商务管理、巡检管理、管廊管理、应急管理、系统管理六部分组成；该系统基于SpringBoot框架，通过Vue框架和Cesium库实现前端的管廊三维数据的可视化；
所述感知层由传感器、摄像头、沉降监测仪组成；
所述接入层为数据采集和控制接口，支持来自底层传感器的各种通信协议；
所述平台层由传输层和数据层构成，所述传输层即网络层，用于传输数据，支持各类有线、无线通信；所述数据层存放有消息中间件、数据库，用以进行数据的缓存和分析；
所述展示层用来进行管廊数据的三维模型展示；
整个系统的构建过程如下步骤：
S1：搭建一个数字孪生系统网络，完成内网与外网的交互；
S11：最底层的感知层用于对数据的采集，通过传感器完成对实时数据的监测，进而将数据传到接入层；在接入层，使用RS-485串行通讯接口连接起各类不同的传感器、摄像头、沉降监测仪，由RS-485串行通讯接口总线构成了这套数字孪生系统网络体系的物理层，完成了节点间传送比特流的任务；
S12：通过STM32将由物理层传来的数据统一转换为Modbus总线协议格式，至此，搭建了这套网络系统的数据链路层，即完成了节点间传送数据的任务；
S13：采用一块高度集成的多媒体网络路由器作为整个系统的RTU，使得从数据链路层传来的数据通过NAT接口，使用“IP地址+端口号”，完成内网与外网的交互，便通过了“路由”的方法完成了该系统的网络层架构；
S14：由网络层将数据交给传输层，进而交付数据给终端，便可实现于主机操作整套数字孪生系统了，以完成对整个化工园区管廊数字孪生系统的监控预警；
S2：SpringBoot+WebSocket实现三维数字管廊模型更新架构；
S21：管廊数据的更新，首先记录其具体的更新位置，形成管线更新记录表，之后，由客户端根据管线更新记录表向服务器端发送更新响应请求，服务器端接收到请求后，根据客户端请求进行管廊三维模型数据的更新，确定更新范围，并对范围内的三维管廊模型数据进行重建；
S22：服务器端重新根据捜索对象进行三维数据的更新、索引、排序；
S23：服务器端通过WebSocket协议将三维管廊模型数据的更新情况主动通知给客户端；
S24：同时，多个客户端可通过调用服务器端的三维更新服务来实现多用户的更新操作，服务器端和客户端之间采用SpringBoot+WebSocket进行数据交换，来支持管廊三维模型的局部更新和整体更新；在三维管廊数据更新完成后，再交由前端进行显示更新；
S3：vue框架实现管廊数据的前端展示；
S31：首先通过Vue-cli脚手架创建Vue3.0工程；进入工程项目，通过导入bootstrap样式，从而可以使得页面的布局更加美观，也更方便进行页面布局的操作；通过导入cesium样式，从而可以进行三维可视化操作；
S32：通过使用Vue-router功能完成当前页面组件内的切换与当前页面内容下的组件间的切换，从而避免了在组件内或组件间的内容进行切换时，出现频繁的页面刷新与页面跳转，可以进一步减少浏览器的响应时间以及功耗；
S4：CAD+3DMAX完成管廊三维模型的建模；
S41：基于管线的分类、特点、几何特性和语义要素，对管道的数据结构进行设计及定义，即对于管道的管点、表面顶点、管段、建筑物，分别通过一个结构体(struct)进行定义，结构体(struct)中分别定义了它们各自的结构特征，再加上数据约束，使得整个建模过程更加规范化；
S42：便通过CAD完成对管廊数据的二维建模，之后将结果导出到3DMAX，并由3DMAX继续完成对整个三维管网的建模；
S43：3DMAX建模完成后，通过cesiumlab工具获取插入点的坐标，并将3DMAX软件中模型的轴心移动到对应位置点，设置该对应位置点的坐标为(0，0，0)，之后，将文件导出为fbx格式；
S44：回到cesiumlab工具，选择“通用模型切片”的切片方式，并添加之前使用3DMAX导出的fbx格式文件，交由cesiumlab工具进行自动化的参数处理、文件格式转换操作，得以将fbx文件数据转换为3DTiles格式；文件格式转换完成后，选择输出路径，提交结果；
S5：Cesium+leaflet完成管廊三维模型的可视化呈现；通过Cesium+leaflet方法，完成对以上数据的进行三维渲染与可视化呈现；并基于前端的vue技术和后端的SpringBoot技术，使得该三维管廊模型可以被可视化的展现在终端设备上。
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