CN117459556A - 一种竞技体育智慧场馆运行服务系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种竞技体育智慧场馆运行服务系统，包括指挥中心、应用系统层、平台层、存储中心、网络层与基础设施层，基础设施层包括赛事设备、机房设备、传感设备、安防设备等，平台层包括基础设施共性平台、场馆数字孪生平台和场馆运营大数据平台，系统应用层包括设备预警系统、室内环境系统、公共安防系统、公众服务系统等，指挥中心为可视化运维的安防指挥中心，本发明结合国家赛事特色研发具有特色的应用功能，实现错位建设、差别应用、优势互补、形成完整统一的整体，系统在功能应用上建立完善的预案响应机制，有利于管理者进行直观快速判断和果断决策，实现无间断服务，具有较强的容错能力、自动检测功能和故障自动报警功能。

Description

一种竞技体育智慧场馆运行服务系统
技术领域
本发明涉及场馆运营系统技术领域，具体涉及一种竞技体育智慧场馆运行服务系统。
背景技术
面对当前大型国际赛事日益错综复杂的形势，场馆运营方所面临的安保、管理、服务等要求也越来越高，因此需要应用新技术开展智能化改造建设，提升场馆智能化管理水平。
随着人们对室内环境安全、健康的需求逐步加强，并且有强烈的意愿了解自己所在的室内空间的环境健康程度。而目前针对于大型场馆的运营建设中，针对室内环境品质的提升还没有专业化标准化的定义和切实有效的落地方案。
对于现有大型场馆来说，普遍存在由于人员复杂密集度高引起的局部环境品质安全隐患、环境管理效率低下、末端环境设备(空调、新风、净化、灯光)无法智能化集成化应用等问题。大型场馆运营管理团队来说，普遍存在环境设备调控指标维度不足、调控手段单一效率偏低以及自动防控能力弱等问题。
基于此，目前迫切需要开发一种新型的竞技体育智慧场馆运行服务系统，综合运用物联网、人工智能、大数据等技术，构建点、线、面全覆盖的立体化环境物联网系统，以实现环境“精准检测、科学评价、有效控制”的全周期场馆健康环境优化方案，以满足场馆科技保障重大需求，解决场馆数字孪生平台关键技术、场馆智能管理的关键技术、公众服务关键技术、城市服务联动关键技术、冬季项目运动训练与比赛关键技术等重点方向的关键科技瓶颈难题，实现场馆环境精准检测、科学评价、有效控制。
发明内容
针对上述背景技术中提到的问题，本发明申请提供了一种竞技体育智慧场馆运行服务系统，包括相互连接的指挥中心、应用系统层、平台层、存储中心、网络层与基础设施层：
所述基础设施层包括赛事设备、机房设备、传感设备、安防设备、人员设备、网络信息设备、健康信息测量设备，所述基础设施层用于构建所述智慧场馆的底层数据基础，为所述平台层和/或及所述应用系统层提供相应的数据；
所述平台层包括基础设施共性平台、场馆数字孪生平台与场馆运营大数据平台，所述基础设施共性平台包括数据汇集共享子平台、数据管理子平台与第一数据库，所述场馆运营大数据平台包括第二数据库；所述平台层用于数据汇集和数据计算的框架；
所述系统应用层包括若干个业务应用，其中至少包括设备预警系统、制冰服务系统、能源优化系统、室内环境系统、公共安防系统、运动员服务系统、公众服务系统与城市服务系统中的一个或多个；
所述网络层包括智能硬件和智能传感器的联网集成、智能融合宽带泛在网络组网、高性能公众服务无线网络，配设光纤、宽带、sub-1G的lora、Wifi、蓝牙、5G、4G、3G一种或多种网络连接；
所述指挥中心的应用构架包括展现层、应用层、资源管理层；整体功能构架包括展现层、业务层、处理层、采集层，所述指挥中心为可视化运维的安防指挥中心，用于场馆设备、基础设施、智能终端的可视化运维管理。
进一步地，所述数据汇集共享子平台用以采集物联网数据、应用系统数据、互联网数据、第三方数据中的一种或多种数据，将采集到的数据存储至数据资源库系统，并在数据管理子平台进行管理；
所述场馆运营大数据平台对所述数据汇集共享子平台采集的数据进行清洗、预处理后，持久化存储，并根据业务需求建立数据模型，对数据进行分析计算及模型训练，并将分析计算后的数据提供给应用系统；
所述场馆数字孪生平台是建立在数据基础上的模拟计算框架，通过构建数字孪生模型，实现对采集的孪生数字信息进行加工处理、分析计算，以场馆的三维数据模型为基础，形成虚拟化的数字场馆空间，再采集各类传感数据实现各类数据的动态模拟仿真。
进一步地，所述资源管理层服务于对场馆相关的资源对象，包括感知层数据资源、系统平台层数据资源、应用服务数据资源；
所述应用层中的模块包括告警管理、KPI管理、KQI管理、视图管理、配置管理、数据分析管理、流程管理和系统管理，所述应用层用于实现功能操作界面；
所述展现层用于对告警、性能、容量、健康度、拓扑的各类关键数据展示和分析；
所述采集层通过一体化平台抽取适配器从采集工具中提取相关数据，经过映射和转换，存放于智慧场馆可视化运维管理系统的缓存和数据库中，所述采集层已支持的接口方式包括File、JDBC、Web Service、JMS、SNMP Trap、HTTP、Socket，获取被监控系统的数据；
处理层根据监控需求，通过数据采集任务，将监控数据采集到的智慧场馆可视化运维管理系统上，进行分类和智能运算，其中需要进行展示，或需要参与数据运算的重要数据，通过KPI/KQI处理模块进行实施运算和处理，通过数据展示层展示给用户。
进一步地，所述系统应用层中，设备预警系统采用暖通设备监测预警系统，制冰服务系统采用场馆制冰系统，能源优化系统采用能源管理系统，室内环境系统采用环境管理系统，公共安防系统采用机器人安防巡检系统、人脸识别系统、复眼摄像系统，运动员服务系统采用训练监测管理系统，公共服务系统采用室内精准导航系统、机器人服务系统、APP服务系统，城市服务系统采用交通调度系统、共享停车系统。
进一步地，所述APP服务系统采用物联网、大数据、地理空间信息技术、移动互联网技术，应用微服务构架模式，通过Webservic、XML接口规范实现与外部系统对接，APP与后端服务间通过HTTPS协议进行通信，采用的数据格式为JSON。
进一步地，所述机器人服务系统中包括服务机器人终端，所述服务机器人终端采用ROS核心操作系统，以激光雷达和距离传感器作为感知输入提供自动避障能力，所述服务机器人终端包括自主机器人平台和业务平台两部分，其中，所述自主机器人平台由机器人主体构架、机器人电源系统、机器人驱动系统以及支持机器人运动的辅助功能硬件设施构成，用于实现机器人运动控制和电源管理，所述自主机器人平台与所述业务平台之间通过RS484总线连接，由所述业务平台向所述机器人平台发送控制命令，驱所述自主动机器人平台运动，同时也驱动机器人框架上的旋转云台运动。
本发明提供的竞技体育智慧场馆运行服务系统，符合先进性、可靠性、开放性、实用性、安全性、经济性基本原则，具备多项有益的实施运用效果，具体遵守的原则与有益效果如下：
(1)标准化和规划范原则。本申请采用模块化、组合化设计，符合国家相关标准规范，构筑通用性强的管理平台。平台的数据规范须严格按照场馆制定的相关数据结构和字典代码标准执行，确保各子系统数据标准一致。
(2)整体性和个体性原则。本申请总体设计坚持顶层设计思想，统一设计智慧场馆的平台架构，用系统工程方法将各子系统集成为一个有机整体。结合国家赛事特色研发具有特色的应用功能。最终实现错位建设、差别应用、优势互补、形成完整统一的整体。
(3)先进性和实用性原则。本申请采用国际先进的智能图像分析结构化技术、人脸识别技术、人工智能技术、群智能技术，以及云计算技术、大数据挖掘技术等前沿科技。同时，项目的基础支持软件部分选用稳定可靠且通用的系统软件、数据库软件、中间件软件、工具软件等，确保技术先进、功能实用。
(4)易用性与智能型原则。本申请软件符合国家速滑馆的特点，系统模块分类清晰，操作界面直观友好，保证易理解、易操作、易控制。同时，系统在功能应用上建立完善的预案响应机制，根据预设模型自动分析、自动预警提示，并结合地图展示，有利于管理者进行直观快速判断和果断决策。
(5)稳定性和可靠性原则。本申请实现无间断服务，具有较强的容错能力、自动检测功能和故障自动报警功能，保证全天24小时不间断正常运行。在网络或应用系统无法正常运行时，各系统能够根据实际情况分模块分区域使用。保证相关系统基本功能的正常实施，并保证能够在规定的时间内恢复系统运行。
(6)拓展性和开放性原则。本申请遵守最新的国际标准、国家标准和行业标准，采用模块化、标准化设计，使系统具有良好的扩展性，便于日后扩容，升级和二次开发；应遵循开放的原则，系统设计要有外部接口，能方便地与其他信息平台，各类外部数据库接口进行无缝快速连接。
(7)兼容性和高效性原则。本申请具备优秀的兼容性，设计时应考虑场馆各系统设备标准不同，数据格式不同等问题，做到各子模块系统的完全接入，不浪费任何数据资源，争取能有效融合多维感知信息。同时，项目应采用先进的模型和算法，充分引入大数据架构，确保对海量数据的高效分析挖掘。
附图说明
图1为本发明竞技体育智慧场馆运行服务系统结构示意图；
图2为本发明APP服务系统系统构架示意图；
图3为本发明可视化运维的安防指挥中心的整体功能构架；
图4位本发明基于“云-网-雾-端”的智慧场馆融合网络体系构架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种竞技体育智慧场馆运行服务系统，以速滑馆现有智能化建设为基础，围绕BIM空间建模、AI算法引擎构建数字孪生平台、暖通设备监测预警管理、健康环境管理、视觉导航服务等，结合速滑馆具体情况，通过关键技术的集成、测试和迭代，推动技术创新应用，建设大型智慧体育场馆的示范项目，探索公共建筑智慧化运营的新模式。结合参阅附图1本发明竞技体育智慧场馆运行服务系统结构示意图，包括指挥中心、应用系统层、平台层、存储中心、网络层与基础设施层。基础设施层包括赛事设备、机房设备、传感设备、安防设备、人员设备、网络信息设备、健康测量信息设备，基础设施层是智慧场馆物理支撑，是保证平台、系统有效运行的必要基础，智慧场馆基础设施即涵盖硬件支撑环境，包括机房、监控室、机房配套系统、智能终端等场馆基础设施，及场馆无线网络、有限网络、5G高速网络等智能融合的网络体系，也包括通讯与专用设备环境，如场馆专用的显示、扩声、照明、门禁等设备环境，以及场馆的有限电视、食品会议、对讲、电话等通讯系统，在基础设施的基础上，构建智慧场馆的底层数据基础，进行平台层及应用系统层的数据提供。
平台层是数据汇集和数据计算的框架；平台层包括基础设施共性平台、场馆数字孪生平台和场馆运营大数据平台，基础设施共性平台包括数据汇集共享子平台、数据管理子平台与数据库，统一管理服务器、数据库及物理资源，并对物理资源进行虚拟化管理，同时整合各项业务系统所需的中间件，如消息队列等，以及相应的安全策略和运维管理机制，场馆运营大数据平台使用独立数据库，选择首信数据库，基础设施共性平台的数据库选择安捷数据库，数据汇集共享子平台是数据的枢纽，物联网数据、应用系统数据、互联网数据、第三方数据经数据汇集共享子平台采集、分类，再根据各个平台的不同需求，将数据分发到其他平台、指挥中心等。
数据汇集共享子平台是数据的枢纽，物联网数据、应用系统数据、互联网数据、第三方数据经所述数据汇集共享子平台采集，存储到数据资源库系统，并在数据管理子平台进行管理；所述场馆运营大数据平台对所述数据汇集共享子平台采集的数据进行清洗、预处理后，持久化存储，并根据业务需求建立数据模型，数据分析计算，进行模型训练，还对业务系统的数据服务，将分析计算后的数据提供给应用系统；所述场馆数字孪生平台是建立在数据基础上的模拟计算框架，通过构建数字孪生模型，实现对采集的数字孪生的数字信息的加工处理、分析计算，以场馆的三维数据模型为基础，形成虚拟化的数字场馆空间，再采集各类传感数据实现各类数据的动态模拟仿真。
系统应用层设计八套业务应用，为终端用户提供服务，对智慧场馆运维人员提供智慧管理一体化平台，系统应用层基于平台的服务应用，研究基于大数据服务框架的用户画像、用户分布热力图、能耗分析等应用，为观众服务、应急管理、能耗控制提供数据支持服务，包括设备预警系统、制冰服务系统、能源优化系统、室内环境系统、公共安防系统、运动员服务系统、公众服务系统与城市服务系统；系统应用层中，设备预警系统具体为暖通设备监测预警系统，制冰服务系统具体为场馆制冰系统，能源优化系统具体为能源管理系统，室内环境系统具体为环境管理系统，公共安防系统具体为机器人安防巡检系统、人脸识别系统、复眼摄像系统，运动员服务系统具体为训练监测管理系统，公共服务系统具体为室内精准导航、机器人服务系统、APP服务，城市服务系统具体为交通调度系统、共享停车系统；
所述系统应用层为终端用户提供服务，对于场馆运维人员提供智慧管理一体化平台，对观众提供多功能的统一入口APP，通过大数据分析，为观众提供精准推送和一键救援服务，同时产生的相应数据流入平台，智慧场馆观众服务系统与终端应用，为观众提供的APP应用入口，基于场馆内的精准定位，实现观众服务的应急救援、信息精准推送、室内导航等多功能。
APP服务系统系统构架如下图2，APP服务系统采用物联网、大数据、地理空间信息技术、移动互联网技术，应用微服务构架模式，通过Webservic、XML接口规范实现与外部系统对接，面向观众体验的管理和服务，APP与后端服务间通过HTTPS协议进行通信，采用的数据格式为JSON，HTTPS是以安全为目标的HTTP通道，用于安全的HTTP数据传输，HTTPS在HTTP的基础上加入SSL协议，SSL依靠证书来验证服务器的身份，并为IE浏览器和服务器之间的通信加密。简单来说，客户一旦进入智慧场馆，系统将随时获知客户的精准位置信息(依托场馆客户包含的精准定位于导航系统)，为客户提供救援服务，同时，可以根据数据库系统提供的客户属性信息，为客户提供餐饮和购物服务、导航服务、重要赛事活动提醒等一系列服务，从而提升观众服务体验。观众服务系统的研究，除了应急救援系统之外，重点将结合“客户画像”与精准推送服务，也是探索智慧场馆可持续经营的关键亮点，该应用的亮点，是基于大数据业务，即通过场馆内的感知终端，全方位收集客户信息，结合客户的数据库系统，进行消费习惯和行为分析，为每一个独立的客户建立专属服务和信息推送体验系统。客户服务系统通过终端应用APP入口得以展现，为观众提供服务。APP与后端服务间通过HTTPS协议，进行通信，采用的数据格式为JSON，HTTPS是以安全为目标的HTTP通道，用于安全的HTTP数据传输，HTTPS在HTTP的基础上加入SSL协议，SSL依靠证书来验证服务器的身份，并为IE浏览器和服务器之间的通信加密。JSON是一种轻量级的数据交换格式，易于人阅读和编写，同时也易于及其解析和生成，整个APP的后端接口服务运行在Linus系统中，统一部署在智慧场馆的数据中心中，为了保证服务的高可用和稳定性，采用分布式微服务构架进行设计实现，使用Java语言进行开发。智慧场馆终端服务APP支持IOS和安卓两种不同的手机终端，采用目前比较主流的移动开发构架ReactNative进行开发，实现原生应用和H5页面的完美结合，其中苹果上采用Objective-c语言进行原生应用的开发，开发工具为Xcode，安卓手机上采用Java语言进行原生应用开发，开发工具为Android Studio，ReactNative框架的开发语言为JaveScript，开发工具为VistualCode。
系统功能上，a)观众服务体验系统
信息管理及推送引导：运营推广，提供统一的活动制定、发布、运营、统计分析的完整功能；咨询推送，运动资讯、热门场馆、热门活动等信息的编辑发布推送；赛事信息推送，针对场馆内的赛事，对外提供统一的赛事信息推送服务，包括赛程安排、参赛选手信息等。
数据采集：对场馆内外观众的基础信息进行采集，并将数据发送给系统；智能关联匹配；基于观众的基础信息，从系统后台的云端大数据库获取与之关联数据、属性信息，例如年龄、性别、教育水平等。
用户数据画像：对群体观众的数据进行分析，展示群体用户的基础画像、消费画像、上网偏好、地理画像、行业画像等数据。
信息精准推送：通过后台可自定义信息内容，设置分组，利用音频，视频，图片+音频、二维码等多媒体形式进行信息推送；或者根据用户画像进行短信、微信、APP等移动端应用进行精准推送。
客流分析：实施查看导管的观众数量、深访率、跳出率、周边的观众客流情况，对比趋势变化及热力分布，统计客流趋势、分析观众停留时长、到馆频次及返管周期等。
一键救援：基于场馆内精准定位和导航系统，观众(包括残疾人)在紧急状况下启用一键紧急报警时，发送报警人员精准位置信息给场馆紧急服务和应急响应人员，并自动呼叫场馆应急电话，为报警人员提供高效、及时的应急救援服务。
b)终端应用(APP应用)
统一网关：作为移动端的统一入口，提供流量统计、流量监测、流量限流、身份认证、安全防护等功能。
统一入口：终端服务app包括观众入口，运动员入口(包括场地预定、模拟预演、计时记分等功能)，和管理人员入口(包括故障报警、设备查询、可视化运维等)。
APP页面功能：提供搜索、信息栏、场馆信息、赛事信息、精准导航、一键救援、用户中心等功能。
APP后台管理：系统管理，系统的非应用类功能，包括设备管理、认证管理、数据交互服务、应用终端(APP)管理、授权管理、系统配置管理、系统设置、栏目编辑等。注册与权限认定，对登录系统的用户进行权限认证，防止接口的非法访问。
所述机器人服务系统中，使用服务机器人终端，基础是基于4轮驱动的机器人自主运行平台，采用ROS核心操作系统，提供以大容量聚合锂电池作为驱动，以激光雷达和距离传感器作为感知输入提供自动避障能力，从服务机器人系统实现角度看，服务机器人终端被划分为自主机器人平台和业务平台两部分，自主机器人平台实现机器人运动控制和电源管理等核心功能，主要由机器人主体构架、机器人电源系统、机器人驱动系统以及支持机器人运动的辅助功能硬件设施构成，他们在机器人运动控制软件系统驱动下，实现机器人安全平稳运行。
自主机器人平台和业务平台之间通过RS484总线连接，由业务平台向机器人平台发送控制命令，驱动机器人平台运动，同时也驱动机器人框架上的旋转云台运动，将自主机器人平台和业务平台划分为独立的系统有利于保证机器人运动控制的实时性，避免业务系统对机器人控制产生干扰，从而避免机器人运动产生的危险事故。自主机器人平台采用高强度铝合金、不锈钢、ABS塑料作为主体结构，构成多个可扩展插槽，用于安装相关感知器件。自助机器人的核心是基于ROS的机器人控制软件，本申请在Linux内核基础上扩充自主机器人外设驱动如步进电机驱动、激光雷达驱动等，然后利用ROS机器人操作系统大量的机器人运动控制相关的函数库作为基础设施，研制机器人运动控制任务软件，实现机器人的受控运动。通过机器人运行任务向机器人业务平台提供控制接口，接收它发送过来的运动控制指令，并按指令执行。
智能服务机器人实现机器人解说引导、多语言场馆导览播报及人际交互等功能，实现智能终端应用服务示范。
网络层包括智能硬件和智能传感器的联网集成、智能融合宽带泛在网络组网、高性能公众服务无线网络，配设光纤、宽带、sub-1G的lora、Wifi、蓝牙、5G、4G、3G多种网络连接；
指挥中心为可视化运维的安防指挥中心，场馆设备、基础设施、智能终端的可视化运维管理，整体应用构架包括展现层、应用层、资源管理层；整体功能构架包括展现层、业务层、处理层、采集层。
所述指挥中心可视化运维实现场馆设备、基础设施、智能终端的可视化运维管理，所述资源管理层服务于对场馆相关的资源对象，所述应用构架中，具体包括感知层数据资源、系统平台层数据资源、应用服务数据资源；所述应用层实现本系统给的功能操作界面，在应用层中涉及的模块包括告警管理、KPI管理、KQI管理、视图管理、配置管理、数据分析管理、流程管理和系统管理；所述展现层负责对告警、性能、容量、健康度、拓扑的各类关键数据展示和分析；所述功能构架中，所述采集层通过一体化平台抽取适配器从采集工具中提取相关数据，经过映射和转换，存放于智慧场馆可视化运维管理系统的缓存和数据库中，采集层已支持的接口方式包括File、JDBC、Web Service、JMS、SNMP Trap、HTTP、Socket，获取被监控系统的数据，处理层根据监控需求，通过数据采集任务，将监控数据采集到的智慧场馆可视化运维管理系统上，进行分类和智能运算，其中需要进行展示，或需要参与数据运算的重要数据，通过KPI/KQI处理模块进行实施运算和处理，通过数据展示层展示给用户。
可视化运维管理系统，研究速滑馆设备、设施、智能终端的智慧化运维技术，建设智慧场馆可视化运维管理系统，实现场馆设备、基础设施、智能终端等的可视化运维管理，智慧场馆可视化运维管理系统从整体应用逻辑构架上可划分为三层：展现层、应用层、资源管理层。
资源管理层主要服务于对场馆相关的资源对象，场馆业务主要涉及到资源对象包括：感知层数据资源、系统平台层数据资源、应用服务数据资源。资源管理层从一体化支持平台获取基础数据，根据映射规则归集到统的管理对象上，并为不同场最提供不同的数据支撑。将数据归集到资源管理库中的同个管理资源库上。根据使用场景的差异，可以将基础管理数据或者经过不同维度的关联、分析后的数据，流向到真正的最终需求系统；在不同场景下，同一个需求系统，对于资源管理库，既可能是专业管理系统(数据来源系统)，也可能会成为加工后的需求系统(即数据输出系统)。应用层实现了本系统的功能操作界面，在应用层中涉及的模块包括告警管理、KPI管理、KQl管理、视图管理、配置管理、数据分析管理、流程管理和系统管理等。展示层负责对告警、性能、容量、健康度、拓扑等各类关键数据的展示和分析。系统利用丰富的图形界面，能动态地显示出关键业务的运营过程，并提供相关的质量指标与趋势，用户利用智慧场馆可视化运维管理系统能在互动的环境下，直观的对工作状况以及性能指标进行了解，按需要进入到更深层次获取更多细节信息。它提供了一个符合多类用户工作需要的分层界面，能够满足用户的不同需求。
可视化运维的安防指挥中心的整体功能构架，如下图3，各模块组件说明如下：
智慧场馆可视化运维管理系统通过一体化平台抽取适配器从各个采集工具中提取相关数据，经过映射和转换、存放于智慧场馆可视化运维管理系统的缓存和数据库中。系统已经预留了对各类采集接口的支持，在项目实施时，针对客户的需求，我们会为不同的采集工具、不同类型的数据提供不同的抽取适配器，以适应各类采集的相关要求。
采集层已支持的接口方式包括File、JIDBC、Web-Service、JMS、SNMP-Trap，HTTP，Socket等。通过这些针对不同数据接口的采集适配器，智慧场馆可视化运维管理系统可从以上采集工具中获取到被监控系统的各种数据。
File方式。有些监控系统把监控到的信息以文件的形式保存起来，实施时根据File的格式来提取信息。
JDBC方式，系统直接访问监控系统的数据库，按照格式从数据库中提取信息。
Web-Service方式，系统可以作为客户端主动去调用监控系统提供的Web-Service接口，按照约定的接口格式获取数据，或者系统作为服务器端提供接收服务，监控系统作为客户端主动屌用系统服务接口，推送数据过来。
JMS方式，监控系统作为消息的生产生者，将监控信息以消息的形式发送到消息队列，系统作为消息的消费者，接收消息。
SNMP Trap方式，系统直接基于SNMP Trap协议，监听特定端口来获取监控信息。
处理层中，根据客户业务监控需求，系统通过数据采集任务，将监控数据采集到智慧场馆可视化运维管理系统上。智慧场馆可视化运维管理系统将对这些数据进行分类和智能运算，其中需要进行展示，或者需要参与数据运算的重要数据，将通过KPI/KQI处理模块进行实时的运算和处理，重要信息会通过数据展示层及时的展现给用户。
数据逻辑判断功能支持但不限于多个数据的+,-,*,/,()等。基本公式包括但不限于avg,max,min,sum等。用户可以通过配置定制较为复杂的运算。
智慧场馆可视化运维管理系统对来自各个数据采集引擎的数据进行统一分析处理。主要包括告警统计分析处理、KPI/KQI处理，及对外接口等多个模块。
在数据处理层中，用户可以自行定义性能数据聚合的运算方式、周期，对数据进行聚合计算处理。还可以定义KQI的计算方式，形成KQI数据或者其他信息数据。客户可以根据自定义的公式来针对采集层采集的数据进行再次计算，得到新的抽象数据。
数据处理和数据展示层中间采用了“实时推送”的技术，以确保重要信息能够及时传递到数据展示层。
应用层中，系统通过包括告警管理、KPI管理、KQI管理、配置管理、视图管理、数据分析管理、系统管理等模块对数据进行应用和管理。
告警管理将不同监控系统的告警统一接入到可视化运维系统，统一展现、统一通知、统一关联降噪，提高告警运维效率，帮忙快速定位问题根源。
KPI管理将不同监控系统的监控数据接入到可视化运维系统，通过资源树导航，可以查看和搜索所有集成的监控对象，并可查看该监控对象的最新和历史(时光轴)运行状态及变化趋势。
KQI管理将不同运维数据进行聚合汇总，将不同维度的管理目标构建与模型之中，数字化体现管理目标的状态。
视图管理提供了对各类视图的生命周期和访问权限的整体管理。同时，视图管理也提供了一个灵活、可高度定制的视图编辑器。用户在视图编辑器中可通过托、拉、拽的方式将配置项和对应告警信息、KPI指标、KQI指标等数据关联在一起，通过拓扑和其他各类图表方式进行的友好的展现。
配置管理为系统提供了一个统一的CMDB数据管理模型。此模型以配置项CI为核心，维护了CI中的属性(Attribute)、关系(Relation)等类型的信息；同时，此模型中也维护与CI关系紧密的数据，如告警、KPI、KQI，配置管理模块为CI、KPI、KQI、告警等数据提供了统一一的定义、导入导出、展示和维护界面。
数据分析管理包含对数据分析策略的设定和管理。系统通过学习历史指标数据的波动范围来自动识别“指标正常范围”，并以此范围绘制指标的动态基线。动态基线可作为告警和趋势预测的基准，帮助客户一方面大范围收敛噪音告警，一方面识别出以往静态基线阈值可能遗漏的异常情况，实现更加精准的告警管理。
系统管理包含对用户和工作组的管理，对用户进行多级权限控制(数据权限域、视图权限、页面菜单、菜单功能模块操作权限)。
展示层中，可视化展现通过视图管理提供了对各类视图的生命周期和访问权限的整体管理。可视化视图管理包括视图展示、视图管理、视图设计等核心功能，不但可以提供桌面管理、视图增删改查等基础功能，还可以提供等多元化的可配置组件，使用者可以通过托拉拽的操作快速定制化视图，随时完成与实时数据的连接，将配置项和对应告警信息、KPI性能指标、KQI质量管理指标等数据关联在一起，通过拓扑和其他各类图表方式进行的友好的可视化展现。
其中视图展示功能，支持多桌面切换，每个工作组有自己的工作桌面，每个用户可以定义自己的工作桌面：基于业务场景灵活组合视图，视图可以层层钻取和跳转；桌面中多个视图可以轮循自动播放：可根据屏幕分辨率调整视图的匹配大小，支持大屏多屏展示，支持全屏显示。视图之间可以链接下钻。
视图展示功能还与时光轴进行叠加，所有可展示的视图，都可以使用【时光轴】功能，追溯历史任何时刻时间段的数据变化态势；【时光轴】可以选定任意的追溯时间范围，在追溯时间范围内设定任意长度的时间块，然后鼠标拖动时间块浏览数据态势。数据变化过程的可视化，是用户在做故障根源分析和业务影响分析时的有力助手。
视图管理功能实现对视图的增、删、改、查；可以通过复制方式，基于已有视图快速新建视图。
视图设计功能包括:可以基于不同人员的角色视角，灵活构建场景视图；可以将任意组件以及已经发布的视图自由组合形成新场景；支持丰富的视图组件，包括；文本、图片、线图、饼图、柱图、子弹图、健康度、地图、3D、第三方视图、告警视图等；基于画布的拖拽操作，简单易操作，使用者可以随时将自己关心的指标/配置信息组合可视化；拓扑视图除拖拽外，可以通过节点CI之间的关系快速关联构建完整的拓扑；CI节点告警状态、关键配置信息、实时性能数据，可以自由勾选组合显示；使用者可以在视图内部直接引用其他用户已定义的视图(权限允许时)；除此以外，可视化视图管理还可以继承第三方系统视图，只需输入URL地址的方式步配置；
3D可视化，在数据资产管理中，由于设备种类、数量的庞大，以及人员变化等因素，经常会造成设备与后端信息的不匹配。基于3D可视化视图功能提供的直观互动的三维场景浏览技术，运维管理人员可以对场馆资产实现层次化的分级信息浏览，只需操控鼠标，就可以层次化递进地实现场馆中心浏览，关键区域浏览，设备级浏览等。在每一层次浏览中，单击所关注的对象，即可获取相关资产设备配置信息。与此相配合，系统还可以自动建立全局设备索引，树形层次化呈现场馆的全部资产。3D可视化管理还可以基于智慧场馆数据资源库和数据集成服务，将场馆的设备监控所有数据进行集中管理，实现所有设备和信息系统的融合和同一。在3D视图上可以根据需要加载与设备硬件相关的品牌、型号、编号、类型、CPU、RAM、位置、升级、何时、何人维护的所有信息，都可以在系统的统一平台上实现管理。
可视化运维管理系统，提供视图编辑器，可通过配置实现加载数据的视图定义，无需额外定制开发；全面的告警智能降噪能力，降噪率高达99％；智能动态基线异常检测，告别传统阈值设置局限，实现精准告警；趋势预测功能，支持对指标趋势走势的识别和跟踪，并将趋势和指标动态阈值进行比较，趋势向好或者向坏；支持多个KPI的聚合运算，以计算系统整体可用性、性能和健康度；资源管理库通过IP网段内的扫描，自动识别IP设备，纳入资源管理库；具有开放的资源体系建模功能。
本发明为基于“云-网-雾-端”的智慧场馆融合网络体系构架，让场馆各组成部分(建筑、弱点、外围)形成一个有机整体，基于“云-网-雾-端”发热融合网络体系构架打造智慧场馆，侧重在多元终端异构网络通信体系构架，首先对场馆内各种传感器信息采集，通过网络传输并满足存储查询，实现场馆内智慧监测和精细化运营。其次，为实现场馆内能够提供流畅丰富的多媒体服务，为用户提供里阿尼高的观赛体验，以及馆内群体和馆外群体良好互动渠道，考虑到场馆内数据来源多样性和服务形式多样性、需求指标的多样性，以及大量实时数据带来的计算压力，提出“云-网-雾-端”动态计算资源分配策略。基于“云-网-雾-端”的智慧场馆融合网络体系构架如下图4：
首先明确场馆智慧服务形式以及对应的数据需求，分析其对应的数据采集所需的智能传感器。基于服务形式和数据来源的多样性，智能传感器类型有所不同，根据数据传输方式的不同，可分为有线型和无线型。再根据传输协议的不同，有线型智能传感器为M-BUS或RS485总线型，无线型传感器为Wi-Fi/GPRS类、NB-IoT类、LPWAN类。
其次，分析场馆内不同地理位置的无线网络覆盖强度，以及不同类型智能传感器实现通信所需的设备不同，明确不同类型智能传感器的组网方式，具体包括网关、采集器、网络协议。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，比如脱模层、缓冲层、填充层等等这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种竞技体育智慧场馆运行服务系统，包括相互连接的指挥中心、应用系统层、平台层、存储中心、网络层与基础设施层，其特征在于：
所述基础设施层包括赛事设备、机房设备、传感设备、安防设备、人员设备、网络信息设备、健康信息测量设备，所述基础设施层用于构建所述智慧场馆的底层数据基础，为所述平台层和/或及所述应用系统层提供相应的数据；
所述平台层包括基础设施共性平台、场馆数字孪生平台与场馆运营大数据平台，所述基础设施共性平台包括数据汇集共享子平台、数据管理子平台与第一数据库，所述场馆运营大数据平台包括第二数据库；所述平台层用于数据汇集和数据计算的框架；
所述系统应用层包括若干个业务应用，其中至少包括设备预警系统、制冰服务系统、能源优化系统、室内环境系统、公共安防系统、运动员服务系统、公众服务系统与城市服务系统中的一个或多个；
所述网络层包括智能硬件和智能传感器的联网集成、智能融合宽带泛在网络组网、高性能公众服务无线网络，配设光纤、宽带、sub-1G的lora、Wifi、蓝牙、5G、4G、3G一种或多种网络连接；
所述指挥中心的应用构架包括展现层、应用层、资源管理层；整体功能构架包括展现层、业务层、处理层、采集层，所述指挥中心为可视化运维的安防指挥中心，用于场馆设备、基础设施、智能终端的可视化运维管理。
2.根据权利要求1所述的竞技体育智慧场馆运行服务系统，其特征在于：
所述数据汇集共享子平台用以采集物联网数据、应用系统数据、互联网数据、第三方数据中的一种或多种数据，将采集到的数据存储至数据资源库系统，并在数据管理子平台进行管理；
所述场馆运营大数据平台对所述数据汇集共享子平台采集的数据进行清洗、预处理后，持久化存储，并根据业务需求建立数据模型，对数据进行分析计算及模型训练，并将分析计算后的数据提供给应用系统；
所述场馆数字孪生平台是建立在数据基础上的模拟计算框架，通过构建数字孪生模型，实现对采集的孪生数字信息进行加工处理、分析计算，以场馆的三维数据模型为基础，形成虚拟化的数字场馆空间，再采集各类传感数据实现各类数据的动态模拟仿真。
3.根据权利要求1所述的竞技体育智慧场馆运行服务系统，其特征在于：
所述资源管理层服务于对场馆相关的资源对象，包括感知层数据资源、系统平台层数据资源、应用服务数据资源；
所述应用层中的模块包括告警管理、KPI管理、KQI管理、视图管理、配置管理、数据分析管理、流程管理和系统管理，所述应用层用于实现功能操作界面；
所述展现层用于对告警、性能、容量、健康度、拓扑的各类关键数据展示和分析；
所述采集层通过一体化平台抽取适配器从采集工具中提取相关数据，经过映射和转换，存放于智慧场馆可视化运维管理系统的缓存和数据库中，所述采集层已支持的接口方式包括File、JDBC、Web Service、JMS、SNMP Trap、HTTP、Socket，获取被监控系统的数据；
处理层根据监控需求，通过数据采集任务，将监控数据采集到的智慧场馆可视化运维管理系统上，进行分类和智能运算，其中需要进行展示，或需要参与数据运算的重要数据，通过KPI/KQI处理模块进行实施运算和处理，通过数据展示层展示给用户。
4.根据权利要求1所述的竞技体育智慧场馆运行服务系统，其特征在于：
所述系统应用层中，设备预警系统采用暖通设备监测预警系统，制冰服务系统采用场馆制冰系统，能源优化系统采用能源管理系统，室内环境系统采用环境管理系统，公共安防系统采用机器人安防巡检系统、人脸识别系统、复眼摄像系统，运动员服务系统采用训练监测管理系统，公共服务系统采用室内精准导航系统、机器人服务系统、APP服务系统，城市服务系统采用交通调度系统、共享停车系统。
5.根据权利要求4所述的竞技体育智慧场馆运行服务系统，其特征在于：
所述APP服务系统采用物联网、大数据、地理空间信息技术、移动互联网技术，应用微服务构架模式，通过Webservic、XML接口规范实现与外部系统对接，APP与后端服务间通过HTTPS协议进行通信，采用的数据格式为JSON。
6.根据权利要求4所述的竞技体育智慧场馆运行服务系统，其特征在于：
所述机器人服务系统中包括服务机器人终端，所述服务机器人终端采用ROS核心操作系统，以激光雷达和距离传感器作为感知输入提供自动避障能力，所述服务机器人终端包括自主机器人平台和业务平台两部分，其中，所述自主机器人平台由机器人主体构架、机器人电源系统、机器人驱动系统以及支持机器人运动的辅助功能硬件设施构成，用于实现机器人运动控制和电源管理，所述自主机器人平台与所述业务平台之间通过RS484总线连接，由所述业务平台向所述机器人平台发送控制命令，驱所述自主动机器人平台运动，同时也驱动机器人框架上的旋转云台运动。
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