某政府单位燃气管道与综合管路3D监测系统方案
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本期导读
“燃气管道与综合管路3D监测系统”的总体目标是：高清、实时、全面感知管路各个方面信息，展示物联网的最新技术与发展趋势、体现物联网的先进性、优越性，使得管路的管理与工作人员可以获得不同区域内实时、细微、全面的信息，达到可见、可控、可靠、方便、安全、节能的目的，生动地展现物联网的优越性和发展前景。
本期方案《青岛某区政府单位燃气管道与综合管路3D监测系统方案》。根据项目需求，系统将监测两个子系统：综合管路监控系统、燃气管道监控系统。
系统设计
1.数字化3D建筑管理系统
数字化3D建筑管理系统是指：在计算机中模拟单个建筑物或建筑物群，用数字化的方式，直观在计算机中进行表现。
同时，用户可以利用鼠标、键盘、方向杆等操控设备，在虚拟的建筑物群中进行360度全方位漫游，可以从各个方位自由观看整个建筑物群，也可以详细的展示某个虚拟室内空间，并在虚拟漫游的同时，获得相关的建筑物智能系统的信息（空调设备、灯光控制、安防报警信息、车场管理信息等），把整个数字化的虚拟建筑物，直观的展现在用户面前。同时融入多种辅助设计，互动展示的功能及手段。
2.工作内容
根据项目需求，系统将监测两个子系统：综合管路监控系统、燃气管道监控系统。
建设数字监测系统不仅可在展示方面为现场参观者提供一个身临其境的立体互动展示环境，展示管路的实时情况，还可为远程访问者提供在管路内进行三维漫游，真实感受物联网带来的丰富、有序、有益信息，同时还为管理部门提供一个基于网络的三维管理平台，使管理相关部门可以通过实时感知对辖区内基础设施进行远程管理，对使管理等日常工作更加高效、科学。
数字系统建立在一个开放的技术体系上，可以根据用户需求来灵活配置系统模块，调用其它系统，并支持标准语言开发，方便的扩展系统现有功能，实现C/S、B/S应用。
3.总体架构
系统整体采用C/S和B/S兼容的架构，既可以用Web浏览器作为客户端登录系统，也可以支持专有软件浏览3D内容。
该系统服务器部分由Web服务器、三维数据服务器、数据库服务器三种共享数据服务器，物理结构上可分可合，搭配方便自由。
三维场景采用专用的虚拟现实引擎渲染，模型制作采用标准的模型制作工具实现，二维数据与三维场景的数据交换采用WEBSERVICE等通用的数据交换接口来实现。
主要功能
1.三维场景展示
1）以虚拟现实技术实现大场景模拟。场景由远及近，建模逐步精细。
2）显示单个设备的精细模型以及该设备的相关属性及实时信息。
3）自动漫游巡视：实现大场景或某个设备的整体自动漫游。
（提供场景和位置的快速切换模式，以便使用者迅捷调用）
4）手动巡视：在三维场景中通过鼠标或键盘操作巡视线路，进行视角旋转，上下左右行走，缩放等。
（系统提供大小2个巡视角度地图，以便了解自所处位置）
5）三维查询与设备定位：提供该场景中所有设备的列表，可以通过点击等形式查询并定位相应的设备。
6）鼠标经过设备，显示设备的基础信息及实时检测信息。
（根据现场装修效果和实际布局进行数学建模）
7）多线程场景下载及浏览方式：
多线程下载数据和浏览场景，下载线程和浏览线程彼此独立、协同工作，可以实现边下载边浏览的功能，这样用户几乎不需要等待，只要打开网页，三维场景便会展现在眼前。
8）支持大场景实时渲染
支持大体量三维场景的实时渲染，实现内存和系统资源的动态管理，保证海量数据的场景内存及显存占用量保持在较低水平，使用模型按需加载技术，即总是优先加载当前相机视野范围内物体，而远离视点的物体所占资源将被释放，保证上千万面场景也能渲染地流畅自如。这样就为以后场景扩容提供了可扩展性。
2.监测数据展示
与在线监测数据建立链接，对于各种监测数据，采用定时触发的方式进行连接数据库，读取数据并显示动态数据（在线监测数据）和静态数据。
如上图所示，通过多源数据搜索引擎，对感知数据及其统计数据进行访问，叠加在GIS/3D模型之上，让用户在三维世界中身临其境的感觉到现场的当前情况及其变化，并可加以控制，从而达到“情境仿真”的目的。
3.设备状态展示
动态显示设备运行状态。当监测量越界报警时设备为红色闪烁状态。
不同颜色表示各个机柜的工作和能耗状态
系统提供的接口可与多源数据搜索和控制引擎进行有效集成，从而实现高并发实时数据搜索和控制。并实现火情发现、视频监控、人员定位及调度等功能。下图为大厦火情发现后的一系列动作。
1.三维建模
情境仿真展示给用户的是一个实时感知的虚拟现实环境，因此园区、建筑外观、室内三种模型是数字园区的一个数据基础。三维模型的质量、动态和静态展示效果直接关系到用户的最终感观。
下图左边为精模能达到的效果，右边是简模能达到的效果。园区、建筑外观、室内用精模，其他室内用简模。
2.Web3D方案
Web3D将情境仿真放在网上进行虚拟展示，并嵌入相应实时感知数据和音频视频等多媒体元素，用户可以对虚拟场景中的物品进行实时的交互操作。
P3D WebRuntime是一个面向javascript，html语言环境的浏览器插件，使用这个插件使3D能够嵌入到浏览器中，且可以通过javascript语言与html页面的其他控件发生交互。
采用P3D WebRuntime后可达到以下技术要求：
①支持IE和非IE浏览器，例如FireFox、Opera、Chrome；
②支持各类桌面操作系统Windows、MacOSX、Ubuntu、OpenSUSE；
③可用于高端仿真平台，已应用于成熟的商业游戏中；
④支持异步多线程访问、智能缓存技术，可支撑海量数据访问；
⑤支持多边形模型、动画、粒子特效、物理碰撞、音视频。
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