智慧冷鏈園區(qū)三維可視化，數(shù)字孿生助力大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控

近年來，業(yè)界學(xué)者及企業(yè)就智慧冷鏈物流展開深入研究，2010 年 IBM 發(fā)布的《智慧的未來供應(yīng)鏈》研究報(bào)告中提出智慧供應(yīng)鏈概念，并由此延伸出智慧物流概念，即智慧物流是以信息化為依托并廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)工具，在物流價(jià)值鏈上的 6 項(xiàng)基本環(huán)節(jié)（運(yùn)輸、倉儲、包裝、裝卸搬運(yùn)、流通加工、配送）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)感知和數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)代綜合智能型物流系統(tǒng)。

隨著冷鏈信息化、數(shù)字化發(fā)展，智慧冷鏈物流成為必然發(fā)展趨勢，通過智能硬件、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等智慧化技術(shù)與手段，提高物流系統(tǒng)分析決策和智能執(zhí)行的能力，提升整個(gè)物流系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化與自動(dòng)化水平，從流通環(huán)節(jié)、底層技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域和功能目標(biāo)等方面實(shí)現(xiàn)智慧化。

本文采用的是圖撲軟件自主研發(fā)的 HT for Web 產(chǎn)品來構(gòu)建輕量化的 3D 可視化場景，建立動(dòng)態(tài)的數(shù)字化冷鏈園區(qū)模型，智慧冷鏈園區(qū)可視化系統(tǒng)。

結(jié)合智慧冷鏈園區(qū)運(yùn)營管理模式，將上下游系統(tǒng)打通并借助智能硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，從全國運(yùn)輸樞紐圖到重點(diǎn)園區(qū)日常管理、隱患管理、施工管理、車流監(jiān)控、人流監(jiān)控、物流監(jiān)控、倉庫管理等多維度的呈現(xiàn)，使各流程密切聯(lián)系，搭建出智慧冷鏈園區(qū)大數(shù)據(jù)孿生平臺，實(shí)現(xiàn)對車輛位置、速度、冷庫溫度、設(shè)備狀態(tài)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸及運(yùn)維過程全透明化管理，提高轉(zhuǎn)換效率，降低生鮮損耗，提升管理水平。

全國運(yùn)輸樞紐

以三維中國地圖為背景，根據(jù)國內(nèi)運(yùn)輸樞紐數(shù)據(jù)在三維地圖上標(biāo)注出對應(yīng)地區(qū)，展示運(yùn)輸樞紐數(shù)據(jù)關(guān)系圖。采用人工手動(dòng)擺放重點(diǎn)點(diǎn)位的方式，呈現(xiàn)出冷鏈業(yè)務(wù)在三維地圖上的全國范圍內(nèi)所涉及到的位置，同時(shí)繪制出具有動(dòng)態(tài)流動(dòng)效果的樞紐網(wǎng)，生動(dòng)形象的展示出冷鏈物流的實(shí)時(shí)性、智能性。

圖撲軟件也提供結(jié)合 GIS 地圖實(shí)時(shí)展示全國運(yùn)輸樞紐數(shù)據(jù)點(diǎn)位及其動(dòng)態(tài)變化的解決方案，HT for Web GIS 產(chǎn)品的定位在于運(yùn)用產(chǎn)品強(qiáng)大的可視化技術(shù)，將地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)的數(shù)據(jù)進(jìn)行豐富的可視化展示，實(shí)現(xiàn)將數(shù)量龐大的點(diǎn)位數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在三維地圖上。使用 GIS 的好處是可以通過多細(xì)節(jié)層次(Levels of Detail,LOD)的方式加載出更多地圖細(xì)節(jié)，可以直接了解到每個(gè)冷鏈園區(qū)所處具體位置。

園區(qū)概覽

基于 Web 3D 開發(fā)技術(shù)和輕量化三維建模技術(shù)搭建的虛擬冷鏈園區(qū)，將園區(qū)內(nèi)的建筑、道路、停車場等各種設(shè)備設(shè)施按照 1：1 建模還原。通過圖撲軟件 HT 自研引擎，渲染出暗色系工業(yè)科技風(fēng)格的園區(qū)效果，給人以眼前一亮的沖擊感。也可結(jié)合 PBR 物理渲染材質(zhì)系統(tǒng)渲染出真實(shí)園區(qū)環(huán)境效果。圖撲同樣支持導(dǎo)入 IFC 格式的 BIM 模型文件生成場景，或渲染 3D Tiles 格式的傾斜攝影模型文件。

由中國地圖場景選擇一個(gè)重點(diǎn)城市進(jìn)入園區(qū)場景，開場以自動(dòng)漫游的形式，圍繞著整個(gè)園區(qū)場景進(jìn)行環(huán)繞展示，將園區(qū)整體布局和建筑結(jié)構(gòu)特色進(jìn)行一一介紹。通過圖撲 HT 實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web 三維場景，可進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)，場景內(nèi)各元素可響應(yīng)交互事件。

通過 3D 可視化技術(shù)，整合各個(gè)子系統(tǒng)的多源數(shù)據(jù)，將園區(qū)各樓棟的基本信息通過點(diǎn)擊的交互方式進(jìn)行展示，使得樓棟用途、層數(shù)、各系統(tǒng)責(zé)任人清晰明了。雙擊樓宇可下鉆至樓宇內(nèi)部樓層疊加場景，用戶可查看任意一個(gè)樓層場景詳情，按照樓層 CAD 圖紙中的設(shè)備點(diǎn)位分布情況進(jìn)行 1：1 還原，包括煙感、溫感、門禁、手報(bào)、消防、攝像頭等設(shè)備。

重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備狀態(tài)，利用不同顏色的圖標(biāo)代表不同的設(shè)備狀態(tài)，即正常色、故障[黃色]、告警[紅色]、離線[灰色]。一旦設(shè)備狀態(tài)異常，場景中突出異常提示，運(yùn)維人員可第一時(shí)間進(jìn)行維修。實(shí)現(xiàn)此功能，是根據(jù)設(shè)備監(jiān)測傳感器閾值判斷的情況，由后臺給前臺推送狀態(tài)參數(shù)，前臺根據(jù)狀態(tài)參數(shù)，改變對應(yīng)設(shè)備圖標(biāo)染色。數(shù)字孿生冷鏈園區(qū)的設(shè)備監(jiān)控，利用人工智能分析等技術(shù)對設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研判，進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，告知設(shè)備的健康狀態(tài)，由人工預(yù)防檢修轉(zhuǎn)換為智能預(yù)測檢修。

冷庫可視化管理

圖撲軟件采用 3D 虛擬仿真技術(shù)，并結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)將真實(shí)世界中的整個(gè)倉庫環(huán)境進(jìn)行模擬，使倉區(qū)、車間、設(shè)備等按照等比三維重建出來。在前端系統(tǒng)中進(jìn)行環(huán)境的可視化瀏覽，清晰完整地展現(xiàn)整個(gè)園區(qū)倉庫環(huán)境。

為實(shí)現(xiàn)冷庫可視化管理，呈現(xiàn)冷鏈不斷鏈優(yōu)勢，冷庫信息系統(tǒng)的智能化顯得尤為重要，圖撲軟件對接智能物流集成系統(tǒng)，對冷庫各類信息進(jìn)行收集、匯總、分析，建立完善的數(shù)據(jù)庫，通過智慧“大腦”，對現(xiàn)場的物流設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和控制，實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，可視化呈現(xiàn)物流周轉(zhuǎn)全過程，及時(shí)響應(yīng)并處理問題，出現(xiàn)故障及時(shí)切換。

實(shí)時(shí)庫存管理

圖撲 HT 倉儲管理監(jiān)控可視化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)庫存以及儲位實(shí)時(shí)占用情況展示。三維場景能夠模擬出貨物/托盤位置，實(shí)時(shí)顯示倉儲運(yùn)行情況，可直觀了解貨架上儲位占用與否，若有托盤占用，點(diǎn)擊托盤，能彈出面板顯示托盤的條碼和儲位編碼等相關(guān)信息。數(shù)字孿生冷庫出入庫情況，還原現(xiàn)場物流全過程，貨架的數(shù)據(jù)變更以及面板數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋，達(dá)到全方位掌握倉儲轉(zhuǎn)運(yùn)中心的活動(dòng)狀態(tài)，起到監(jiān)管、維護(hù)以及調(diào)配多維度統(tǒng)一，讓物料出入庫信息可展現(xiàn)、可監(jiān)控、可管理。

支持到立體庫巷道內(nèi)維度的觀看展示，針對性地對某個(gè)巷道進(jìn)行監(jiān)控，查看該巷道的實(shí)時(shí)庫存情況。

設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控

針對冷鏈行業(yè)，將“堆垛機(jī)+穿梭車”系統(tǒng)等運(yùn)輸解決方案的工作過程通過 HT 可視化技術(shù)進(jìn)行模擬動(dòng)畫展示。結(jié)合穿梭車、提升機(jī)、輸送機(jī)、AGV、立體庫貨架的自動(dòng)感知識別，集成 WMS 和 WCS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)，將物料從入庫開始到出庫完成的全過程信息監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)冷鏈物流的 24 小時(shí)全自動(dòng)化批量作業(yè)。

圖撲前端采用三維模式對接相應(yīng)系統(tǒng)并標(biāo)注設(shè)備點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)設(shè)備軌跡實(shí)時(shí)追蹤，在三維畫面中還原各物流設(shè)備的現(xiàn)場實(shí)時(shí)位置，點(diǎn)擊設(shè)備模型點(diǎn)位即可查看該設(shè)備詳細(xì)信息，使用戶充分了解冷庫現(xiàn)場狀況，并實(shí)時(shí)掌握貨物出入庫進(jìn)度，并能對整個(gè)倉儲物流過程中發(fā)生的情況進(jìn)行快速響應(yīng)和資源協(xié)調(diào)。

三維可視化監(jiān)控系統(tǒng)對接 WCS 系統(tǒng)，獲取相關(guān)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在 3D 場景中，直觀的展示關(guān)鍵設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)備報(bào)警狀態(tài)、離線狀態(tài)等信息在三維畫面中一目了然，幫助冷庫管理人員及時(shí)了解資源調(diào)度。三維可視化實(shí)時(shí)顯示整體物流輸送設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備任務(wù)情況、異常報(bào)警等信息，可對設(shè)備故障進(jìn)行快速定位，直觀且高效。

為進(jìn)一步呈現(xiàn)冷庫的多溫區(qū)、溫控透明化、全數(shù)字化概念，倉庫場景中還原溫濕度傳感器實(shí)際現(xiàn)場布局，結(jié)合溫濕度實(shí)時(shí)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)時(shí)溫度、濕度、破損等信息的實(shí)時(shí)管理，在出現(xiàn)異常情況時(shí)冷庫可視化系統(tǒng)會(huì)發(fā)出明顯告警提示，以便及時(shí)告知管理人員，減少風(fēng)險(xiǎn)，方便管理。

設(shè)備查詢與定位

實(shí)現(xiàn)設(shè)備和料箱的快捷檢索與快速定位，在輸入框中輸入設(shè)備編碼或料箱號關(guān)鍵字，雙擊搜索結(jié)果，視角可自動(dòng)定位到目標(biāo)設(shè)備或料箱。

多角度展示倉庫實(shí)況

采用 HT 創(chuàng)新的 3D 可視化建模技術(shù)，搭建虛擬冷庫三維可交互式環(huán)境，提供全方位與實(shí)操式的體驗(yàn)，可通過鼠標(biāo)隨意旋轉(zhuǎn)、拖拽、縮放等操作從任意不同視角進(jìn)行查看倉庫場景，且支持俯視、側(cè)視、正視多個(gè)角度監(jiān)控倉庫場景實(shí)況。

圖撲 HT 三維可視化系統(tǒng)支持跨平臺瀏覽，任何移動(dòng)終端都可進(jìn)行瀏覽，即使不在工位上的運(yùn)維人員也可以通過手機(jī)或 IPad 進(jìn)行監(jiān)控，使得以往運(yùn)維人員必須在主控室內(nèi)進(jìn)行管控的局限迎刃而解。

消防安防系統(tǒng)

消防監(jiān)控

在圖撲 HT 三維場景中，通過物聯(lián)設(shè)備與圖撲軟件（Hightopo）可視化平臺實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，以紅色擴(kuò)散的展現(xiàn)形式表示消防危險(xiǎn)告警，并標(biāo)注所在位置信息，點(diǎn)擊告警區(qū)域查看相應(yīng)的告警原因、區(qū)域責(zé)任人等信息。同時(shí)用戶將根據(jù)該預(yù)警提示，及時(shí)安排運(yùn)維人員前往對應(yīng)預(yù)警點(diǎn)位進(jìn)行處理。

進(jìn)入樓層內(nèi)景中，以圖標(biāo)形式標(biāo)注室內(nèi)消防設(shè)備點(diǎn)位信息，用不同圖標(biāo)顏色展示設(shè)備對應(yīng)的狀態(tài)，可通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊交互查看各設(shè)備狀態(tài)的詳細(xì)信息，使得用戶直觀且快速維護(hù)。

安防監(jiān)控

為實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)人、事、物統(tǒng)一管理，各個(gè)系統(tǒng)能夠兼容在同一個(gè)管理平臺上，能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵聯(lián)動(dòng)指揮，快速響應(yīng)和處置突發(fā)事件。并能通過視頻、周界等消除安全死角，保障園區(qū)內(nèi)的人和財(cái)物安全。

安防監(jiān)控在園區(qū)智能化管理中顯得尤為重要。圖撲軟件三維可視化監(jiān)控系統(tǒng)通過對照現(xiàn)場實(shí)際監(jiān)控點(diǎn)位，在三維場景中按點(diǎn)擺放監(jiān)控模型或圖標(biāo)，還原現(xiàn)場監(jiān)控情況，讓用戶直觀掌握現(xiàn)場監(jiān)控點(diǎn)位情況。通過與監(jiān)控視頻流的對接，實(shí)現(xiàn)在三維場景中任意交互某一監(jiān)控模型，均可調(diào)用當(dāng)前攝像頭監(jiān)控畫面。

消防水系統(tǒng)

供水系統(tǒng)是指按一定質(zhì)量要求供給不同的用水部門所需的蓄水庫、水泵、管道和其它工程的綜合體。系統(tǒng)采用模塊化思想，并具有統(tǒng)一的、全面的地址空間型和信息模型。動(dòng)態(tài)線條代表蓄水池中的水由給水管道供水的全流程，運(yùn)管人員可視化查看大樓供水管網(wǎng)布局結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)掌握園區(qū)樓幢供水能耗數(shù)據(jù)和供水走向。

可將 CAD 圖紙導(dǎo)入 HT 系統(tǒng)，快速搭建三維場景，等比例還原水泵房，可清楚地查看水泵房內(nèi)各設(shè)備布局情況。實(shí)現(xiàn)對水泵、水箱運(yùn)行狀態(tài)、液位等信息統(tǒng)一展示，滿足了用戶對水質(zhì)、水量和水壓的需求，解決供水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中由于需水量變化、事故停泵等問題，保證園區(qū)正常營業(yè)。

隱患管理

可視化除了環(huán)境和信息展示之外，更重要的是遠(yuǎn)程監(jiān)管和實(shí)時(shí)監(jiān)控，感知園區(qū)運(yùn)營環(huán)境狀況，對園區(qū)重點(diǎn)區(qū)域、人員、車輛、告警事件等要素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，妥善處理棘手的問題，減少園區(qū)損失，有效的輔助管理者對園區(qū)安全管控力。

圖撲軟件三維可視化系統(tǒng)能夠直觀監(jiān)控園區(qū)內(nèi)每棟樓存在的隱患程度，通過點(diǎn)擊交互可查看其隱患詳情和責(zé)任人，實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線對園區(qū)內(nèi)隱患監(jiān)測、事故預(yù)警和應(yīng)急處置支持。

施工管理

根據(jù)施工方案，三維仿真動(dòng)畫虛擬施工過程，將安全設(shè)施的尺寸、重量、連接方式、布置形式直接以三維模型的形式表達(dá)出來，來選擇施工設(shè)備、確定施工方法、配備人員，通過建模，可以幫助施工人員事先有一個(gè)直觀的認(rèn)識?？梢詫?shí)現(xiàn)進(jìn)行臨時(shí)設(shè)施的布置及運(yùn)用，還可以幫助施工單位事先準(zhǔn)確地估算所需要的資源，以及評估臨時(shí)設(shè)施的安全性，是否便于施工，并可及發(fā)現(xiàn)可能存在的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。通過可視化監(jiān)控系統(tǒng)，可分門別類的深入分析施工過程中存在的問題并找出癥結(jié)，提高現(xiàn)場風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管力度。

物流監(jiān)控

圖撲 HT 可視化系統(tǒng)從冷鏈中生鮮商品的總庫存、出入庫數(shù)量、各個(gè)樓單日貨物進(jìn)出情況的數(shù)據(jù)分析、今日訂單的狀態(tài)百分比分析、今日貨物類型的柱狀圖分析以及本月訂單情況的分析等不同角度來管理物流信息，以便企業(yè)可以及時(shí)了解和控制訂單的情況，有效地進(jìn)行產(chǎn)品物流監(jiān)控與分析跟進(jìn)，減少問題件的發(fā)生情況與查詢管理。

人流監(jiān)控

園區(qū)作為的人員流動(dòng)以及客流密度較為頻繁，通過接入門禁識別、人臉監(jiān)控等安防設(shè)備數(shù)據(jù)，利用不同的 2D 數(shù)據(jù)可視化樣式展現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的各項(xiàng)人員客流情況人員。

三維園區(qū)場景中標(biāo)注重點(diǎn)區(qū)域的門禁監(jiān)測點(diǎn)圖標(biāo)，對接物聯(lián)網(wǎng)后臺數(shù)據(jù)，接入門禁點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行展示，點(diǎn)擊圖標(biāo)可展示對應(yīng)信息，包括人員姓名、部門、所在位置、入園方式及時(shí)間。園區(qū)內(nèi)各個(gè)大門的人員出入情況可通過三維信息面板的形式擺放在對應(yīng)區(qū)域，直觀展示出園、入園、訪客對應(yīng)人數(shù)，有助于園區(qū)管理人員實(shí)時(shí)了解園區(qū)人流情況。

左右兩側(cè)面板展示了園區(qū)內(nèi)人流監(jiān)控的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，圖撲 HT 可視化利用豐富的圖表、圖形和設(shè)計(jì)元素將相對復(fù)雜、抽象的數(shù)據(jù)通過可視的方式以更直觀理解的形式展現(xiàn)，便于園區(qū)運(yùn)維人員的高效管理，無需通過人工核算等復(fù)雜形式進(jìn)行園區(qū)的運(yùn)維分析。

車流監(jiān)控

可通過圖撲 HT 可視化通過 3D 展示園區(qū)內(nèi)實(shí)時(shí)車流情況，系統(tǒng)通過結(jié)合地磁方式記錄園區(qū)內(nèi)車位情況：園區(qū)內(nèi)總車位數(shù)量、空閑與及已使用車位情況、展示常規(guī)車輛、新能源、貨車等車輛的剩余情況。

圖撲 HT 可視化不僅可以處理海量的后臺信息并且通過不同的數(shù)據(jù)可視化樣式展示在園車輛、轎車、貨車的每日車流量數(shù)據(jù)。物流車輛在進(jìn)出配合視頻車牌識別系統(tǒng)，可統(tǒng)計(jì)車輛進(jìn)出情況，聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)高效統(tǒng)計(jì)出車輛進(jìn)出總數(shù)量、進(jìn)出車輛數(shù)量，并通過數(shù)據(jù)可視化形式于面板展示，以及通過監(jiān)測車輛的進(jìn)出匯總進(jìn)出車輛的類型（免檢車、直通車、消防車、大貨車、訪客車輛以及其他車輛）并進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。

園區(qū)內(nèi)的物流貨車都輔以 2D 面板進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)更新、展示貨車編碼、載貨量以及貨車狀態(tài)，便于園區(qū)運(yùn)維人員進(jìn)行園區(qū)車流信息的管理。

圖撲軟件的智慧冷鏈園區(qū) 3D 可視化系統(tǒng)將多種復(fù)雜的管理系統(tǒng)信息聚集在虛擬仿真環(huán)境下，搭建冷鏈園區(qū)全場景的呈現(xiàn)，通過在物流系統(tǒng)中采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，使整個(gè)冷鏈物流系統(tǒng)運(yùn)作如同在人的大腦指揮下實(shí)時(shí)收集并處理信息，做出最優(yōu)決策、實(shí)現(xiàn)最優(yōu)布局，冷鏈物流系統(tǒng)中各組成單元能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、低成本的分工和協(xié)同。

審核編輯黃宇