一种基于飞腾CPU的数字孪生应急预案仿真系统及方法与流程

一种基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统及方法
技术领域
1.本发明涉及应急预案技术领域，尤其涉及一种基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统及方法。


背景技术：

2.应急预案指面对突发事件如自然灾害、重特大事故、环境公害及人为破坏的应急管理、指挥、救援计划等。它一般应建立在综合防灾规划上。
3.应急救援预案编制中存在的问题：根据关键区域、关键设备或部件可能发生的安全事故或其他灾害的应急救援指导原则和战术原则以及现有设备，制定应急救援预案。因此,在制定预案时,最重要的是要把握实事求是的原则,以达到在安全事故或灾害现场发挥作用的根本目的。
4.但目前由于在制定规划时没有把握这一原则，出现了一些误区，制约了规划应用的实际可操作性。
5.缺少利用物联网、移动互联、3s(gis、rs、gps北斗)、三维仿真等先进技术结合，构建实现的安全环保综合信息化系统，用以实现对重大风险早期识别、事故场景模拟、事故完整重现等，同时作为警报平台和模拟平台使用。
6.在此基础上，因为国产cpu自主性的问题再度提上议程，产业政策不断加码，如果结合国产cpu硬件，可以提供稳定的中央信息处理是cpu的基本能力，国产cpu服务器相比起进口的产品能拥有固定的域值，成本需求低。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统及方法。
8.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
9.根据本发明的一个方面，提供过了一种基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统。
10.一种基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统，包括飞腾cpu、基于飞腾cpu的i3d三维交互式应用引擎和基于i3d三维交互式应用引擎的仿真运算单元，所述仿真运算单元包括输入单元、用于获得物联网报警组件警报信息的物联网输入单元、用于利用三维引擎对信息进行初步运算和模拟的三维运算单元、用于对输入信息模拟后判断风险情况的风险等级判断单元、用于建立目标区域数字孪生模型体的孪生模拟单元、用于对输入的数据信息通过模型直接渲染处场景的直接渲染单元、用于对仿真运算结果进一步模拟输出的模拟输出单元和结果输出单元，其中，所述终端报事单元和所述物联网输入单元均与所述三维运算单元相连接，所述三维运算单元与所述风险等级判断单元相连接，所述风险等级判断单元与所述直接渲染单元相连接，所述风险等级判断单元通过所述孪生模拟单元与所述模拟输出单元相连接，所述模拟输出单元和所述直接渲染单元均连接所述结果输出单元。
11.进一步地，所述i3d三维交互式应用引擎包括包含空间拓扑单元、物理规则单元、脚本单元和编译器单元。
12.进一步地，所述仿真运算单元基于飞腾cpu架构下运行，且在所述飞腾cpu硬件服务器上采用i3d三维交互式应用引擎。
13.进一步地，所述风险等级判断单元用于人工判断事件风险等级，并通过风险等级判断是否采用应急措施，所述输入单元用于输入事故相关信息。
14.根据本发明的另一个方面，提供了一种应急预案方法。
15.一种应急预案方法，包括以下步骤：
16.步骤一：运行程序，并输入相关事故信息，发现火灾后，立即切断电源，并判断事件是否处于实验状态；
17.步骤二：事件为实验状态下，现场人员通知实验室管理员并启动应急预案；
18.步骤三：事件为真实情况下，现场人员直接对火灾现场人员进行疏散，并用实验室灭火器进行灭火；
19.步骤四：灭火后，对现场进行清理，进行事故调查；
20.步骤五：恢复应急状态，事件结束并进行总结评审。
21.进一步地，用于上述步骤三中，应急预案启动后，应急指挥组长进行指挥调度，并进行信息收集，其中，调度包括以下方式：
22.调度现场人员直接对火灾现场人员进行疏散，并用实验室灭火器进行灭火；
23.调度应急报警组，根据火势决定是否拨打119报警，其中，报警时报告并且同步记录火灾位置、楼层、火灾物质、现场人员情况，并将详细收集统计在应急后进行信息上报；
24.依序进行疏散引导，并维护现场秩序，在人员撤离现场后记录撤离效率和疏散时的秩序情况，并进行信息上报。
25.进一步地，上述调度方式中，信息收集后上报信息，系统整理信息后，进行1:1还原应急场景，用以重现场景进行培训。
26.相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
27.实现事故的接触警报、预测分析、智能辅助决策、应急资源调度等功能，提高领导指挥决策的效率和科学性；
28.建成统一规范、多渠道全方位的预警发布系统，通过应急广播、短信等方式；
29.实现信息一次录入多渠道发布，实现信息发布的统一管理和审批，保证信息发布及时、正确、合理有序；
30.可以重现现实生活中的危险情况来培训员工，应急仿真系统还同步具有相同的数字孪生系统，能够将事故应急时的事故信息、调度信息、应急措施等同步到孪生系统中，可以同步保持应急仿真系统运行的同时，利用孪生系统进行事故完整的重现、模拟。
附图说明
31.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
32.图1为本发明提出的基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统的流程示意图之一；
33.图2为本发明提出的基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统的流程示意图之二；
34.图3为本发明提出的基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统的逻辑图；
35.图4为本发明提出的基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统的架构图；
36.图5为本发明提出的应急预案方法的火灾应急实施逻辑图。
具体实施方式
37.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。
38.参照图1-4，一种基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统，包括飞腾cpu、基于飞腾cpu的i3d三维交互式应用引擎和基于i3d 三维交互式应用引擎的仿真运算单元，所述仿真运算单元包括输入单元、用于获得物联网报警组件警报信息的物联网输入单元、用于利用三维引擎对信息进行初步运算和模拟的三维运算单元、用于对输入信息模拟后判断风险情况的风险等级判断单元、用于建立目标区域数字孪生模型体的孪生模拟单元、用于对输入的数据信息通过模型直接渲染处场景的直接渲染单元、用于对仿真运算结果进一步模拟输出的模拟输出单元和结果输出单元，其中，所述终端报事单元和所述物联网输入单元均与所述三维运算单元相连接，所述三维运算单元与所述风险等级判断单元相连接，所述风险等级判断单元与所述直接渲染单元相连接，所述风险等级判断单元通过所述孪生模拟单元与所述模拟输出单元相连接，所述模拟输出单元和所述直接渲染单元均连接所述结果输出单元。
39.需要说明的是，应急预案仿真系统，通过三维渲染调用gles 3.0 接口，运行在飞腾cpu上，且依托gpu能够生成2d/3d的图形图像和视频，同时，内置物联网单元接口，便于对物联网反馈的实时数据进行构建模拟；
40.飞腾cpu采用d2000、ft-2000等任一飞腾系列cpu，以采用飞腾ft-2000cpu为例：
41.飞腾ft-2000/4芯片集成4个飞腾自主研发的新一代高性能处理器内核ftc663，采用乱序四发射超标量流水线，兼容64位armv8指令集并支持arm64和arm32两种执行模式，支持单精度、双精度浮点运算指令和asimd处理指令，支持硬件虚拟化，ft-2000/4从硬件层面增强了芯片的安全性，支持飞腾自主定义的处理器安全架构标准 pspa 1.0，满足更复杂应用场景下对性能和安全可信的需求；
42.此外，所述仿真运算单元基于飞腾cpu，是综合利用三维立体建模、数字孪生、虚拟仿真、海量数据管理、三维空间分析等技术，对公共安全应急事故处理提供日常仿真演练、培训，实现基于三维数字仿真的有机整合、立体化展现、多方位和可视化空间分析。
43.具体的，应急仿真系统还同步具有相同的数字孪生系统，能够将事故应急时的事故信息、调度信息、应急措施等同步到孪生系统中，可以同步保持应急仿真系统运行的同时，利用孪生系统将事故完整的重现、模拟。
44.参照图3-4，在本技术的具体实施例中，所述仿真运算单元基于飞腾cpu架构下运行，且在所述飞腾cpu硬件服务器上采用i3d三维交互式应用引擎，其中，所述i3d三维交互式应用引擎包括包含空间拓扑单元、物理规则单元、脚本单元和编译器单元。
45.具体地，所述脚本单元用于描述调用物理规则在空间拓扑模型上进行仿真计算，
其中，所述脚本单元采用python脚本语言；
46.所述编译器单元用于将脚本解释成飞腾的arm，完成最终的业务过程仿真，其中，所述编译器单元采用scons命令交叉编译；
47.所述物理规则单元采用i3dphysicsmodupdate函数。
48.更具体的，i3d三维交互式应用引擎采用数字孪生模型建立仿真，通过在飞腾cpu上用i3d三维引擎建立了某一个目标区域的数字孪生体，通过编写仿真脚本输入一些可能的故障的现象，然后由数字孪生体完成仿真，找出相应的应急预案是否正确，虚拟模仿一个应急预案是否正确，并在最终事故解决后，保存并输出结果。
49.在本技术的具体实施例中，所述i3d三维交互式应用引擎包括包含空间拓扑单元、物理规则单元、脚本单元和编译器单元。
50.在本技术的具体实施例中，所述仿真运算单元基于飞腾cpu架构下运行，且在所述飞腾cpu硬件服务器上采用i3d三维交互式应用引擎。
51.在本技术的具体实施例中，所述风险等级判断单元用于人工判断事件风险等级，并通过风险等级判断是否采用应急措施，所述输入单元用于输入事故相关信息，如：事故类型、事故等级、事故地点、事故描述。
52.根据本发明的具体实施例，还提供了一种基于飞腾cpu的数字孪生应急预案仿真系统的方法。
53.参照图5，一种应急预案方法，包括以下步骤：
54.步骤s101：运行程序，并输入相关事故信息，发现火灾后，立即切断电源，并判断事件是否处于实验状态；
55.步骤s103：事件为实验状态下，现场人员通知实验室管理员并启动应急预案；
56.步骤s105：事件为真实情况下，现场人员直接对火灾现场人员进行疏散，并用实验室灭火器进行灭火；
57.步骤s107：灭火后，对现场进行清理，进行事故调查；
58.步骤s109：恢复应急状态，事件结束并进行总结评审。
59.在本技术的具体实施例中，用于上述步骤s105中，应急预案启动后，应急指挥组长进行指挥调度，并进行信息收集，其中，调度包括以下方式：
60.调度现场人员直接对火灾现场人员进行疏散，并用实验室灭火器进行灭火；
61.调度应急报警组，根据火势决定是否拨打119报警，其中，报警时报告并且同步记录火灾位置、楼层、火灾物质、现场人员情况，并将详细收集统计在应急后进行信息上报；
62.依序进行疏散引导，并维护现场秩序，在人员撤离现场后记录撤离效率和疏散时的秩序情况，并进行信息上报。
63.具体的，上述调度方式中，信息收集后上报信息，系统整理信息后，进行1:1还原应急场景，用以重现场景进行培训。
64.在本实施例中，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件单元、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组
成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。