一种数字孪生管网监控方法及系统与流程

1.本发明涉及管网监控技术领域，更具体地说，涉及一种数字孪生管网监控方法及系统。


背景技术：

2.管网监测系统适用于供水企业远程监测供水管网，工作人员可以在水司调度中心远程监测全市供水管网的压力及流量情况，方便科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定，及时发现和预测爆管事故的发生；现有的管网监测大都是采用的单纯的传感器监控方式，监控效力较弱，不直观的同时，监控的方式过于单一，对于场景的适应性较差。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种数字孪生管网监控方法，还提供了一种数字孪生管网监控系统。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种数字孪生管网监控方法，其中，包括终端设备和后台服务器，所述后台服务器对终端设备进行建立3d模型并存储在数据库中；监控方法包括以下步骤：第一步：终端设备依据设定的监控规则进行监控，当监控到存在符合报警条件的情形时向后台服务器发送报警信息，报警信息中包含代表终端设备的唯一标识信息；第二步：后台服务器接收到报警后，将唯一标识信息在数据库中查询对比，当所述数据库内存储的设备含有所述唯一标识信息时，将含有所述唯一标识信息的设备作为目标设备，当所述数据库内存储的设备不含有所述唯一标识信息时，不作任何操作；第三步：提取数据库中存储的所述目标设备的3d模型以及对应存储的客户端联系信息；第四步：依据报警情况对3d模型进行渲染，使得3d模型状态与报警情况一致，将渲染后的3d模型依据联系信息对客户端进行报警展示。
5.本发明所述的数字孪生管网监控方法，其中，所述3d模型通过3dsmax软件开发，在开发时将设备模型拆分为多个可控元素，导出fbx格式，再使用cesiumlab将其转换为3dtiles格式文件，此格式模型可以使用mars3d在网页中展示并分层控制。
6.本发明所述的数字孪生管网监控方法，其中，所述第四步中还包括方法：对所述客户端进行展示时，将渲染后的3d模型放入相应的gis地图中。
7.本发明所述的数字孪生管网监控方法，其中，所述第四步中还包括方法：当客户端接收到后台推送的警报后，通过设备经纬度移动到gis地图中该设备模型位置。
8.本发明所述的数字孪生管网监控方法，其中，所述第四步中，渲染模型时依据接收
到的报警提示进行相应设定的报警渲染规则处理。
9.本发明所述的数字孪生管网监控方法，其中，所述报警渲染规则包括：若接收的信息为拆卸告警，则将模型中设备上盖元素隐藏、标红或执行一段开盖的动画以此达到被拆卸的效果，同时配以警报声；若接收的信息为低电量报警，则模型中电池元素标红，同时配以警报声；若接收的信息为离线报警，则模型整体变灰，同时配以警报声；若接收的信息为摄像头识别人为敲打信息，则添加一个人物模型在对设备进行敲打的动画，同时配以警报声。
10.本发明所述的数字孪生管网监控方法，其中，所述第一步中，报警情形包括：防拆卸报警、低电量报警、阈值报警、离线报警中一种或多种。
11.一种数字孪生管网监控系统，应用于如上述的数字孪生管网监控方法，其特征在于，包括终端设备和后台服务器；所述终端设备依据设定的监控规则进行监控，当监控到存在符合报警条件的情形时向后台服务器发送报警信息，报警信息中包含代表终端设备的唯一标识信息；所述后台服务器，用于对终端设备进行建立3d模型并存储在数据库中，还用于在接收到报警后，将唯一标识信息在数据库中查询对比，当所述数据库内存储的设备含有所述唯一标识信息时，将含有所述唯一标识信息的设备作为目标设备，提取数据库中存储的所述目标设备的3d模型以及对应存储的客户端联系信息，依据报警情况对3d模型进行渲染，使得3d模型状态与报警情况一致，将渲染后的3d模型依据联系信息对客户端进行报警展示。
12.本发明所述的数字孪生管网监控系统，其中，所述3d模型通过3dsmax软件开发，在开发时将设备模型拆分为多个可控元素，导出fbx格式，再使用cesiumlab将其转换为3dtiles格式文件，此格式模型可以使用mars3d在网页中展示并分层控制。
13.本发明所述的数字孪生管网监控系统，其中，对所述客户端进行展示时，将渲染后的3d模型放入相应的gis地图中，客户端接收到后台推送的警报后，通过设备经纬度移动到gis地图中该设备模型位置。
14.本发明的有益效果在于：应用本技术的数字孪生管网监控方式方法，能够优化运维，提高管网运行效率，而且能够有效的提升管网的监控直观度，能够有效的解决场景适应性问题，从而大幅提升了管网监控系统的综合性能。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：图1是本发明较佳实施例的数字孪生管网监控方法流程图；图2是本发明较佳实施例的数字孪生管网监控系统原理框图。
具体实施方式
16.为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施
例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
17.本发明较佳实施例的数字孪生管网监控方法，如图1所示，包括终端设备和后台服务器，后台服务器对终端设备进行建立3d模型并存储在数据库中；监控方法包括以下步骤：s01：终端设备依据设定的监控规则进行监控，当监控到存在符合报警条件的情形时向后台服务器发送报警信息，报警信息中包含代表终端设备的唯一标识信息；s02：后台服务器接收到报警后，将唯一标识信息在数据库中查询对比，当数据库内存储的设备含有唯一标识信息时，将含有唯一标识信息的设备作为目标设备，当数据库内存储的设备不含有唯一标识信息时，不作任何操作；s03：提取数据库中存储的目标设备的3d模型以及对应存储的客户端联系信息；s04：依据报警情况对3d模型进行渲染，使得3d模型状态与报警情况一致，将渲染后的3d模型依据联系信息对客户端进行报警展示；应用本技术的数字孪生管网监控方式方法，能够优化运维，提高管网运行效率，而且能够有效的提升管网的监控直观度，能够有效的解决场景适应性问题，从而大幅提升了管网监控系统的综合性能。
18.本发明的数字孪生管网监控方法，其中，3d模型通过3dsmax软件开发，在开发时将设备模型拆分为多个可控元素，导出fbx格式，再使用cesiumlab将其转换为3dtiles格式文件，此格式模型可以使用mars3d在网页中展示并分层控制；同样该种方式，可以快速且有效的进行3d渲染后的格式转换，而且能够进行较好的分层控制展示，模型故障能够生动、准确且直观的进行展示；较佳的，进行模型发送时，还可以进行判断当前客户端是否在线，若在线则可以直接进行发送，若不在线则可以依据设定的发送规则进行定时或者上线后进行发送；发送规则可以是管理人员指定的，也可以是用户自定义的。
19.优选的，第四步中还包括方法：对客户端进行展示时，将渲染后的3d模型放入相应的gis地图中；当客户端接收到后台推送的警报后，通过设备经纬度移动到gis地图中该设备模型位置；应用该种方式，客户可以在客户端的gis地图上直观的看到报警设备的位置以及结合3d模型的报警情况展示，大幅提升报警的综合体验感。
20.优选的，第四步中，渲染模型时依据接收到的报警提示进行相应设定的报警渲染规则处理；报警渲染规则可以包括：若接收的信息为拆卸告警，则将模型中设备上盖元素隐藏、标红或执行一段开盖的动画以此达到被拆卸的效果，同时配以警报声；若接收的信息为低电量报警，则模型中电池元素标红，同时配以警报声；若接收的信息为离线报警，则模型整体变灰，同时配以警报声；若接收的信息为摄像头识别人为敲打信息，则添加一个人物模型在对设备进行敲打的动画，同时配以警报声；
当然，上述规则只是一种例举，还可以根据实际需要进行相应的设定，基于该种原理的简单变化同样属于本技术保护范畴。
21.优选的，第一步中，报警情形包括：防拆卸报警、低电量报警、阈值报警、离线报警中一种或多种；报警监控设备可以采用：多个云台摄像头，多个摄像头监控不同方向，不同位置，并与后台服务器链接，捆绑单台设备，当有人员靠近，进行某些危险动作，如敲打泼水等，触发事件，录像或截图上报，相关人员可及时收到信息处理，可短信通知，app通知等。
22.防拆卸报警，终端上自带霍尔感应器件，感应终端安装支架，设备被拆卸的话霍尔元件感应不到终端安装支架，主控就会报警，上传后台，并每隔10秒钟上报一次位置；低电量报警，当设备电量低于9v时，会主动上报电量；阈值报警，结合摄像头拍照录像，设备每隔一分钟上传一次报文，报文中包含各种监测因子数据，如：液位、流速、ph等，后台预先设置因子阈值，当接收到的数据超过这个值的时候触发报警，控制摄像头进行拍照录像留存；离线报警，当设备超过上传间隔3倍时间仍未上传数据时，后台会先进行自检，是否低电量，是否物联卡余额不足，不足则自动充值若是故障则上报后台；报警上报可以通过212协议实现。
23.一种数字孪生管网监控系统，应用于如上述的数字孪生管网监控方法，如图2所示，包括终端设备1和后台服务器2；终端设备依据设定的监控规则进行监控，当监控到存在符合报警条件的情形时向后台服务器发送报警信息，报警信息中包含代表终端设备的唯一标识信息；后台服务器，用于对终端设备进行建立3d模型并存储在数据库中，还用于在接收到报警后，将唯一标识信息在数据库中查询对比，当数据库内存储的设备含有唯一标识信息时，将含有唯一标识信息的设备作为目标设备，提取数据库中存储的目标设备的3d模型以及对应存储的客户端3联系信息，依据报警情况对3d模型进行渲染，使得3d模型状态与报警情况一致，将渲染后的3d模型依据联系信息对客户端3进行报警展示；应用本技术的数字孪生管网监控方式方法，能够优化运维，提高管网运行效率，而且能够有效的提升管网的监控直观度，能够有效的解决场景适应性问题，从而大幅提升了管网监控系统的综合性能。
24.优选的，3d模型通过3dsmax软件开发，在开发时将设备模型拆分为多个可控元素，导出fbx格式，再使用cesiumlab将其转换为3dtiles格式文件，此格式模型可以使用mars3d在网页中展示并分层控制；同样该种方式，可以快速且有效的进行3d渲染后的格式转换，而且能够进行较好的分层控制展示，模型故障能够生动、准确且直观的进行展示；较佳的，进行模型发送时，还可以进行判断当前客户端是否在线，若在线则可以直接进行发送，若不在线则可以依据设定的发送规则进行定时或者上线后进行发送；发送规则可以是管理人员指定的，也可以是用户自定义的。
25.优选的，对客户端进行展示时，将渲染后的3d模型放入相应的gis地图中，客户端接收到后台推送的警报后，通过设备经纬度移动到gis地图中该设备模型位置；应用该种方式，客户可以在客户端的gis地图上直观的看到报警设备的位置以及
结合3d模型的报警情况展示，大幅提升报警的综合体验感。
26.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。