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三維可視化系統

添加時間:2019-05-21 點擊量:527

一、系統特點

本系統是一個以三維仿真、虛擬現實、服務器技術等技術為支撐、實用化目的明確的系統,結合煤礦規劃對三維仿真技術的需求和面向煤礦大規模、各層次規劃設計與管理需求的三維仿真模型建立和仿真應用,提出了一種適合煤礦規劃需求的適用技術和實用方法,對推進三維仿真技術在煤礦行業的應用有重要的導向作用和實用價值。系統具有人機交互性好,提供手動、步行、鳥瞰和自定義路徑循環漫游等多種模式;實現多種信息的集成,在視覺仿真的基礎上,具備了信息統計分析和空間分析能力;對系統有一下幾個特點。

1、有效地解決了煤礦三維仿真模型中的數據管理與其他系統數據相結合的關鍵技術,形成了一種三維仿真模型數據處理、優化和管理的技術方法,包括層次細節LOD技術、分塊調入技術等,為基于煤礦微機的仿真應用系統創造了良好的技術基礎。

2、提出并實現了一套與城市規劃三維相結合、并實現仿真模型數據動態更新運作機制和方法。

3、巷道繪制,支持通過CAD導入軟件生成三維巷道模型,為煤礦的后期維護提供了可操作性平臺,增加了系統的靈活性;

4、設備添加,支持井下設備(如:瓦斯傳感器、分站、識別器等)進行安裝,同時綁定相應測點號,實現真實與虛擬相結合的同時結合原有人員定位與安全監控系統的數據在利用三維展示技術進行顯示;

5、支持避災線路的設置、編輯

6、支持通風系統、瓦斯監控系統、運煤系統的動態展示與編輯

7、支持對各種三維模型的上傳至服務器并顯示到三維場景中

8、快速定位,系統可根據測點號,快速定位到三維空間;

9、預警提示功能,系統根據安全監控數據可實現實時數據顯示的同時,出現報警可第一時間快速定位到報警坐標位置;

10、人員定位系統中,人員歷史軌跡通過人員下井信息根據程序算法進行自動尋徑,實現更為直觀的展示;

11、系統可接入安全監測監控系統實時數據和其他井下環境監測實時數據;

12、避災線路編輯,在巷道基礎上繪制避災線路流向;

13、系統采取B/S架構,應用WEB 3D技術,把瘦客戶端與復雜的三維技術相結合,訪問高效和使用方便;

二、三維可視化系統的優勢

1、系統簡介,三維可視化系統是以真實的礦井為原型,結合空間坐標的人機環境,對礦井生產及安全監控數據,進行統一表達分析與數字化在線的綜合平臺系統,系統在礦井現有監控系統、人員定位系統、生產監控系統基礎上采用數據挖掘技術,三維仿真技術將礦井瓦斯、一氧化碳、設備開停、通風等安全監測,同計算機仿真的三維巷道實現精確的空間融合。對礦井安全生產及災害預警防控提供了全新的信息環境和可視化分析決策平臺,三維系統按空間劃分為井上場景、井口、井下候車部分、機電室部分、工作面部分。

通過三維建模,系統將復雜的井下巷道以三維的方式簡單、直觀的展現出來,技術人員可從任意角度觀察和調整巷道與設備監控等信息,實現巷道設備的實時監控和分析,幫助提高礦井監控決策人員的科學決策水平。該系統建成后可作為礦山監控輔助決策分析平臺,可廣泛應用于:礦井人員定位系統管理、安全監控管理與優化,三維可視化展現與預警(如:人員軌跡回放、測點監控、避災線路),避災線路等調整方案制定及預先仿真模擬,避災線路動態分析,分站、傳感器工作情況分析,識別器數據分析,井下巖溫、風溫及火災條件下溫度檢測的模擬分析,幫助煤礦實現實時、動態、合理和科學的通風管理,為實現礦井通風系統實時聯網管理打下基礎。

2、系統具有如下特點:

● 通過對礦井等CAD圖紙的數據進行三維可視化建模,將整個礦井井上、井下巷道直觀、動態的展現出來,系統建成后可作為礦山企業進行系統管理和調整的決策分析平臺;

●可有效的幫助礦山企業進行科學的系統管理和調整,更直觀的了解發生災害的空間坐標,合理節約成本;

●在三維可視化環境中通過對風速、一氧化碳、瓦斯、等幾十種數據進行監控檢測并實現預警提示功能,幫助用戶快速對數據進行分析和解譯;

●系統簡單易學,容易上手。

●系統采取功能模塊開發,可以直接與安全監控系統、人員定位系統、煤礦綜合自動化系統等系統進行數據交互。實現相關系統的三維監測要求。

3、解決問題

解決了二維軟件不能直觀的了解井上井下復雜巷道的空間位置與整體布局結構;結合二維數據和三維展示,即彌補了二維軟件的不足,也將二維軟件數據的優勢整合到三維系統中,為煤礦領導決策分析提供了更為直觀的效果;三維系統可接入其它系統數據,為煤礦數字化礦山的建立打下了基礎,同時也整合了其他系統數據;

避災線路,為煤礦提供三維的線路、方向、類型(火災、水災)等示意;

對通風系統、運煤系統、瓦斯監測監控系統的動態展示;井上虛擬仿真,真實再現井上井口、監控室、生活區、食堂等的布局情況;
井下巷道內部三維結構,更真實的再現了井下礦工工作環境,與井下巷道內部三維結構,一方面讓監控中心人員更多的了解了井下巷道內部的結構,同時也可以實時根據三維空間坐標找到三維巷道中攝像機,調出攝像機的視頻。另一方面在整個巷道結構中,出現報警提示、數據顯示,可定位到三維巷道上,更為直觀的觀看到具體的空間坐標位置;

空間測量,可根據系統功能對巷道距離進行測量,使用戶不光有了三維巷道空間的概念,并且有了更為準確的數據依據;

三維巷道模型后期維護,該系統提供了CAD導入導出三維巷道模型,為煤礦的后期維護提供了可操作性平臺,增加了系統的靈活性;
系統架構及硬件配置要求

1、系統架構 

前臺功能結構

后臺功能結構

1、 硬件配置

客戶端最佳推薦配置

處理器(CPU): Intel i5 760 顯卡 GTX460 1G

內存(RAM) : 2GB/4GB DDR3

服務器最佳推薦配置

數據庫服務器:處理器(CPU),1 * Dual Core(雙核) 2.6G;內存(RAM), 8G DDR2 ECC RAM

應用服務器:處理器(CPU),1/2 * Quad Core (四核) 2.66G;內存(RAM), 2G/4G DDR2 ECC RAM

不影響用戶訪問質量和速度的要求(目前三維可視化系統的場景要求)

訪問質量要求:客戶端電腦配置CPU雙核以上、獨立顯卡、顯存1G以上內存2G以上、硬盤60G以上

客戶端運行速度要求:服務器端到客戶端的網絡速度要求要在300kb/s以上

三、系統功能介紹

1、顯示監控設備信息 

1、 監控設備:視頻監控、設備實時值監控、工作面基礎信息 如下圖:

2、 報警信息 點擊場景中報警設備的測點號顯示對應的數據信息 如下圖:

4、人員軌跡:根據人員定位信息查詢軌跡信息 顯示條件:時間、地點、測點號(如:2011-07-26 07:25:00、東三11-2煤軌道巷、003R01) 如下圖:

5、系統展示:展示各種避災線路與通風系統,運煤系統,瓦斯抽放系統線路、方向的示意 如下圖:

6、場景漫游:根據設置的場景漫游信息,點擊漫游功能實現規律的位置移動,方便查看各種設備實時監控信息 如下圖:

7、設備顯示與隱藏:對設備進行分類,實現點擊復選框按鈕來控制設備在三維場景中隱藏域顯示 如下圖:

8、井上場景:井上場景分為辦公區、生活區、生產區、以及井口、風機、運煤皮帶、井架等各種模型組成,井上場景是根據實際井上制作,有較好的逼真效果,能讓用戶直觀簡潔的了解井上場景的布局與體情況  如下圖:

9、井口顯示:井下井口包括煤車、巷道等一些模型組成,是礦工下井的主要通道之一  如下圖:

10、井下候車部分 如下圖:

11、三維巷道導出: 使用CAD導出三維巷道  如下圖:

后臺繪制

1.  設備添加 選擇測點號如下圖:


2.  拐點設置 在前臺人員軌跡的功能回放的時候,會根據后臺設置的軌跡線,尋找路徑 如下圖:

3.  預覽取點:該功能是設置場景的運動點的軌跡,設置好了之后可在前臺顯示場景的運動軌跡線 如下圖:


4.  系統展示 通過上傳不同顏色的圖片來展示通風系統、運煤系統、瓦斯抽放系統、避災線路等系統在流向展示的展示 如下圖: 


5.  模型上傳  模型種類主要有:監控設備模型,普通設備模型,巷道模型,避災線路模型 如下圖:



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