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探究指挥防护工程三维可视化全信息保

障系统设计

摘要：本文分析了指挥防护工程三维可视化全信息保障系统设计，对防护工

程内部各区域及设备实现模型定位及远程投切。并集成接入多套现有系统，实现

对工程内部设备管理的信息化、自动化、智慧化。通过利用大数据分析技术，实

现工程内部能耗的实时监测及能源管理辅助决策分析，通过能耗数据的分析测算，

达到覆盖工程、功能区域、设备设施及其配套辅助设施的能源消耗监测、统计、

分析、控制及管理的目标。

关键词：指挥防护工程；三维可视化；全信息保障；系统设计

引言

在指挥防护工程三维可视化全信息保障系统的整体设计中考虑未来将对接多

个子系统。在信息全面感知和互联的基础上，实现工程通讯管理，安全管理，设

备管理，物资管理等方面的智能化；还将以设备——系统/功能区为维度进行模

型的分层展示，辅助系统使用人员在三维模型中进行设备单点定位；从而达到将

三维模型植入防护工程管理中，打造出一体化、可视化的防护工程管理系统。

一、系统设计内容

整合各子系统功能及工程信息保障需求进行一体化平台设计与实现；系统基

于B/S架构进行开发，进行设计与开发功能和设备的三维模型。在三维模型上集

中展示工程环境信息、设备运维信息、人员出入信息、视频监控信息、能源消耗

信息、物资库存信息等功能。系统开发有应用端和管理端两种，应用端主要是用

户日常使用的界面，管理端是对系统基本信息，三维模型、组态信息、配置信息

等管理。

二、系统架构设计

2.1系统整体架构

指挥防护工程全信息管理系统关联设备多，功能复杂。总体方案设计应打破

传统智能化子系统单独建设的模式，重新定义末端设备和传感器，拆分重组，通

过物联网技术把不同专业的设备生产数据融合，利用API接口支撑应用服务。结

合大数据分析、云计算、可视化等技术，让系统更加智能。

遵循“从上而下设计、从下而上实施”“总体规划、分步实施”的原则。因

此，项目组提出了采用“云+管+端”的技术架构，融合智能化各子系统功能，通

过一套平台实现对所有功能的融合管理。

设备层-端：主要是工程现场各个子系统的前端设备，按照设计点位部署方

式和技术要求安装实施。

接入层-管：使用物联网管道侧设备、软件定义IOT边缘接入设备等产品，

结合媒体终端、第三方子系统数据和无线路由器接口，实现各种设备和专业子系

统的标准接入，实现统一化、标准化和智慧化的弱电施工建设与后期运维管理。

平台层-云：结合防护指挥工程的特点，平台层采用私有云方式实现，确保

工程数据的安全性。云服务部署本地服务池，保证数据的高度稳定。即使设备出

现宕机，平台仍可以正常运行。对各专业子系统的信息进行统一融合处理，对外

提供统一服务接口。结合工程使用实际，按需开发、部署、展现各类业务的数据。

如下图1所示：

图1系统总体架构

2.2体系结构

根据对系统整体架构的设计和功能需求重新进行划分，设计了系统体系结构。

如下图2所示：

图2系统的体系结构图

系统体系结构有接入、设备、业务实现、技术支撑、展现访问层五种。

设备层：主要包括工程内的各类设备和传感器。

接入层：包括软件网关、硬件网关、报警主机、DDC控制器、PLC等，主要

负责设备接入。接入层向下通过各类通信协议与设备层连接，采集数据，下发指

令；向上通过TCP/IP协议提供数据支撑和指令接收。

技术支撑层：包括BIM引擎、组态引擎、工作流引擎、任务引擎、消息组件、

视频组件、算法组件、推送组件等。主要为业务实现层提供技术支撑。

业务实现层：是根据业务功能需求，实现具体的业务逻辑。

展现访问层：即通过三维可视化技术、大数据技术向用户展现各类数据和操

作界面。

这种体系结构层次清晰、设计灵活、分工明确，可靠性高、扩展性好、可以

兼容当前各类设备和系统。功能和算法可以不断扩展和优化。

三、系统主要功能设计

3.1首页

首页展示基于防护工程的三维BIM模型，支持放大、缩小、旋转等基础操

作。；并且支持针对单个部件、区域进行定位、放大、缩小等操作，定位到单个

部件需要进行高亮标识该部件。

首页支持对整体工程进行三防模式的切换，并且切换模式时需要在设备信息

栏中展示所选模式下各个口部设备的工作状态。

展示工程整体内部的设备总数，并利用概览模型进行标