专利名称：一种基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及地铁运营机电设备的实施监控和定位，更具体地，涉及一种基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统。
背景技术：
地铁运营是一项复杂度极高的工程，地铁的正常行驶是地铁内所有机电设备协调工作的结果。由于地铁是人口密集区域，上述机电设备的故障可能导致的后果相当严重，所以在现实中，如何保证上述机电设备的正常工作是地铁运营中一个备受关注的热点，而对机电设备进行在线监控、采集其报警信号并进行处理是保证机电设备正常工作的一种常规手段。就目前而言，地铁运营中对各机电设备报警信号的收集往往通过地铁既有的运营机电系统自行收集，并通过现场总线或I/O信号传输到相应的采集系统，而且这些采集系统通常是不可视的，工作人员无法通过报警信号的阅读直观获得报警机电设备所在的位置，不便于尽快对故障进行定位。
实用新型内容本实用新型的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，该系统可以根据机电设备的报警信号对故障机电设备的位置和状态进行三维形象展示，使工作人员可以直观地看到故障设备的位置和状态。为了达到上述目的，采用如下技术方案一种基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，基于地铁模拟三维平台， 其特征在于，包括依次连接的系统主机、前置处理器和预警与应急服务器，所述系统主机与设置有独立标识码的机电设备相连，所述模拟三维平台设置有包含机电设备模型的三维数据库，所述预警与应急服务器根据来自前置服务器的报警信号对故障机电设备进行模拟三维展示，其中系统主机用于接收来自机电设备的状态检测信号；前置处理器用于存储系统主机发送的报警信号；预警与应急服务器用于获取前置处理器的报警信号并对故障机电设备进行三维展不。进一步地，所述报警信号包括故障机电设备的标识码信息。 再进一步地，所述模拟三维数据库以三维矢量和栅格数据模型为基础。更进一步地，所述系统主机、前置处理器和预警与应急服务器之间通过Modbus进行通讯。还进一步地，所述预警与应急平台定期对应急平台定期前置处理器进行轮询，轮询的周期介于IOOms IOOOms之间。作为一种具体实施例，所述机电设备至少来自电力监控系统、环境监控系统、火灾报警系统、屏蔽门监控系统、防淹门监控系统、列车自动控制系统、自动售检票系统或列车车体信息系统中的一种或几种。进一步地，所述地铁模拟三维平台的空间模型基于实际地铁运营空间。再进一步地，所述模拟三维展示至少包括故障机电设备及其所在空间的外形和故障指示标识。更进一步地，所述模拟三维展示的设备报警状态模型根据报警信号的不同而不同。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本发明基于模拟三维平台对地铁运营空间的模拟，通过创建包含机电设备模型的三维数据库实现了地铁运营机电设备和数字模型的对应关系，通过标识码在前置处理器和预警与应急服务器之间的传输实现了故障信号在现实世界和三维平台的对接，最终达到对报警机电设备的三维模拟和直观显示的目的，使工作人员可以准确实时地定位到故障现场及设备，提高了维护机电设备的整体效率。
图1是本实用新型所述基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统的系统结构示意图。图2是本实用新型所述基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统的数据处理流程图。图中1-系统主机；2-前置处理器；3-预警与应急服务器；4-网闸。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本实用新型做出进一步说明参见图1，一种基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，基于地铁模拟三维平台，包括依次连接的系统主机1、前置处理器2和预警与应急服务器3，所述系统主机与设置有独立标识码的机电设备相连，所述模拟三维平台设置有包含机电设备模型的三维数据库，所述预警与应急服务器根据来自前置服务器2的报警信号对故障机电设备进行模拟三维展示，其中系统主机用于接收来自机电设备的状态检测信号；前置处理器用于存储系统主机发送的报警信号；预警与应急服务器用于获取前置处理器的报警信号并对故障机电设备进行三维展不。上述报警信号包括故障机电设备的标识码信息，为了避免重复混淆，对于同一系统中的机电设备来说，每一个机电设备具有唯一的标识码。所述模拟三维数据库以三维矢量和栅格数据模型为基础，鉴于栅格和适量数据模型的优劣互补性，该三维数据库将栅格和矢量数据进行集成在一个系统中以分别不同的空间实体，矢量数据用于精确表示实体空间位置和实体之间的拓扑关系，进行实体几何空间变换，栅格数据用于进行实体的空间分析和操作。系统主机1、前置处理器2和预警与应急服务器3之间通过Modbus进行通讯，在本统主机1到前置处理器2的数据流为单向的，系统主机1不接受来自前置处理器2的数据。预警与应急平台3定期对前置处理器2进行轮询，轮询的周期介于100 IOOOms之间，优选为500ms。在前置处理器2和预警与应急服务器之间还设置有网闸4，当预警与应急服务器4需要维护时，可以方便断开网闸，以对服务器进行单独设置或维护。上述机电设备至少来自电力监控系统、环境监控系统、火灾报警系统、屏蔽门监控系统、防淹门监控系统、列车自动控制系统、自动售检票系统或列车车体信息系统中的一种或几种。更具体地，电力监控系统主要包括主变电站开关、出线、进线和馈线柜；环境监控系统包括排烟、隧道风机，环控和水泵房；火灾报警系统包括感温电缆、排烟风机装置和消防水泵装置；屏蔽门监控系统包括站台端门和屏蔽门系统报警点；防淹门监控系统包括防淹门；列车自动控制系统包括列车故障信息和信号设备状态，自动售检票系统包括AFC系统运行模式、15分钟入/出闸客流信息，列车车体信息系统包括车辆一、二类故障报警信息。 上述系统提供的信号为I/O信号，系统主机1通过Modbus对上述系统的信号进行实时采集。上述地铁模拟三维平台的空间模型基于地铁实际运营空间，为了保证现实空间和模拟三维空间的一一对应，地铁三维场景的生成完全基于地铁竣工图制作。三维场景建设搭建还借鉴了军事指挥技术，采用C4I系统的理论与方法，融合了现代安全技术与计算机仿真技术，依托新时空与三维地理信息系统，生成灾害发展模型与智能空间推演过程，从而最大限度保证了平台数据应用的真实性。模拟三维展示至少包括故障机电设备及其所在空间的外形和状态提示标识，以上标识可以是颜色醒目的提示框，提示框还包括备注内容，为了实现机电设备报警系统的实时展示，模拟三维展示的设备报警状态模型根据报警信号的不同而不同。基于以上功能模块和设置，本实用新型的工作原理如下参见图2，本实用新型所述系统的实现建立在对现场设备的运行状态与报警信息实时传输的基础上，对于一个成熟的地铁运行系统来说，系统主机1与现有地铁运营机电设备之间通常已有稳固连接，在地铁运营过程中，系统主机1定期或不定期地从既有运营机电系统采集实时状态数据并将采集到的数据存入数据库。在本实施例中，系统主机1采用Modbus与机电设备进行通讯，主机每隔500ms即对约定的数据进行一次采集，同时，对采集到的数据进行处理，上述数据处理包括过滤掉无用的数据、将有用数据按系统需要的格式进行相应转换。当机电设备的状态为报警状态时，系统主机1将这些信号输出到前置处理器2进行存储.预警与应急平台3与前置处理器2之间也通过Modbus进行通讯，预警与应急平台 3以500ms为周期定期轮询前置处理器2以获取最新的报警信息，并将这些报警信息放置于预警与应急平台3的关系数据库，上述报警信息包括地铁运营机电设备的标识码信息。另一方面，预警与应急平台3设置有三维模型库，三维模型库存储各机电设备的两种状态正常状态与报警状态。在通过轮询提取到故障机电设备的报警信号后，预警与应急平台3通过其标识码信息对三维模型库中的设备模型进行查找和匹配，从而快速定位到模拟三维平台中具体的车站站台及相应的特定设备，最后，预警与应急平台3根据以上信息调取三维模型库中的设备报警状态模型，并通过模拟三维平台的工作，实现报警情况的三维形象展示。
权利要求1.一种基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，基于地铁模拟三维平台，其特征在于，包括依次连接的系统主机、前置处理器和预警与应急服务器，所述系统主机与设置有独立标识码的机电设备连接，所述模拟三维平台设置有包含机电设备模型的三维数据库，所述预警与应急服务器根据来自前置服务器的报警信号对故障机电设备进行模拟三维展示，其中系统主机用于接收来自机电设备的状态检测信号；前置处理器用于存储系统主机发送的报警信号；预警与应急服务器用于获取前置处理器的报警信号并对故障机电设备进行三维展示。
2.如权利要求1所述的基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，其特征在于，所述报警信号包括故障机电设备的标识码信息。
3.如权利要求2所述的基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，其特征在于，所述模拟三维数据库以三维矢量和栅格数据模型为基础。
4.如权利要求3所述的基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，其特征在于，所述系统主机、前置处理器和预警与应急服务器之间通过Modbus进行通讯。
5.如权利要求4所述的基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，其特征在于，所述预警与应急平台定期对前置处理器进行轮询，轮询的周期介于IOOms 1000ms之间。
6.如权利要求5所述的基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，其特征在于，所述机电设备至少来自电力监控系统、环境监控系统、火灾报警系统、屏蔽门监控系统、 防淹门监控系统、列车自动控制系统、自动售检票系统或列车车体信息系统中的一种或几种。
7.如权利要求6所述的基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，其特征在于，所述地铁模拟三维平台的空间模型基于实际地铁运营空间。
8.如权利要求7所述的基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，其特征在于，所述模拟三维展示至少包括故障机电设备及其所在空间的外形和故障指示标识。
9.如权利要求8所述的基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，其特征在于，所述模拟三维展示的设备报警状态模型根据报警信号的不同而不同。
专利摘要本实用新型涉及一种基于虚拟现实的地铁运营机电设备报警展示系统，基于地铁模拟三维平台，其特征在于，包括依次连接的系统主机、前置处理器和预警与应急服务器，所述系统主机与设置有独立标识码的机电设备连接，所述模拟三维平台设置有包含机电设备模型的三维数据库，所述预警与应急服务器根据来自前置服务器的报警信号对故障机电设备进行模拟三维展示，该系统根据机电设备的报警信号对故障机电设备的位置和状态进行三维形象展示，使工作人员可以准确实时地定位到故障现场及设备，确实时地掌握现场信息，对突发事件以及安全运营具有辅助决策指导的作用，是一种结构简单、实用性强的设备监控与报警信号展示系统。
文档编号B61L27/00GK202320412SQ20112047570
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者刘光武, 刘剑, 刘国祥, 李军, 李平, 李文球, 王富章, 陈龙 申请人:北京经纬信息技术公司, 广州市地下铁道总公司