一种三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统的制作方法

本发明涉及城市楼宇综合管理，具体来说，涉及一种三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统。

背景技术：

1、数字孪生是一种集成多个学科、多个物理量的仿真技术，在虚拟空间中建立装备系统的映射，从而反映出实体装备的全生命周期过程。这项技术广泛应用于工程建设、产品设计、制造和医学分析等领域，可被视为一种超越现实的概念，具有重要性和彼此依赖性。它充分利用物理模型、传感器数据和历史运营情况等多种因素，并应用多尺度、多概率的仿真过程。

2、近年来，随着多学科建模与仿真技术的飞速发展，并得益于物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，数字孪生技术研究成为热点，并在诸多领域得到成功运用，由于化学工业在国民经济中占着举足轻重的地位，与国民经济关系紧密相关。想要国民经济能够高效稳定的发展，发展化学工业将是不可缺少的前提与保障。

3、现在的城市楼宇系统大多是采用分立的系统，每个管理系统设置独立的管理平台和数据中心，此类系统的管理平台之间不互通，不兼容，数据难以实现共享，不能形成不利于城市楼宇的集中管理，同时如何方便人们直观地体验到数字与现实相互结合，而如何方便的将数字孪生以三维立体的方式可视化给人们，就是急需解决的问题。

4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出一种三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，包括：

4、实体数据采集模块，用于采集城市楼宇所有传感器发送的数据信息并存储至综合管理系统，其中，数据信息用于采集构建城市楼宇三维模型的建模数据，并对城市楼宇状态进行实时监测；

5、三维建模模块，用于将采集的数据信息进行构建数字孪生体三维模型，其中，包括以下步骤：

6、预先将采集的数据信息进行根据传感器的功能种类和工作区域建立权限列表；

7、根据权限列表进行分类对目标实体点云数据进行优化处理，并提取目标实体点云数据中的特征断面特征点；

8、对特征断面特征点进行拟合，得到目标实体外轮廓特征曲线；

9、根据轮廓特征曲线创建曲面，得到目标实体的数字孪生体三维模型；

10、场景生成模块，用于生成三维数字孪生场景；

11、预测分析模块，用于根据权限列表分类统计传感器发送的数据信息，分析并预测用户需要的数据，进而模拟当前城市楼宇的物联网设备的虚拟工作状态和工作进度。

12、进一步的，所述实体数据采集模块，包括：智慧楼宇数据和城市管理数据。

13、进一步的，所述智慧楼宇数据，包括：园区统计数据、消防数据、暖通空调数据、智慧电梯数据、智慧水表数据、电气系统数据和人行闸机数据。

14、进一步的，所述城市管理数据，包括：日常管控数据、专项整治数据、任务中心数据、监测设备数据和市政设施数据。

15、进一步的，所述场景生成模块，包括：渲染单元、编辑单元、存储单元和显示单元，其中；

16、所述渲染单元，用于对数字孪生体三维模型场景进行着色渲染；

17、所述编辑单元，用于对数字孪生体三维模型场景进行文字标注编辑；

18、所述存储单元，用于对数字孪生体三维模型场景数据存储；

19、所述显示单元，用于对数字孪生体三维模型场景显示。

20、进一步的，所述存储单元，包括：按时间顺序存储所有传感器发送的数据信息。

21、进一步的，所述预测分析模块，包括：数据统计单元和城市楼宇评分预测单元，其中；

22、所述数据统计单元，用于根据权限列表分类统计传感器发送的数据信息；

23、所述城市楼宇评分预测单元，用于利用城市楼宇的特征相似群中城市楼宇的评分对其中没有被评价的城市楼宇进行评分，得到未评价城市楼宇的预测评分，进而模拟当前城市楼宇的物联网设备的虚拟工作状态和工作进度。

24、进一步的，所述预测分析模块，还包括：巡检模块，用于向城市楼宇传感器发送巡检命令，并监控反馈巡检命令的接收时间，在预设时间无反馈信息，则视为城市楼宇传感器故障。

25、本发明的有益效果：

26、本发明三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，通过采集城市楼宇所有传感器发送的数据信息并存储至综合管理系统，并对城市楼宇状态进行实时监测，并将采集的数据信息进行根据传感器的功能种类和工作区域建立权限列表；根据权限列表进行分类对目标实体点云数据进行优化处理，并提取目标实体点云数据中的特征断面特征点；对特征断面特征点进行拟合，得到目标实体外轮廓特征曲线；根据轮廓特征曲线创建曲面，得到目标实体的数字孪生体三维模型，并生成三维数字孪生场景和根据权限列表分类统计传感器发送的数据信息，分析并预测用户需要的数据，进而模拟当前城市楼宇的物联网设备的虚拟工作状态和工作进度，实现城市楼宇综合管理，不仅将智慧楼宇数据和城市管理数据之间管理数据的互联共享，避免了资源配置冗余和浪费，方便集中管理和运行维护，而且有利于实现城市楼宇的城市化管理，以及城市能源消耗的集中管控，同时又可提高公共城市楼宇的安全性，此外，根据权限列表分类统计传感器发送的数据信息，分析并预测用户需要的数据，进而模拟当前城市楼宇的物联网设备的虚拟工作状态和工作进度，为城市楼宇的正常运行提供远程、自动化监管以及模拟预测，有利于降低在城市楼宇监管方面的管理、运行、维护成本。

技术特征：

1.一种三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，其特征在于，所述实体数据采集模块(1)，包括：智慧楼宇数据和城市管理数据。

3.根据权利要求2所述的三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，其特征在于，所述智慧楼宇数据，包括：园区统计数据、消防数据、暖通空调数据、智慧电梯数据、智慧水表数据、电气系统数据和人行闸机数据。

4.根据权利要求2所述的三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，其特征在于，所述城市管理数据，包括：日常管控数据、专项整治数据、任务中心数据、监测设备数据和市政设施数据。

5.根据权利要求1所述的三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，其特征在于，所述场景生成模块(3)，包括：渲染单元、编辑单元、存储单元和显示单元，其中；

6.根据权利要求1所述的三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，其特征在于，所述存储单元，包括：按时间顺序存储所有传感器发送的数据信息。

7.根据权利要求1所述的三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，其特征在于，所述预测分析模块(4)，包括：数据统计单元和城市楼宇评分预测单元，其中；

8.根据权利要求6所述的三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，其特征在于，所述预测分析模块(4)，还包括：巡检模块，用于向城市楼宇传感器发送巡检命令，并监控反馈巡检命令的接收时间，在预设时间无反馈信息，则视为城市楼宇传感器故障。

技术总结
本发明公开了一种三维数字孪生化城市楼宇综合管理系统，涉及城市楼宇综合管理技术领域，包括：实体数据采集模块，用于采集城市楼宇所有传感器发送的数据信息并存储至综合管理系统，其中，数据信息用于采集构建城市楼宇三维模型的建模数据，并对城市楼宇状态进行实时监测；三维建模模块，用于将采集的数据信息进行构建数字孪生体三维模型。本发明避免了资源配置冗余和浪费，根据权限列表分类统计传感器发送的数据信息，分析并预测用户需要的数据，进而模拟当前城市楼宇的物联网设备的虚拟工作状态和工作进度，为城市楼宇的正常运行提供远程、自动化监管以及模拟预测，有利于降低在城市楼宇监管方面的管理、运行、维护成本。

技术研发人员：洪剑方
受保护的技术使用者：江苏图治信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8