网络日志

图扑软件数字孪生厦门隧道,助力交通数字化升级

​ 前言

隧道作为重要交通建筑设施,为缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要作用。同时隧道交通具有流量大、行车速度快的特点,且内部含有大量照明、风机、水泵、指示器、情报板、供电等设备设施,若隧道内出现交通事故或设备故障等紧急情况将会对隧道内人员安全以及交通运输等带来重大影响。传统的隧道运营管理常常因为远离中央控制管理中心,导致隧道运营管理和维护都十分困难。

图扑软件基于 HTML5 的 2D、3D 图形渲染引擎,结合 GIS 地图,以 B/S 技术架构打造一套实现智慧隧道全联接、全智能的可视化管理方案 ——智慧隧道中心调度平台。以隧道综合管控为导向,提升设备控制、事件预警、流程管理、应急处置等综合业务能力。助力隧道运营管控朝着更智慧、更安全、更便捷的方向发展,推动交通行业的数字化转型升级。

效果展示

本次可视化项目以厦门万石山隧道为背景,将其地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的数据进行丰富的可视化展示。并结合 GIS 地图,初始画面以城市地图为背景,辅以左右两侧 2D 面板进行展示运行数据。隧道选用醒目的绿色流光效果展示其走势与形状,突出隧道线网布局。

点击指引图标再下钻至万石山隧道查看主隧道信息以及运行状态。分别从消防、设备信息、监控、告警管理四个方面对厦门隧道进行运营整合,全方位掌控隧道运行状况,及时做出运营策略调整。

HT for Web GIS 产品支持对不同地图瓦片服务数据、航拍倾斜摄影实景的 3DTiles 格式数据以及城市建筑群等不同的 GIS 数据的加载。系统中的城市建筑场景,为使场景更加美观,通过对地图供应商提供的建筑白模加工优化,进行 AO 贴图烘焙,增加模型间的阴影关系,达到实用且赏心悦目的效果。

系统分析

首页展示

漫游巡检

场景初始化后,点击“巡检”按钮即可通过固定路线、自由视角对隧道全场景进行巡检式漫游。系统中的三维场景均采用了轻量化建模方式,在还原隧道整体建筑结构、内部设备设施以及周边建筑道路环境的同时,也支持前端页面流畅展示,并对接整合隧道相关运营管理数据进行展示。

漫游路线的制定着重凸显核心设备,为用户呈现万石山隧道整体风貌。

辅助运管人员对隧道内设备健康状态的巡检排查,以及对故障设备的定位,加强设备异常处理的能力。

隧道消防演示

随着国内隧道交通建设大力发展,各类消防安全隐患层出不穷,给隧道消防安全工作带来巨大压力,传统消防预防手段难以应对。

图扑软件 HT 通过对接火灾自动报警系统、疏散指示、消防广播等平台,并采用轻量化三维建模技术,数字孪生现场消防情况。

通过对接后台数据接口将隧道内应急预案执行流程以及执行细节进行展示,并联动现场设备设施做出对应应急措施,有利于实现系统对隧道内消防设施的实时监控、巡检,对提高隧道安全系数及快速处置火灾事故具有重要作用。

设备信息可视化

作为高速公路路网中监管难度最高的路段,隧道是公路场景中最为难啃的“黑盒子”。繁杂的机电设备加上特殊的环境因素,使得隧道一直面临着:应急指挥难、监管运营难等难题。

图扑软件借助 HT for Web 技术赋能,将设备告警信息、故障信息等数据进行整合,对隧道机电类设备监管进行数字化升级。打破信息孤岛,实现隧道设备的智联协同。

支持人工点选查看设备信息,包括设备总数、设备故障数、设备未使用数等信息;支持根据设备发出的报警信息快速定位。运维人员可了解设备的健康状况,以及维修情况,包括已处理数、未处理数等,并将位置与时间信息展示在 2D 看板。

车流量可视化

支持对管辖路段车流量的实时监测,并可基于丰富的数学运算库,对车流量等多项核心数据进行多维度可视化分析,实现管辖路段车流量的科学监测评估,为交通指挥提供科学的决策支持。帮助交通管理者以此为依据提前安排进出隧桥等重要路口交通信号人工干预,缓和拥堵度、缩减拥堵时间。

设备告警可视化

主页面的呈现以写实风格为主的隧道路段设计,周边环绕 3D 绿化环境。2D 面板展示了隧道设备群的告警信息,信息涵盖告警时间以及告警数量。

实时监控

隧道视频监控智能分析系统是道路交通方式不可缺少的监管手段。图扑软件 HT 根据现场摄像头实际点位进行参考,在三维场景中进行对应位置的模型摆放,实现场景还原。用户通过三维场景对隧道的摄像头位置一目了然。

亦可通过新兴视频融合技术,将视频无缝嵌入到场景中,真实还原隧道实景。当发生交通事故安全事故时,能够迅速自动报警录像,记录车牌号等信息,对道路交通安全预警、管理方案和道路运作具有较大的功效。

操作管理

隧道场景中的设备极其复杂,包括通风、指示标识、监控、检测、消防等。面临着设备接口不一、软件协议不一等难题。对此,图扑软件依托设备虚拟化等技术加持,对隧道内风机、广播、摄像头、车道指示、ETC 门架等设备进行统一管理,做到发现早、定位准、响应快,实现隧道监控的全息全知。右侧 2D 面板联动三维场景,管理人员可点选查看 K1、K2、K3、K4、K5 等不同路段,选择设备即可定位到对应设备。

隧道的设备操作管理将 3D 隧道场景进行扁平化展示,同时展示隧道内所有设备点位,以及设备信息弹窗,运管人员无需到隧道现场便可以实时掌握每台设备的状态信息。平台支持通过对接设备运行状态,实现在平台远程操作控制设备运行,结合隧道段以及设备的筛选,对设备进行精准查询控制,使设备故障处理以及故障设备定位更加便利。

风机管理可视化

风机是隧道机电设施的重要组成部分,隧道正常运营时能够起到通风的作用,保证隧道内空气指标达标,且在隧道发生火灾时能起到排烟的重要作用。图扑软件将隧道内风机的位置以及对应参数展示在前端场景,点击左侧主按钮即可查看风机设备布局。

故障风机选用红色风机图标标注。点击场景内对应风机即可查看设备编号、设备桩号、设备方向、通讯状况、以及故障状态。管理人员可通过远程操控隧道内的风机或指示标志,及时调整通风系统的运作方式。

广播管理可视化

及时获取隧道广播设备的运行状况信息,以确保隧道广播接收信号清晰稳定,是一个业界公认的技术难题。隧道广播设备由于环境条件的原因,故障率较高,加上缺少实时监测手段,无法及时发现和处置问题。

图扑软件通过隧道可视化监控平台,解决了隧道广播监控难题,实现多终端数据监控、故障报警等各项应用。

场景内点击红色广播按钮即可查看广播异常情况,包括广播的设备编号、设备桩号、设备方向、通讯状态、故障状态以及故障描述等。当有广播设备发生问题时,可通知运维人员及时处理,成功解决现有隧道广播无法监测和故障报警的难点,显著提升隧道广播覆盖网的运维效率和收听体验。

摄像头监管可视化

针对以往隧道监控人工轮巡中存在的同一时间无法全路段排查的问题,图扑软件基于 Web 端的 UI/2D/3D、GIS、BIM 及 VR/AR 等可视化工具及应用,监测全线隧道所有高清摄像头,实时监控隧道路面行车情况。

依托远程网巡,智能预测预警,变被动等待为主动捕捉,用户轻点鼠标即可第一时间发现路面异常情况,及时处置,节约处置时间,提高工作效率。定位系统与现场摄像头联动,当发生紧急报警事件或对指定人员进行严控时,可根据位置信息自动进行现场视频画面切换,可帮助监管人员节省调取视频监控画面的时间和缓解监看视频画面的疲劳。

车道指示可视化

图扑软件通过 3D 仿真建模、AR、VR 等新兴技术的融合,模拟构建与隧道实体一对一精准映射的 3D 隧道模型;同时在真实的位置部署 3D 车道指示设备,让管理员能远程对隧道和设备进行实时实景巡检及监测。

HT 2D 面板会重点显示设备故障状态以及通讯状态,对于故障设备可以清楚直观地展示在场景中。隧道是车祸高发地,隧道进出口光线的明暗变化,以及部分司机不良的驾驶习惯极易造成隧道交通事故发生。图扑软件充分挖掘隧道车道控制器作用,将应急使用拓展到车道日常警示警醒,预防事故发生。

ETC 门架管理可视化

图扑软件对 ETC 门架进行了完整的三维场景构建,能够管理门架以及门架上所有的设备对象。支持通过数据配置,生成不同的监控场景。

 

真实还原路口交通运行状态,2D 面板重点展示设备故障状态,方便开展交通健康诊断,有效解决路口交通拥堵和安全等问题,提升交通管理及服务水平。

隧道照明

隧道照明控制依赖于先进控制技术和控制方式的支撑,合理的隧道照明控制可以改善隧道内路面状况,改善隧道内视觉感官,减轻驾驶员疲劳,有利于提高隧道通行能力保证交通安全,更可以达到优化能耗、节能减排的效果。

图扑软件将隧道照明控制结合隧道 3D 场景进行展示,可通过对接隧道后台照明设备数据实现可视化场景与隧道照明体系的联动,通过点选照明模式可根据现场状况切换为自动光感照明或人工干预照明,实现智能化隧道照明控制。

紧急电话可视化

在建隧道的特点是现场声音嘈杂,随着开挖长度的深入移动信号也在减弱或无信号。通常情况下当环境噪音超过 90 分贝时,普通电话机的铃声经常不能让工作人员听到铃声,导致生产调度指令得不到及时地传达,造成经济损失。

图扑软件针对各类隧道高潮湿的环境设计,对接数据接口,将隧道内的电话设备信息进行可视化呈现,管理人员在三维场景中通过点选即可查看紧急电话设备状态。包括设备编号、桩号、方向、通讯状态、故障状态以及故障描述等功能。

告警管理

图扑软件根据隧道安全管控的实际需求,对接后台告警数据,对隧道内设备告警以及事件告警信息列表进行汇总展示,可通过筛选查看过往告警信息,了解告警处理状态以及告警处理记录,及时跟进未处理的告警信息,并通过操作弹窗对已处理或未处理的告警进行反馈,便于告警处理情况的溯源跟踪。

实现安全问题第一时间发现,第一时间处置,保障隧道通行的安全。并将事件告警信息以及设备告警信息统一上传,用户在界面输入隧道 ID、道路设备 ID 或告警状态即可快速定位查看对应告警事件,各项数据通过图扑软件治理后一图呈现,提高管理人员的工作效率。

平台在为隧道管理者提供不同等级事件的应急预案,实现数据查询、视频关联等功能的同时,为隧道管理者提供对隧道内事故、事件的事后回溯分析的途径。

智慧隧道监控可视化系统

图扑软件还搭建了智慧隧道监控可视化系统,监控隧道内的车道堵塞情况、隧道内的车祸现场。主要内容包括:照明、风机、车道指示灯、交通信号灯、情报板、消防、火灾报警、车行横洞、风向仪、微波车检、隧道紧急逃生出口的控制以及事故模拟等等。

盾构机三维可视化

盾构机作为隧道施工的重要设备之一,发挥着剧组群众的作用。图扑软件采用 HT for Web 产品来构造轻量化的 3D 可视化场景,数字孪生盾构机施工流程,清晰直观的展示设备的部件组成,动态运作效果,设备拆分,组装、施工全过程。

公路项目建设可视化进度管理

图扑软件采用数字信息化技术,搭建出的一个高速铁路工程展示平台,为项目在策划、实施等各个阶段提供工程信息,实现工程信息互通,确保了工程建设的高效性、准确性,达到项目增值最大化的目的。

地下综合管廊平台

地下综合管廊是建设在城市地下,用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水等市政管线的公共隧道。图扑软件的可视化系统,不仅可以助力城市隧道交通可视化管理,对于城市地下综合管廊,也有一套解决方案。

地下综合管廊智慧管理 Web 平台利用三维可视化和虚拟仿真技术,对地下综合管廊的物理要素和信息系统进行高精度模拟重现,围绕感知、传输、数据、平台与应用以及展现等层面的关键技术研究及其应用,实现城市地下综合管廊安全运营与智慧管控。

实现价值

全面准确掌握隧道整体交通情况

传统监控系统方案单纯依靠视频对隧道内交通情况进行识别,其识别的精度和广度往往受到视频监控能力的局限,无法满足隧道运营单位全面准确掌握隧道整体交通情况的需求。图扑软件依托图表、平面图、三维图形以及视频等形式对隧道形象化展示,打造智慧隧道中心调度平台,能够能精准覆盖隧道全域的交通状态感知系统,提升对隧道的精准管控能力。

形成全闭环流程的隧道行车安全管理体系

目前隧道管理主要是针对隧道内的交通事故、事件进行检测与处置,对隧道外驶入的危险车辆的管控仍有所欠缺。图扑软件采用 HT 引擎搭建的智慧隧道中心调度平台,联动隧道内外不同监测内容、监测机制的平台来整合隧道安全综合应用,实现隧道行车安全管理业务。

总结

在当前公路隧道管理的实际工作中,由于公路管理布局零散,部门之间分工不同,现场处置、中心调度、决策指挥等工作任务相对独立,缺乏统一的纵向、横向间的指挥调度体系。当务之急是提高我国公路隧道的智能化、信息化、集成化、绿色节能化,将现有的传统条块化管理模式转变为创新型的智慧综合监控模式。

图扑软件充分发挥物联网、可视化、GIS 等前沿技术的优势,实现车道信息提示、分区广播、智能巡检控制的智能联动与控制,实现隧道监管统一管理,组成了隧道的“智慧血脉”,有效提升隧道交通有序、安全、畅通、经济、环保管理。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接:图扑软件 - 构建先进 2D 和 3D 可视化所需要的一切