CN108090574A - 一种基于增强现实技术的智慧城市信息化管理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***，其包含基础数据平台、信息共享平台和综合应用平台，基础数据平台位于信息化管理***的最底层，为上层***提供基础数据支撑，信息共享平台位于信息化管理***的中间层，为上层信息化应用提供各类服务支撑，并且能够与云端识别库进行交互，综合应用平台位于信息化管理***的最上层，为终端用户提供丰富的信息化应用。还进一步提供一种利用上述基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***进行管网信息化管理的方法。本发明将当前新兴的增强现实技术应用到城市市政物联网管理中，可以实现现场隐藏设备/设施的快速准确定位，增强现场的可视化效果。
Description
技术领域
本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***。
背景技术
智慧城市已是全球先进国家发展的大趋势，智慧城市作为极具创造力的城市形态，已成为全球城市发展的战略选择。智慧城市可以激发科技创新，推进产业转型升级和经济结构调整，也有利于提高城市管理水平、提升城市的综合竞争力。对于普通市民而言，智慧城市以智能化的理念，引领着便捷、高效、高品质的生活方式，而作为发展智慧城市的应有之义，加快信息化建设已成为当今城市发展的重要组成部分。
智慧城市涉及众多支持者及技术层面，不少研究均认为物联网是未来互联网的主角之一，甚至是“未来的技术”。如马士玲等人在物联网技术2012(2):70-72.发表的“物联网技术在智慧城市建设中的应用[J]”，该文分析了物联网的概念及特点，总结了物联网技术在智慧城市建设中的核心应用，同时对城市智慧交通、智能电网、智慧水利、等方面物联网应用进行了描述。在过去几年，物联网和互联设备等技术的出现，更进一步扩大了智慧城市物联网发展机会的领域。物联网技术的进步，基于云计算的平台和服务，都标志着其应用不断地增加，并促进了对于智能城市的重大投资。智慧设备如智能电表、家庭网关、智能电器以及智能插座的开发也为物联网在智慧城市市场的发展创造了机会。目前全球已有超过200多个智能城市项目，并为物联网销售商、服务供货商，平台供货商以及咨询公司等提供了巨大的商机。物联网作为实现智慧城市的关键因素与基石，透过数据搜集、网络传输以及数据运算分析，其架构由三个主要部分所组成，包括装置与感知层(Device and SensorDomain)、网络层(Network Domain)以及应用层(Application Domain)。物联网应用范围非常广泛，透过整合***、网络传输的创新应用，满足不同使用者的需求，例如物流车队追踪管理、远程医疗照护与智慧能源管理等。物联网目的在透过有线及无线等通讯技术，实现人、机器和***三者之间的无缝连接，解决城市化所带来的各种衣、食、住、行等生活上的问题。
增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息、声音、味道、触觉等)通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。AR***具有三个突出的特点：①真实世界和虚拟世界的信息集成；②具有实时交互性；③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。将AR技术与物联网技术相结合现在已经成为一个研究热点，如周忠、周颐等人在中国科学：信息科学,2015(45):157-180发表的“虚拟现实增强技术综述”[J]，该文围绕近几年虚拟现实技术的发展趋势，论述了增强现实的技术特点，介绍相关硬件的发展；然后介绍增强现实技术的发展现状，并讨论移动互联网增强现实技术的应用。王廷魁等人在工程研究——跨学科视野中的工程2017.4,9(2):173-180发表的“增强现实(AR)技术在设备维护中的应用”[J]，该文在增强现实基础上集成运用QT和数据库技术，设计一套基于AR的设备维修管理***；文中深入研究各模块所需模型和设备维护管理资料信息，分析了AR在设备设施管理中的应用和实现流程。
目前，市场上主流的智慧城市信息化管理方法的流程一般为：由城市感知***监测到现场设备/管道状态的变化→由监控中心管理人员将该处设备/管道的相关市政维护数据从***中检索出来→将数据下发给现场维护人员→现场维护人员收到维护信息后前往现场，并通过电话、信息等通讯手段与监控中心管理人员保持联络以获取最新的状态数据。
但该流程的最大问题在于现场维护的可视化程度低，在现场情况复杂而维护人员不太熟悉现场的情况下很难对现场设备/管道进行精确定位和数据获取，从而增加了维护的复杂度。
发明内容
本发明的目的是针对上述现场维护的可视化程度低的问题，提出一种利用VR/AR技术并结合物联网管理平台，以提高现场维护的可视化程度，降低维护的复杂度。
为此目的，本发明提出的技术方案为一种基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***，其包含基础数据平台、信息共享平台和综合应用平台，基础数据平台位于信息化管理***的最底层，为上层***提供基础数据支撑，信息共享平台位于信息化管理***的中间层，为上层信息化应用提供各类服务支撑，并且能够与云端识别库进行交互，综合应用平台位于信息化管理***的最上层，为终端用户提供丰富的信息化应用。
进一步，上述基础数据平台可以包括地理图形库、管网设施数据库、感测数据库。
进一步，上述信息共享平台包含运维中心、信息服务平台、内容管理服务平台。
进一步，上述信息共享平台与云端识别库进行交互后可以提供检索查询功能。
进一步，上述综合应用平台包含综合运营调度平台、分区漏损控制***、移动端软件。
本发明还进一步提供一种利用上述基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***进行管网信息化管理的方法，具体包含以下步骤：
步骤1：监控中心维护人员通过综合运营调度平台派单给现场维护人员，通知现场维护人员前往现场进行日常巡检；
步骤2：现场维护人员携带手持终端到达目的地后，该手持终端上可显示附近的隐藏在地面下的三维管道、监测仪表的大致安装位置；
步骤3：在手持终端上可以选择分层显示，过滤掉跟本次维护无关的管网图层，仅显示当前维护管道图层；
步骤4：在手持终端上点击选择某段三维管道，可以直接显示出该段管道的物理属性，后台可以直接修改这些属性数据，并同步到云端；
步骤5：在手持终端上点击某台监测仪表，可以直接显示出该仪表当前的监测数值；若该仪表支持远程控制功能，则可以直接通过手持终端进行控制；
步骤6：现场维护人员可以随时通过手持终端上传巡检图像和文字数据至信息共享平台的运维中心模块中。
进一步，步骤4中，所述物理属性包括直径、厚度、材质、预埋深度。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1，本发明将当前新兴的增强现实技术应用到城市市政物联网管理中，可以实现现场隐藏设备/设施的快速准确定位，增强现场的可视化效果。
2，本发明将现场管井及感测数据融合到可视化终端界面中，可以使现场维护工作变得更加直观，极大增加了维护效率。
附图说明
图1为智慧城市信息化管理平台的架构图。
图2为底层数据的采集流程图。
图3为运维中心模块的内部组成示意图。
图4为信息服务模块的内部组成示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明是将增强现实(AR)技术应用到城市市政物联网管理中，以实现现场隐藏设备/设施的快速准确定位，增强现场的可视化效果。
图1为本发明***的整体架构图，可以看出***包含基础数据平台、信息共享平台和综合应用平台。
基础数据平台位于信息化管理***的最底层，为上层***提供基础数据支撑，其包含基础地理图形库、管网设施数据库、感测数据接口库。当上层应用需要加载地形地图数据时，则从基础地理图形库中调取；管井的深度、位置、厚度等数据则从管网设施数据库中提取；市政传感器的位置、监测数据等则存储于感测数据接口库中。
信息共享平台位于信息化管理***的中间层，为上层信息化应用提供各类服务支撑，并且能够与云端识别库进行交互。该平台包含运维中心模块、信息服务模块和内容管理服务模块。其中运维中心模块和信息服务模块为上层运营调度和漏损控制***提供资源支撑；内容管理服务模块是提供AR服务的基础，AR编辑器可以将抽象的数据库内容可视化，内容开放平台可以开放数据接口给前端用户。
综合应用平台位于信息化管理***的最上层，为终端用户提供丰富的信息化应用比如其中的移动巡检终端APP，不仅具备本地识别和三维识别的功能，还可以请求访问中心***后台的识别库，并返回AR解析内容；同时也可以请求外部云端识别库进行相关AR数据的检索查询。
图2为基础数据平台的底层数据的采集流程图，在完成现场的数据测量后，进行数据建库作业，然后对数据进行检查，并根据实际需要和计划实施更新维护。
图3为信息共享平台的运维中心模块的内部组成示意图，可见运维中心包含三个功能，分别是服务监控、权限管理和安全管理。
图4为信息共享平台的信息服务模块的内部组成示意图，本发明中信息服务模块具有数据服务、专题服务和分析服务的功能。
作为本发明的一个具体应用，现将本发明应用到城市管网的信息化管理领域。在使用上述基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***进行管网信息化管理时，通常包含以下步骤：
步骤1：信息化管理***的平台派单给现场维护人员，通知现场维护人员前往现场进行日常巡检；
步骤2：现场维护人员携带手持终端到达目的地后，该手持终端上可显示附近的隐藏在地面下的三维管道、监测仪表的大致安装位置；
步骤3：在手持终端上可以选择分层显示，过滤掉跟本次维护无关的管网图层，仅显示当前维护管道图层；
步骤4：在手持终端上点击选择某段三维管道，可以直接显示出该段管道的物理属性，后台可以直接修改这些属性数据，如直径、厚度、材质、预埋深度等，并同步到云端；
步骤5：在手持终端上点击某台监测仪表，可以直接显示出该仪表当前的监测数值；若该仪表支持远程控制功能，则可以直接通过手持终端进行控制；
步骤6：现场维护人员可以随时通过手持终端上传巡检图像和文字数据。
综上所述，本发明将后台维护的大量数据通过云端共享给手持终端，使得维护人员能够在现场随时随地了解周边管井及仪表设施的属性和工作状态。
需要说明的是，以上情景下的实施方式只是本发明的优选方式，在不违背本发明的精神的前提下所做的任何变形都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***，其特征在于包含基础数据平台、信息共享平台和综合应用平台，基础数据平台位于信息化管理***的最底层，为上层***提供基础数据支撑，信息共享平台位于信息化管理***的中间层，为上层信息化应用提供各类服务支撑，并且能够与云端识别库进行交互，综合应用平台位于信息化管理***的最上层，为终端用户提供丰富的信息化应用。
2.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***，其特征在于所述基础数据平台包括地理图形库、管网设施数据库、感测数据库。
3.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***，其特征在于所述信息共享平台包含运维中心、信息服务平台、内容管理服务平台。
4.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***，其特征在于所述信息共享平台与云端识别库进行交互后可以提供检索查询功能。
5.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***，其特征在于所述综合应用平台包含综合运营调度平台、分区漏损控制***、移动端软件。
6.一种利用权利要求5所述的基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***进行管网信息化管理的方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤1：监控中心维护人员通过综合运营调度平台派单给现场维护人员，通知现场维护人员前往现场进行日常巡检；
步骤2：现场维护人员携带手持终端到达目的地后，该手持终端上可显示附近的隐藏在地面下的三维管道、监测仪表的大致安装位置；
步骤3：在手持终端上可以选择分层显示，过滤掉跟本次维护无关的管网图层，仅显示当前维护管道图层；
步骤4：在手持终端上点击选择某段三维管道，可以直接显示出该段管道的物理属性，后台可以直接修改这些属性数据，并同步到云端；
步骤5：在手持终端上点击某台监测仪表，可以直接显示出该仪表当前的监测数值；若该仪表支持远程控制功能，则可以直接通过手持终端进行控制；
步骤6：现场维护人员可以随时通过手持终端上传巡检图像和文字数据至信息共享平台的运维中心模块中。
7.根据权利要求6所述的基于增强现实技术的智慧城市信息化管理***进行管网信息化管理的方法，其特征在于步骤4中所述物理属性包括直径、厚度、材质、预埋深度。
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