一种基于地铁站3D可视化能耗采集管理系统

技术领域

本发明涉及地铁站能耗管理领域，特别涉及一种基于地铁站3D可视化能耗采集管理系统。

背景技术

目前，随着全国各地地铁建设的飞速发展，地铁不仅为广大市民出行进一步提供了便利，而且带动了整个城市的经济发展。同时国民经济的持续高速增长及能源的日趋紧张，导致节能也成为全社会最为关注的问题之一。地铁站承担的运输责任也越来越大的同时，地铁能耗的管理工作也越来越艰巨。

其中大部分地铁站传统能耗系统的一个不足之处就是系统的各种能耗数据主要以表格、二位统计图的方式进行展示和使用，不够直观，也没有很好的和物理世界建立直观的链接，就比如能耗仪表故障，传统系统的显示方法就是前端界面设备编号信息有一个异常指示颜色，可查询对应仪表安装位置信息等，监控人员看到后，无法立马的在脑海中对应形成现实环境的故障现象。

另一方面，传统的能耗管理系统，对于仪表对应的实际区域位置、设备仪器的状态监测，特别是如果有复杂的设备系统状态追踪时，只起到微小的帮助作用，不能直观的显示能耗状态。

发明内容

为了解决现有地铁能耗系统的问题，本发明提供了一种基于地铁站3D可视化能耗采集管理系统，具体方案如下：

一种基于地铁站3D可视化能耗采集管理系统，包括能耗采集管理平台和通过BIM建模的地铁3D模型生成模块；

所述能耗采集管理平台包括硬件层、物联层、数据层、业务层以及信息展示模块；

所述硬件层包括数据采集模块，用于采集实时能耗数据；

所述物联层包括设备智能网关和数据智能网关，所述设备智能网关用于连接所述硬件层，并通过所述数据智能网关进行不同类型设备之间的协议转换；

所述数据层包括数据存储模块，用于通过所述物联层获取的数据进行梳理、关联、归档后进行存储；

所述业务层包括数据处理模块，用于对所述数据层中的数据按照能耗管理需求进行分析、统计，并传输至所述地铁3D模型生成模块中进行集成整合；

所述3D模型生成模块，用于将业务层处理后的数据集成整合后得到实时更新的所述地铁3D模型；

所述信息展示模块，用于将数据在所述地铁3D模型生成模块中集成整合后得到的地铁3D模型进行展示。

优选的，所述数据采集模块包括各类智能电表、智能水表、燃气表、冷量表、热量表以及传感器。

优选的，所述数据层中存储的数据包括线站管理数据、类项户配置数据、节假日管理数据、能耗类型数据、关联设备管理数据、协议库管理数据、采集器管理数据、供电回路管理数据、水表管理数据、燃气表管理数据、尖峰平谷管理数据、计费配置数据、监测设备数据、能耗用途配置数据。

优选的，所述业务层通过统一API接口与所述数据层进行数据交互。

优选的，所述地铁3D模型生成模块进行的建模包含地铁站建筑本身及地铁站能耗相关的设备、电气、附属结构的三维立体建模，并进行模型数据的渲染、3D引擎处理的重构；

所述地铁3D模型生成模块包括位置模块、图像存储模块以及实时监控模块；

所述位置模块用于定位所述硬件层采集的信息在所述地铁3D模型中的位置；

所述图像存储模块用于存储实时更新的地铁3D模型；

所述监控模块用于接收所述数据处理模块对所述硬件层采集的数据的分析处理后的数据，并在所述地铁3D模型的对应位置上显示；当所述数据处理模块分析所述硬件层采集的数据超过所述数据处理模块中预设的阈值时，所述数据处理模块会发出指令，使所述监控模块在所述地铁3D模型的对应位置上显示的数据标红，并同时发出指令给所述能耗采集管理平台中的报警模块，进行报警处理。

优选的，所述数据层对外通过API函数接口提供相关WEB及REST服务。

优选的，所述信息展示模块包括控制室大屏和PC客户端。

本发明的有益效果在于：

本发明完整的建立了现实世界的物理模型，以地铁站为单元，能直观的展示地铁站内部各类能耗采集硬件及被采集设备、系统的运行情况、安装布局信息及电气链接信息等；当发生能耗报警和采集硬件故障时，能直观的看到发生故障的硬件所处的位置，很好的建立了监控人员与物理世界的链接；并可直观的同步设备、回路布局等信息，能够给维修人员提供很好的信息支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的系统原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1，一种基于地铁站3D可视化能耗采集管理系统，包括能耗采集管理平台和通过BIM建模的地铁3D模型生成模块。

能耗采集管理平台包括硬件层、物联层、数据层、业务层以及信息展示模块。

其中，硬件层包括数据采集模块，用于采集实时能耗数据。数据采集模块包括各类智能电表、智能水表、燃气表、冷量表、热量表以及各种传感器。

物联层包括设备智能网关和数据智能网关，设备智能网关用于连接硬件层，并通过数据智能网关进行不同类型设备之间的协议转换。

数据层包括数据存储模块，用于将通过物联层获取的数据进行梳理、关联、归档后进行存储。数据层中存储的数据包括线站管理数据、类项户配置数据、节假日管理数据、能耗类型数据、关联设备管理数据、协议库管理数据、采集器管理数据、供电回路管理数据、水表管理数据、燃气表管理数据、尖峰平谷管理数据、计费配置数据、监测设备数据、能耗用途配置数据等基础数据。同时，数据层对外通过API函数接口提供相关WEB及REST服务。

业务层包括数据处理模块，用于对数据层中的数据按照能耗管理需求进行分析、统计，并传输至地铁3D模型生成模块中进行集成整合。业务层还包括动态监测、报表统计分析、运营管理、分项用能、分户用能、节能管理、设备用能、深度挖掘等功能。其中业务层通过统一API接口与数据层进行数据交互。

基于BIM建模的地铁3D模型生成模块，用于将业务层处理后的数据集成整合后得到实时更新的地铁3D模型。

现有的BIM建筑模型是由具有参数化特性的组件构成，软件内建的柱、梁、墙等组件或是用户自行建立的模型组件，每个组件都具参数性质，参数可用于定义尺寸，抑或是新增自定参数创建组件的字段以利输入的信息，作为信息的搜寻和管理，当修改组件参数的信息，模型会一次性修正在模型中所有组件的变更。参数化设计具有同步变动的特性，当组件尺寸和信息进行修改时，在不同图面显示也能同时跟着连动，可免除信息不一致的混淆风险。构件卷标因为是读取参数运算显示，所以当参数信息修正时，也能自动修正卷标信息，以确保模型产出的施工图说信息能达到一致性。

地铁3D模型生成模块进行的建模包含地铁站建筑本身及地铁站能耗相关的设备、电气、附属结构的三维立体建模，并进行模型数据的渲染、3D引擎处理的重构。

地铁3D模型生成模块包括位置模块、图像存储模块以及实时监控模块。

其中，位置模块用于定位硬件层采集的信息在地铁3D模型中的位置；图像存储模块用于存储实时更新的地铁3D模型；监控模块用于接收数据处理模块对硬件层采集的数据的分析处理后的数据，并在地铁3D模型的对应位置上显示；当数据处理模块分析所述硬件层采集的数据超过数据处理模块中预设的阈值时，数据处理模块会发出指令，使监控模块在所述地铁3D模型的对应位置上显示的数据标红。同时能耗采集管理平台还包括报警模块，当数据采集模块采集到的实时数据超过业务层中的数据处理模块中预设的阈值时，数据处理模块会发出指令启动报警模块中的声光报警装置进行声光报警处理。

信息展示模块，用于将数据在地铁3D模型生成模块中集成整合后得到的地铁3D模型进行展示。展示内容包括地铁站能耗管理、能耗监测、故障报警、统计分析等功能，为用户提供友好便捷的人机界面。

该系统工作原理为：首先进行终端安装及数据采集，将地铁站相关能耗系统，如环控系统、电扶梯、照明等，及重点设备，如空调、手扶梯等，接入硬件层，如智能电表、智能水表、燃气表等，用于采集终端数据，并记录实际设备、采集硬件的安装位置和对应关系；之后，在完成终端的数据采集后，通过设备智能网关的统一数据网关接口，将不同的数据通讯协议统一转换为MQTT通讯协议，经由数据智能网关传输到统一的数据层，实现数据信息的梳理、关联、归档并对外提供相关服务接口；同时业务层与地铁3D模型生成模块相集成，将采集的实际终端数据，如计量数据、安装位置、能耗统计结果、故障信息等，在地铁3D模型上显示，并通过信息展示模块进行展示，能直观的看到发生能耗的使用状况以及报警硬件所处的位置。

本发明完整的建立了现实世界的物理模型，以地铁站为单元，能直观的展示地铁站内部各类能耗采集硬件及被采集设备、系统的运行情况、安装布局信息及电气链接信息等；当发生能耗报警和采集硬件故障时，能直观的看到发生故障的硬件所处的位置，很好的建立了监控人员与物理世界的链接；并可直观的同步设备、回路布局等信息，能够给维修人员提供很好的信息支撑。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。