地下管线增强现实（AR）应用管理系统

技术领域

本发明涉及地下管线管理技术领域，地理信息系统(GIS)领域，OPENGL及WEBGL领域，二维及三维建模领域，增强现实技术领域(AR)，具体领域为一种地下管线增强现实应用管理系统。

背景技术

城市地下管线是由纵横交错的各类管线(供水，排水，电力，热力，通信，燃气，工业等)组成，是城市赖以生存和发展的基础设施，但是由于各种原因，造成管线资料的不完整，且精度不高与现状不符等问题，造成在建设施工，应急抢修等工作中市场发生挖断或者挖坏管线的情况，造成停水，停电，停暖气，通信中断等重大事故；管线系统的建设就是在这样的背景下开展的。

目前城市地下管线系统大多还停留在二维管线的阶段，不能实际的反映出管线在实际城市道路结构中的具体位置，埋深等等空间关系，三维管线直观性强，将城市地理信息与管网信息融合，可以更真实的反映出地下管线的全部状况，让地下管线的管理更有序化，为城市道路施工，应急抢修等工作提供更准确直观的资料，增加决策的准确性和安全性。

三维地下管线系统很好的解决了二维管线无法解决的地下管线的空间问题，真实的体现了管线在整个城市中的位置，但是由于三维管线系统都是基于PC去展现，以C/S结构为主要实现方式，在使用过程中，移动性上有很大的缺陷，在城市道路施工，应急抢修等工作过程中，依然无法摆脱需要先到管线系统查询数据，之后再去现场施工的问题，无法实时的对施工现场形成决策支持，从而影响决策的正确性。

发明内容

本发明的目的在于提供地下管线增强现实(AR)应用管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：地下管线增强现实(AR)应用管理系统，其架构包括服务层、数据层、存储层、平台层以及接口访问层，所述服务层包括智慧城市系统、三维管理系统、城市热线系统以及大数据系统；

所述智慧城市系统用于构建城市三维模型，利用现代信息技术，以互联网、无线通信技术为平台，以数字地理信息为基础，结合移动定位系统、数字通信技术和计算机软件平台，为城市管理者提供声、像、图、文字四位一体的城市数字化管理平台；

所述三维管理系统用于采集城市地下管线的铺设情况，实时记录并更新，同时结合所述智慧城市系统，在城市数字化管理平台的基础上构建城市地下管线三维图；

所述城市热线系统用于构建中心呼叫平台，用于接收用户反馈，热线人员通过GPRS定位所有客服人员，下派工作单；

所述大数据系统用于数据采集、存储数据并进行数据处理和分析，并基于智慧城市系统对所述数据进行可视化和数据展示；

所述存储层用于存储所述数据层的数据信息；

所述平台层用于提供运营服务，并提供用于供调用的应用程序编程接口，以及用于与所述接口访问层对接的接口服务；

所述接口访问层用于外部设备与所述服务层进行交互。

优选的，所述数据层包括基础地理数据、二维地图数据、三维地图模型数据以及部件数据。

优选的，所述存储层的架构采用mySQL、oracle、runtime或redis的一种或多种。

优选的，所述接口访问层采用手机、平板电脑和可穿戴设备组成的接口网关构成。

优选的，还包括有APP，所述APP通过三维模型与真实场景相结合的方式实现交互。

优选的，所述三维模型与真实场景相结合的方法为，使用增强现实技术(AR)，采用arcore平台，通过地磁感应、摄像头以及定位系统实现。

优选的，所述城市热线系统的工作方式包括以下步骤：步骤一：用户拨打热线，热线系统自动匹配来电号码；

步骤二：用户来电咨询常见问题，将由热线人员进行解答；

步骤三：用户来电维修地下管线，热线人员通过系统查询预约时间点内，空闲的安装人员后，下派工作单，安装人员在APP端将收到人员分配的工作任务，在完成安装后需要在APP中完成相应单据的填写；

步骤四：用户反馈地下管线信息，热线人员通过GPRS定位所有客服人员，下派工作单，热线系统自动短信通知，同时自动呼出电话，热线人员与客服人员再次确认后，即可前往用户处处置；当处置完成后，需要在APP中完成相应单据的填写，同时电话上报热线人员。

步骤六：热线服务电话回访，针对来电的号码，按比例随机抽取部门进行电话回访，记录回访意见，最终生成电话回访报表。

优选的，所述平台层包括阿里云、政务云以及私有云。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：一种地下管线增强现实应用管理系统，本系统在三维管线系统的基础上，创新性的引入AR(虚拟增强现实)技术，打造了三维管线AR应用系统，本系统将虚拟的三维管线模型与真实的城市道路相结合，通过移动端(手机或者平板电脑或者可穿戴设备)展现出来，真实且实时的反应所在位置的道路下面地下管线的真实情况，解决了PC端三维管线系统在移动性和实时性上的不足。

本系统以云服务为基础，结合AI引擎，大数据服务，智慧城市系统，三维管线系统等，通过移动终端的AR技术，将数据呈现给客户。

附图说明

图1为本发明的架构示意图；

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种地下管线增强现实应用管理系统，其架构包括服务层、数据层、存储层、平台层以及接口访问层，所述服务层包括智慧城市系统、三维管理系统、城市热线系统以及大数据系统，而所述智慧城市系统、三维管理系统、城市热线系统以及大数据系统通过智能AI引擎引导调度，AI引擎可支持机器学习、深度学习模型训练作业开发的框架；

所述智慧城市系统用于构建城市三维模型，利用现代信息技术，以互联网、无线通信技术为平台，以数字地理信息为基础，结合移动定位系统、数字通信技术和计算机软件平台，为城市管理者提供声、像、图、文字四位一体的城市数字化管理平台，并通过交互设备反应给使用者；

所述三维管理系统用于采集城市地下管线的铺设情况，实时记录并更新，同时结合所述智慧城市系统，在城市数字化管理平台的基础上构建城市地下管线三维图，将管线三维图与智慧城市系统所构建的城市三维图相结合，从而真是反映了地下管线的铺设位置以及空间位置，同时还可反应地下管线的长度和大小，方便使用；

所述城市热线系统用于构建中心呼叫平台，用于接收用户反馈，热线人员通过GPRS定位所有客服人员，下派工作单；

所述大数据系统用于数据采集、存储数据并进行数据处理和分析，并基于智慧城市系统对所述数据进行可视化和数据展示，获取数据。这个过程包括分析，验证，清洗，转换，去重，然后存储到存储设备，一旦数据进入大数据系统，清洗，并转化为所需格式时，这些过程都将在数据存储到一个合适的持久化层中进行。在规定的时间间隔内进行数据结果归集，执行机器学习算法，预测分析等，最后展示经过各个不同分析算法处理过的数据结果。该步骤包括从预先计算汇总的结果(或其他类似数据集)中的读取和用一种友好界面或者表格(图表等等)的形式展示出来。这样便于对于数据分析结果的理解。

所述存储层用于存储所述数据层的数据信息；所述存储层具有文件储存功能，采用消息总线的通信方式。

所述平台层用于提供运营服务，并提供用于供调用的应用程序编程接口，以及用于与所述接口访问层对接的接口服务；

所述接口访问层用于外部设备与所述服务层进行交互。

具体而言，所述数据层包括基础地理数据、二维地图数据、三维地图模型数据以及部件数据。

具体而言，所述存储层的架构采用mySQL、oracle、runtime或redis的一种或多种。

具体而言，所述接口访问层采用手机、平板电脑和可穿戴设备组成的接口网关构成，优选采用可穿戴设备，通过可穿戴设备将地下管线的三维模型图投影到城市景观中，从而可实时显示地下管线的真实位置，通过可穿戴设备上的定位装置进行定位，结合智慧城市系统，对使用者进行定位，三维管线图通过访问层传输至可穿戴设备上，进而将其周围的三维管线呈现出来，同时通过地磁感应进行方向确认，确保三维管线图可精准投影在真实城市景观上。

具体而言，还包括有APP，所述APP通过三维模型与真实场景相结合的方式实现交互，对施工现场形成决策支持，从而确保决策的正确性。

具体而言，所述三维模型与真实场景相结合的方法为，采用arcore平台，通过地磁感应、摄像头以及定位系统实现，通过可穿戴设备上的定位装置进行定位，结合智慧城市系统，对使用者进行定位，三维管线图通过访问层传输至可穿戴设备上，进而将其周围的三维管线呈现出来，同时通过地磁感应进行方向确认，确保三维管线图可精准投影在真实城市景观上。

具体而言，所述城市热线系统的工作方式包括以下步骤：步骤一：用户拨打热线，热线系统自动匹配来电号码；

步骤二：用户来电咨询常见问题，将由热线人员进行解答；

步骤三：用户来电维修地下管线，热线人员通过系统查询预约时间点内，空闲的安装人员后，下派工作单，安装人员在APP端将收到人员分配的工作任务，在完成安装后需要在APP中完成相应单据的填写；

步骤四：用户反馈地下管线信息，热线人员通过GPRS定位所有客服人员，下派工作单，热线系统自动短信通知，同时自动呼出电话，热线人员与客服人员再次确认后，即可前往用户处处置；当处置完成后，需要在APP中完成相应单据的填写，同时电话上报热线人员。

步骤六：热线服务电话回访，针对来电的号码，按比例随机抽取部门进行电话回访，记录回访意见，最终生成电话回访报表。

具体而言，所述平台层包括阿里云、政务云以及私有云。

工作原理：本发明使用时，通过使用可穿戴设备与系统进行交互，通过定位装置对使用者进行定位，同时结合地磁感应进行方向确认，而后结合智慧城市系统，进一步确定使用者的位置，通过建立三维模型，确定使用者周围景物，通过三维管理系统构建三维管线图，并通过交互层传递给可穿戴设备，使用者即可通过可穿戴设备实时观察地下管线图与实际景物的对应关系，进而在城市道路施工，应急抢修等工作过程中，摆脱了需要先到管线系统查询数据，之后再去现场施工的问题，实时的对施工现场形成决策支持，从而确保决策的正确性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。