基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法和智能管理平台技术

基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法和智能管理平台，涉及污水处理技术领域，其方法是基于BIM建模技术建立污水处理厂的三维模型，通过物联网技术将三维模型中的虚拟设备和污水处理厂的现实设备一一进行关联，采集污水处理厂的现实设备的运行参数以及现场视频信息，建立污水处理厂及其设备综合情境信息的数据库，将所采集的信息传输到该数据库，对数据信息进行系统化处理和结构化存储，实现监测数据与三维情境的信息关联，形成动态三维模型，将动态三维模型的数据导入VR平台，且接收VR平台的控制指令，该方法和平台可实现污水处理厂的无人值守以及对工人进行虚拟培训。

Unattended Method and Intelligent Management Platform of Sewage Treatment Plant Based on BIM, VR and Internet of Things

【技术实现步骤摘要】
基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法和智能管理平台
本专利技术涉及污水处理
，特别是涉及基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法和智能管理平台。
技术介绍
水厂、泵站、燃气站场、污水处理厂等均为市政公用厂站，是城市赖以生存和发展的物质基础，直接关系到城市居民的日常生活、生产、消防、绿化和环境卫生等方面的需要。错综复杂、规模庞大的大型市政公用厂站系统，均具有复杂的空间和属性信息，数量大、变化多、覆盖面广、与地理位置和地理环境联系密切是其最大的特点。为保障城市公用设施的正常运行，各级政府需要在管理和维护上投入大量人力物力以完成值班、定时巡查及定期检修等工作。随着计算机技术、网络技术和信息技术的快速发展，目前大多数市政公用厂站、设施都实施了信息化、数字化管理手段，但在设施管养及工艺监管上主要以二维图形及表单管理为主，其缺点是不够直观且表达不够完整，且未真正实现市政公用厂站数字化管理，不能充分满足业务运作和社会的要求。随着物联网技术的发展，各种设备的日常维护维修工作日趋拟人化，可以比较及时的对设备进行检查、维修、更换等。但对于停留在文字，表格，二维图片的工艺流程，使工作人员比较难以快速、精准的确定设备的具体位置，从而无法合理的制定相关的计划，同时增加了管理和维护的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法和智能管理平台，该方法和平台可实现污水处理厂的无人值守以及对工人进行虚拟培训。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：提供基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：基于BIM建模技术建立污水处理厂的三维模型，步骤二：通过物联网技术将三维模型中的虚拟设备和污水处理厂的现实设备一一进行关联，步骤三：采集污水处理厂的现实设备的运行参数以及现场视频信息，步骤四：建立污水处理厂及其设备综合情境信息的数据库，将所采集的信息传输到该数据库，对数据信息进行系统化处理和结构化存储，实现监测数据与三维情境的信息关联，形成动态三维模型，步骤五：将动态三维模型的数据导入VR平台，且接收VR平台的控制指令。优选的，所述三维模型包括污水处理厂的污水处理设施及机电设备的精细模型。优选的，所述三维模型的每个虚拟设备均对应有运行参数，当外界对该虚拟设备产生触发动作，对应该虚拟设备的运行参数则显示出来。优选的，所述运行参数包括运行参数、电动阀门状态、水池的液位信息、污水收集流量和进出水管道的水质信息。优选的，所述步骤四形成动态三维模型的方法包括以下子步骤：步骤A：通过感知设备采集现实设备的运行参数，在三维模型中通过数据接口/协议实时读取智能感知设备的运行参数以及现场视频信息，步骤B：通过动画方式模拟出设施、设备的实时状态，以实现直观地模拟污水处理厂的污水处理过程。优选的，所述智能感知设备包括RFID标签，RFID标签贴在厂房的智能锁具上，在操作过程中，手持终端可自动检测智能锁具身份:若正确，智能钥匙语音提醒允许操作命令，同时开放其闭锁机构，此时可进行开锁操作；若错误或误操作，手持终端发出语音错误警告，同时智能锁具无法进行操作，达到强制闭锁的目的，操作结束后，手持终端通过传送/充电座的形式将倒闸操作信息汇报给应用端进行存储。优选的，所述智能感知设备还包括二维码、传感器、摄像头、水质分析仪、液位仪和在线流量计。优选的，所述设施、设备的实时状态包括电机的转动状态、阀门的启闭状态、水池的水位、水的排放以及管道中的水流方向。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法。基于BIM、VR及物联网的污水处理智能管理平台，包括终端、VR设备、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法。所述污水处理智能管理平台的总体架构包括IT基础设施层、数据层、应用支撑层和应用层，所述IT基础设施层包括智能感知设备、通讯网络、硬件基础设施和软件基础设施，智能感知设备包括RFID标签、二维码、传感器、摄像头、水质分析仪、液位仪和在线流量计，硬件基础设施包括服务器和存储器，软件基础设施包括通用软件和安全软件，数据层用于整合BIM模型、模型编码库、流程规则库、设备信息库、业务数据库、知识库和数据仓库的数据，应用支撑层包括BIM引擎、虚拟现实引擎、设备定位和智能决策，本专利技术的有益效果：本专利技术的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法及智能管理平台，具有以下优点：1）基于BIM、VR及物联网集成技术实现污水处理厂站、感知信息及工艺流程的实景模拟，使得管理人员能身临其境，高效、智能地完成厂站、设备的巡检及预警处理、应急抢险、安全防控，实现厂站的无人值守，大大提高作业效率及管理水平。2）引入全景动态三维模拟及集控技术，实现生产设备远程监控及虚拟实景模拟，使得操控人员能实时、全面、直观了解各个生产工艺环节的运行状态，大大提高生产管控水平。3）基于VR虚拟现实的工艺流程仿真，为员工培训，技术交流、模拟操作等提供真实、互动、情节化的体验，还原真实现场，大大提高员工学习的兴趣。附图说明利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本专利技术的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法的流程图。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。本实施例的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法，包括如下步骤：步骤一：基于BIM建模技术建立污水厂的三维模型，包括厂房内的污水处理设施及机电设备精细模型，步骤二：通过PLC控制器采集厂站内泵机的运行参数、电动阀门状态、水池的液位信息、污水收集流量、进出水管道的水质信息以及现场视频信息等，然后通过RUT传输到控制中心的实时数据库，步骤三：在污水厂的BIM三维模型中通过数据接口/协议实时读取前端相关感知设备的信息（泵机的运行参数、电动阀门状态、水池的液位信息、污水收集流量、进出水管道的水质信息以及现场视频信息等），通过动画方式模拟出设施、设备的实时状态（如电机的转动状态、阀门的启闭状态、水池的水位、水的排放、管道中的水流方向等），可以直观地模拟现实的生产工艺流程，步骤四：将动态三维模型数据导入VR平台，远程值班人员戴上VR眼镜后可以在厂站中漫游，实时查看所有污水处理设施、设备的运行状态及预警情况；利用操作手柄可以操控设备的按钮，如关闭、启动泵机，同时设备的模型状态也同时改变。漫游过程，如看到视频摄像头，利用手柄也可以点击显示实时视频。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法。基于BIM、VR及物联网的污水处理智能管理平台，包括终端、VR设备、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤一：基于BIM建模技术建立污水处理厂的三维模型，步骤二：通过物联网技术将三维模型中的虚拟设备和污水处理厂的现实设备一一进行关联，步骤三：采集污水处理厂的现实设备的运行参数以及现场视频信息，步骤四：建立污水处理厂及其设备综合情境信息的数据库，将所采集的信息传输到该数据库，对数据信息进行系统化处理和结构化存储，实现监测数据与三维情境的信息关联，形成动态三维模型，步骤五：将动态三维模型的数据导入VR平台，且接收VR平台的控制指令。

【技术特征摘要】
1.基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤一：基于BIM建模技术建立污水处理厂的三维模型，步骤二：通过物联网技术将三维模型中的虚拟设备和污水处理厂的现实设备一一进行关联，步骤三：采集污水处理厂的现实设备的运行参数以及现场视频信息，步骤四：建立污水处理厂及其设备综合情境信息的数据库，将所采集的信息传输到该数据库，对数据信息进行系统化处理和结构化存储，实现监测数据与三维情境的信息关联，形成动态三维模型，步骤五：将动态三维模型的数据导入VR平台，且接收VR平台的控制指令。2.如权利要求1所述的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法，其特征在于：所述三维模型包括污水处理厂的污水处理设施及机电设备的精细模型。3.如权利要求1所述的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法，其特征在于：所述三维模型的每个虚拟设备均对应有运行参数，当外界对该虚拟设备产生触发动作，对应该虚拟设备的运行参数则显示出来。4.如权利要求1所述的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法，其特征在于：所述运行参数包括运行参数、电动阀门状态、水池的液位信息、污水收集流量和进出水管道的水质信息。5.如权利要求1所述的基于BIM、VR及物联网的污水处理厂无人值守方法，其特征在于：所述步骤四形成动态三维模型的方法包括以下子步骤：步骤A：通过感知设备采集现实设备的运行参数，在三维模型中通过数据接口/协议实时读取智能感知设备的运行参数以及现场视频信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱艳峰，林继贤，周志刚，曾令权，刘松利，张伟，叶雯，
申请(专利权)人：广州番禺职业技术学院，广东龙泉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44