一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统，包括数据采集模块

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统


[0001]本专利技术涉及数据管理领域，具体涉及一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统
。

技术介绍

[0002]智慧物流园区是指通过物联网和人工智能技术，将物流园区的各个环节进行数字化
、
智能化的管理和运营；智慧物流园区的目标是提高物流园区的信息化建设水平，降低运营成本，提高运营效率，推动物流业的智慧化转型和发展
。
[0003]其中，现有的物流园区在货物分类后，人为判定存货位置，导致库房部分区域货物存放集中度过高
、
库房整体空间利用率低下，同时人为寻找存货位置，货物存放速度慢
、
效率低，因此，提出一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决库房部分区域货物存放集中度过高
、
库房空间利用率较低的问题，提供了一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统
。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括数据采集模块
、
数据处理模块
、
数据储存模块
、
数据输出模块；数据采集模块用于采集库房的实时数据，实时数据包括第一实时数据，第一实时数据包括货物实时位置信息与货物尺寸信息；数据存储模块用于存储用户预先建立的库房三维模型数据和库房的历史数据，历史数据包括第一历史数据与第二历史数据；数据处理模块用于调取历史数据和库房的三维模型数据，并建立历史数据与三维模型数据之间的映射关系，再读取货物实时位置信息，将货物位置信息转换成三维模型数据并导入三维模型数据中，最后根据三维模型数据制作货物存放的目标位置报告
,
并生成路径规划报告；数据输出模块用于接收并输出目标位置报告和路径规划报告
。
[0006]优选的，所述数据处理模块的具体处理过程为：调取第一历史数据，第一历史数据包括库房数据信息，库房数据信息包括货物布置信息；根据库房数据信息，以库房的几何中心为原点，以库房的长度方向为
X
轴，以库房的宽度方向为
Y
轴，以库房的高度方向为
Z
轴建立库房的三维坐标系
A
；再获取三维模型的数据，以三维模型的几何中心为原点，以三维模型的长度方向为
X
´
轴，以三维模型的宽度方向为
Y
´
轴，以三维模型的高度方向为
Z
´
轴建立三维模型的三维坐标系
B
；通过三维坐标系
A
与三维坐标系
B
的一一对应关系建立三维坐标系
A
中坐标数值到三维坐标系
B
坐标数值的映射关系；
统计三维模型中货架上空闲的预设存放工位，并制定货物存放的目标位置报告，并对目标位置进行标记；读取货物实时位置信息，根据映射关系将货物实时位置信息转会成三维模型中的实时模型位置信息；根据实时模型位置信息与目标位置之间位置关系规划运货路径，并生成路径规划报告
。
[0007]优选的，所述存放工位为矩形，所述数据处理模块还进行如下处理过程：调取第二历史数据，第二历史数据包括存放工位坐标信息；根据存放工位的坐标信息，提取存放工位四个边角的坐标值，根据坐标值分别计算存放工位的长度
C1
和宽度
C2
，最后计算存放工位的承载面积
S1
，具体计算过程为：
S1=C1*C2
调取货物尺寸信息，计算货物的接触面积
S2
；计算货物存放的有效接触率
Q,
具体计算过程为：
Q=S2/S1
当有效接触率
Q≤
预设阈值
D
时，则货物可稳定存放在存放工位内，可确认存放工位的选择；当
Q
＞预设阈值
D
时，则货物体积大，不能稳定存放在存放工位内，需否认存放工位的选择，并发送重新选择指令
。
[0008]优选的，当有效接触率
Q≤
预设阈值
D
时，数据处理模块还进行如下处理过程：调取多个标记的目标位置和实时货物位置；制定多条由实时货物位置到目标位置的路径；并分别计算路径的总长度
L
，具体计算过程如下：分别对每一条路径进行处理，先将每一条路径分割成多个直行路段，再分别提取每个直行路段的坐标值，根据坐标值计算直行路段的长度，将多个直行路段的长度相加，得出路径的总长度
L
；对多个路径的总长度
L
进行比对，筛选出路径总长度最小的目标位置，并对该位置处的存放工位进行选择
。
[0009]优选的，实时数据还包括第二实时数据，所述数据处理模块还进行如下处理过程：读取第二实时数据，第二实时数据包括存放工位的实时压力数据与货物的重量数据；将货物的重量数据转换成压力数据，分别加入到多个预选工位上；分别预测多个存放工位在放置货物后的压力
F
；当压力
F
＞预设阈值
H
时，则对应存放工位的承载能力不足，对剔除对应存放工位的路径规划，并再次筛选出路径总长度最小的目标位置，并对该位置处的存放工位进行选择
。
[0010]优选的，智慧物流园区管理系统还包括控制模块和服务平台模块，所述控制模块用于接收目标位置报告
、
路径规划报告与评测报告，并将目标位置报告和路径规划报告发送至数据输出模块，同时将评测报告发送至服务平台模块进行反馈，所述数据处理模块还进行如下处理过程：
调取同一货架的位于竖直方向上的两个存放工位；分别在两个存放工位的中心建立两个点
E1
和
E2,
并读取
E1
和
E2
的坐标值；先将两个点
E1
和
E2
连接成线段
E12
，再建立线段
E12
与水平方向和竖直方向的虚拟直角三角形；根据坐标值分别计算虚拟直角三角形的水平边线的距离
R1
与竖直边线的距离
R2
；利用三角函数计算线段
E12
的长度
R3
；计算货架的倾斜率
G
，具体计算过程为：
G=R2/R3
当倾斜度
G≥
预设阈值
J
时，则货架的倾斜程度大，说明货架发生变形或者螺丝松动，制作必修报告，并将必修报告发送至控制模块，通过控制模块向服务平台模块进行反馈；当0＜倾斜度
G
＜预设阈值
J
时，则货架使用状态不稳定，随着货物的存放，倾斜度会发生变化，制作查修报告，并将查修报告发送至控制模块，通过控制模块向服务平台模块进行反馈
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统，其特征在于，包括数据采集模块
、
数据处理模块
、
数据储存模块
、
数据输出模块；数据采集模块用于采集库房的实时数据，实时数据包括第一实时数据，第一实时数据包括货物实时位置信息与货物尺寸信息；数据存储模块用于存储用户预先建立的库房三维模型数据和库房的历史数据，历史数据包括第一历史数据与第二历史数据；数据处理模块用于调取历史数据和库房的三维模型数据，并建立历史数据与三维模型数据之间的映射关系，再读取货物实时位置信息，将货物位置信息转换成三维模型数据并导入三维模型数据中，最后根据三维模型数据制作货物存放的目标位置报告
,
并生成路径规划报告；数据输出模块用于接收并输出目标位置报告和路径规划报告
。2.
根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统，其特征在于：所述数据处理模块的具体处理过程为：调取第一历史数据，第一历史数据包括库房数据信息，库房数据信息包括货物布置信息；根据库房数据信息，以库房的几何中心为原点，以库房的长度方向为
X
轴，以库房的宽度方向为
Y
轴，以库房的高度方向为
Z
轴建立库房的三维坐标系
A
；再获取三维模型的数据，以三维模型的几何中心为原点，以三维模型的长度方向为
X
´
轴，以三维模型的宽度方向为
Y
´
轴，以三维模型的高度方向为
Z
´
轴建立三维模型的三维坐标系
B
；通过三维坐标系
A
与三维坐标系
B
的一一对应关系建立三维坐标系
A
中坐标数值到三维坐标系
B
坐标数值的映射关系；统计三维模型中货架上空闲的预设存放工位，并制定货物存放的目标位置报告，并对目标位置进行标记；读取货物实时位置信息，根据映射关系将货物实时位置信息转会成三维模型中的实时模型位置信息；根据实时模型位置信息与目标位置之间位置关系规划运货路径，并生成路径规划报告
。3.
根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统，其特征在于：所述存放工位为矩形，所述数据处理模块还进行如下处理过程：调取第二历史数据，第二历史数据包括存放工位坐标信息；根据存放工位的坐标信息，提取存放工位四个边角的坐标值，根据坐标值分别计算存放工位的长度
C1
和宽度
C2
，最后计算存放工位的承载面积
S1
，具体计算过程为：
S1=C1*C2
调取货物尺寸信息，计算货物的接触面积
S2
；计算货物存放的有效接触率
Q,
具体计算过程为：
Q=S2/S1
当有效接触率
Q≤
预设阈值
D
时，则货物可稳定存放在存放工位内，可确认存放工位的选择；
当
Q
＞预设阈值
D
时，则货物体积大，不能稳定存放在存放工位内，需否认存放工位的选择，并发送重新选择指令
。4.
根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的智慧物流园区管理系统，其特征在于：当有效接触率
Q≤
预设阈值
D
时，数据处理模块还进行如下处理过程：调取多个标记的目标位置和实时货物位置；制定多条由实时货物位置到目标位置的路径；并分别计算路径的总长度
L
，具体计算过程如下：分别对每一条路径进行处理，先将每一条路径分割成多个直行路段，再分别提取每个直行路段的坐标值，根据坐标值计算直行路段的长度，将多个直行路段的长度相加，得出路径的总长度
L
；对多个路径的总长度
L
进行比对，筛选出路径总长度最小的目标位置，并对该位置处的存放工位进行选择
。5.
根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的智慧...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱志奇，刘彤彤，江明超，宋宇飞，杨晓淋，李婧，
申请(专利权)人：西湾智慧广东信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：