web3d数字孪生仿真系统开发(数字孪生三维建模)
今天给各位分享web3d数字孪生仿真系统开发的知识,其中也会对数字孪生三维建模进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
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3D数字孪生可视化是如何应用的?三维物联网对企业有什么作用?
简单的说,数字孪生是物联网设备的数字化。数字孪生通过使用传感器收集有关物理项目的实时数据,充当物理世界和数字世界之间的桥梁。然后,这些数据用于创建项目的数字副本,从而允许对其进行理解、分析、操作和优化。
多年来用于描述数字孪生技术的其他术语包括虚拟原型、混合孪生技术、虚拟孪生和数字资产管理。即物理对象的虚拟映射,在问题发生之前先发现问题,监控在虚拟模型中物理对象的变化,诊断基于人工智能的多维数据复杂处理与异常分析,并预测潜在风险,合理有效地规划或对相关设备进行维护。Hightopo 作为数字孪生技术的排头兵,致力于通过新一代科技手段,提升城市科学化、精细化、智慧化的治理及运行。
拥有三维仿真技术,自主研发了基于 HTML5 的 2D、3D 图形渲染引擎,为 Web 可视化提供了丰富的展示形式和效果。
在工业领域,通过数字孪生技术的使用,将大幅推动产品在设计、生产、维护及维修等环节的变革。一 一应对虚拟资产的实际资产,使资产管理三维可视化运营维度更加直观。全域感知、运行监测,并整合历史积累数据进行运算,还要做到快速及时地输出信息。
通过数字孪生技术,不仅能够对工厂设备进行监测,实现故障预判和及时维修,还可以实现远程操控,远程维修,极大降低运营成本,提高安全性。
值得关注的是,在国家新基建政策推动下,5G、物联网、工业互联网、卫星互联网等通讯网络基础设施以及人工智能、云计算、区块链等新技术基础设施正在高速发展与完善,这样的发展会极大促进中小企业集体性加快信息化的步伐和自动化水平的提升,并给中小企业带来虚实结合的平台基础,特别工业互联网的发展给中小企业应用数字孪生技术带来了更多的可能性。相信用不了多久,中小企业也一样可以用数字孪生技术来为企业赋能,降本增效!
且由于数字孪生具有将虚拟空间和物理实体紧密融合的特点,所以在 5G 技术下,数字孪生将更容易落地。
数字孪生在新型智慧城市建设中的应用都有哪些?
数字孪生在新型智慧城市建设中可以进行数字孪生流域建设、数字孪生排水管网、数字孪生桥梁防撞指挥等应用场景,进行数字化、精细化、可视化管理。
一、数字孪生流域政策环境:
2021年12月23日水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议,水利部部长李国英提出:“数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动,对物理流域全要素和水利治理管理全过程的数字化映射、智能化模拟,实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化”,同时强调以数字化、网络化、智能化为主线,以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,以算据、算法、算力建设为支撑,加快推进数字孪生流域建设,实现预报、预警、预演、预案功能。
二、水利信息化发展现状:
①透彻感知能力不足:
水利感知的覆盖范围和要素不全,对于水文信息、环境信息、工程信息等方面的监测能力已经不能满足现有业务发展和管理需要,虽然现在能够通过地面、水上、航空、航天等技术与设备进行信息采集工作,但整体智能化水平仍处于相对较低的程度。对于将要建设的数字孪生流域体系要求仍有较大的距离,物联网技术与设备也没有得到充分的利用,且通信基础能力较为薄弱,在网络带宽、应急措施方面均有不足。
②信息基础设施“算力”欠缺:
现有水利业务网中,仅有6个省(自治区)的水利业务网能够通达到乡镇级水利单位,对于工程管理单位来说联通率更低,严重阻碍了水利业务应用“三级部署、多级应用”的发展原则。骨干网络不能满足现有数据传输、服务调用的需要。面对现在越来越多的影像、图像等数据的快速增长,缺乏大数据处理、云计算与数据存储能力。
③信息资源开发利用有待提升:
水利内部信息系统缺乏整合,导致现有水利设施基础信息不全、准确性不高、基础数据不统一、对象代码不统一、数据标准不统一等问题,各类业务和各级部门间存在数据“重采、重存”的现象。同时对所需要的如地质信息等联系紧密的外部信息缺乏共享,联动不足。
④业务应用智能化水平差距较大:
现有水利信息系统中的水利工程、水资源开发、水灾旱灾防御、水土保持等业务均存在业务与信息技术融合不深入,智能化水平不足,对于5G、AI、大数据、物联网等新兴技术未能充分应用,最终导致信息系统对业务发展支撑能力薄弱的问题。
三、水利数字孪生,实现物理空间数字化映射与智慧化模拟
广东地空智能科技有限公司协同水利专业机构,在智慧水利领域进行了相关的钻研和实践,通过感知层抓取实时监测数据,基于全数字测量、大数据、云计算、地理信息、三维虚拟模型、人工智能、区块链等十余项高新技术,整合水利各项基础数据,以水利时空数据为重点研究对象,聚焦于水利数据的管理、展示与分析,对水利空间进行精细、全面、动态的模拟,构建水利业务横向共享、纵向联动,以此实现各级水利部门间信息联通,真正打通涉水信息孤岛,打破涉水业务分割,为管理者进行安全分析评估、工程运维管理、防汛调度管理、综合展示等提供可视化的便捷支持。数字孪生水利信息化监管平台集成数字孪生流域管理系统、数字孪生模拟仿真系统和数字孪生知识服务系统三大系统,融合与汇聚了多源数据,建立全时空、多维度、多粒度的水利全时空资源池,实现水利数据资产的一体化管理;一方面升级与拓展水利一张图,建设基础数据统一、 监测数据汇集、 二三维一体化、三级协同贯通的数字底板,提供水利场景的高保真、高稳定、高质量模拟仿真;另一方面集成耦合多维多时空尺度的水利专业模型和AI智能模型,提供集分析-模拟-表达-决策于一体的“四预”能力,为“2+N”业务提供智慧化服务。
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数字孪生水利信息化监管平台聚焦数字孪生,以物理流域为单元,以水利时空数据为底座,以流域数据集成和可视化、水利模拟仿真为核心,以水利知识为驱动,运用物联网、大数据、人工智能、虚拟仿真等技术,实现物理空间内全域、全要素、全过程的数字化映射与智慧化模拟,支撑水利精准化决策。
四、整合数据,搭建数字孪生水利大数据中心:
基于水利行业相关的数据标准与规范,梳理水利数据资源目录,接入并整合多时空、多粒度、多维度水利数据,包括基础地理空间数据、业务管理数据、监测感知数据、跨行业共享数据等,经标准化处理,形成数字孪生水利大数据中心,为用户提供统一标准的数据服务。
五、分类入库,形成水利时空大数据全景图:
分类融合与汇聚多时空、多粒度、多维度水利数据,构建标准一致的水利数据资源池,形成水利时空大数据全景图,为用户提供全方位、多时空、多粒度的全时空数据资源服务。
子系统一:数字孪生流域管理系统
数字孪生流域管理系统是数字孪生水利信息化监管平台的基础,主要是建设数据底板,为模拟仿真、知识服务提供海量数据支撑。系统构筑统一门户,接入多源水利时空数据,打破数据壁垒,实现数据统一管理;建立物理空间到数字空间的虚拟映射,构建水利时空全景一张图;综合运用物联网、云计算、大数据、人工智能、地理信息等新型信息化技术手段,提供海量数据分析能力,实现对水利空间的精细、全面、动态模拟,为精细化管理提供支撑。
①多源异构数据接入,实现数据统一管理
②“物理-数字”全映射,形成水利资源“一张图”:
③软、硬件加持,助力海量数据分析:
子系统二:数字孪生模拟仿真系统
数字孪生模拟仿真系统是数字孪生流域管理系统的升级,主要是提供高保真、低延时、高稳定的三维可视化场景,为提供细化、量化、动态、直观的计算分析提供支撑。系统基于大场景高效率图形可视化技术,借助轻量化+webp+块存储+子域等一系列技术,提升整体加载效率与浏览流畅度,实现多源、多维度、多粒度数据的高保真、高质量空间化表达与仿真建模。
子系统三:数字孪生知识服务系统
数字孪生知识服务系统是数字孪生水利信息化监管平台的核心内容与最终目标,主要是集成耦合多维多时空尺度的数据模型,提供“四预”能力。系统在共享水利部本级、流域管理机构各类计算模型与计算成果的基础上,按需构建水利专业模型、人工智能模型和水利知识模型,形成数字孪生水利模型库,提供工程调度、安全监测、知识挖掘等智慧化服务,实现“预报、预警、预演、预案”功能的综合决策指挥。
①集成水利专业模型,推进水利精准模拟:
聚焦智慧水利与空间智能领域,广东地空智能科技有限公司致力于打造专业的水文-水动力-水质耦合模型,支撑流域、区域的防洪抗旱、水资源水环境的调度管理、智慧城市的防洪排涝与水环境治理、大江大河的水污染应急调度指挥等,推进水利精准化模拟与分析。
②引入AI智能模型,助力水利智慧决策:
利用遥感AI、视频AI等技术,对遥感影像进行自动解译和加工处理,对雨水情、工情、险情、旱情、水土流失、水质水环境、非法采砂、水域岸线占用等实现大尺度的动态监测预警,提升水利安全监测能力。
③建立水利知识模型,支撑水利知识服务:
以模型库、知识库为驱动,快速分析研判,优化完善应急方案,配合人员终端信息交互,为单位内部以及与流域管理机构、水利部的异地多方会商、相关人力、物力资源应急调度指挥等提供支撑。
轻松开发数字孪生体
数字孪生体是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
物理世界中的人、物和事件完全映射到虚拟世界,数字孪生(DigitalTwin)通过智能化处理,能够全面监控、掌握实体世界,通过建立虚拟世界与实体世界的连接,对物理系统进行实时优化。因此,实体世界和虚拟世界同生共存、虚实交融。
1. 三维场景可视化。 根据道路、地下管线、地形、植被、水体水系、建筑物以及室内等本体属性进行可视化;
2. 数据可视化。 以数据视图的形式动态呈现数据、指标等变化情况;
3. 业务逻辑可视化。 针对工业制造、交通、消防等特定行业,提供业务管理与业务流程的可视化渲染,基于行业研究与业务工作类型进行业务流程逻辑拆分。
如何进行web3d数字孪生仿真系统开发
进行web3d数字孪生仿真系统开发步骤:
1、数采,数采即数据采集,三维数字孪生系统数采通常会分为两部分:软采即软件系统接口对接、硬采即现场硬件数据采集通常是采集plc数据。
2、建模,三维项目不同单纯的数字看板大屏展示,三维涉及到虚拟场景还原真实环境对象,所以在场景还原通常会有现场图像采集。
3、UI设计,分为三维UI设计和平面UI设计。
4、程序开发,开发阶段一般我也习惯分为数据对接和三维对象交互两部分。数据对接分为平面数据解析展示和三维UI动态(通常有设备故障)数据交互。
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