XXXX学院物联数字孪生平台项目需求.docx
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XXXX学院物联数字孪生平台项目需求.docx
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XXXX学院物联数字孪生平台项目需求
1.物联网中台架构要求
1.1.技术架构要求
要求综合管理平台采用B/S架构体系,要求其WEB端可运行Edge、Chrome50及以上版本,且能支持私有化部署、公有云部署、docker容器部署,主要技术架构要求如下图所示:
图1综合管理平台技术架构
1.2.功能架构要求
要求物联网管理中台整体架构功能设计全面、合理、先进,同时包括边缘网关集成、物联网平台、物联网管理中台基础体系、物联网管理中台功能模块、物联网管理中台用户界面5个功能层次(如下图所示),且所有功能可实现在WEB端应用查看。
图2物联网管理中台功能架构
2.总体技术要求
为满足物联网管理中台平稳顺利落地,平台总体技术须满足以下重点要求:
(1)能灵活部署、快速接入智能化子系统;
(2)可以模拟设备与在线调试;
(3)可支持动态及差异化配置;
(4)可支持平台配置信息快速导入导出;
(5)须提供统一的跨智能化子系统的编码规范;
(6)具有高度开放性、兼容性及可扩展性;
(7)提供灵活的自定义告警功能;
(8)提供在线WEB组态配置功能;
(9)能实现虚拟设备和虚拟点位自定义创建配置;
(10)提供REST风格的HTTPAPI;
(11)具有良好的异常处理机制;
(12)能实现数据有效分类、聚合及标签化;
(13)提供快速对接上层应用平台的开放接口;
(14)具有完整的系统监控的功能和灾备机制;
(15)可实现数据标准化处理;
(16)数据库设计具备快速查询和数据聚合能力。
3.物联网中台建设内容及要求
3.1.总体建设内容
分层级建设完成平台各功能项。
包括:
(1)通过直连集成或边缘网关集成完成各智能化子系统与平台对接。
(2)完成物联网平台建设,平台须包括连接管理、设备管理、数据管理、使能管理、新增产品管理等功能。
(3)完成物联网管理中台基础体系建设,要求具有完备的编码体系、用户体系、推送体系。
(4)完成物联网管理中台功能建设,功能包括:
1)子系统管理:
要求能全面实现各子系统智能化管理及多样式展现;
2)配置管理:
要求能进行项目资源配置及在线WEB组态配置;
3)设备自控管理:
要求能进行模式管理及日历管理;
4)系统管理:
要求能实现人员、权限、日志、系统监控、系统联动的有效管理;
5)告警管理:
要求可进行自定义告警、实时告警、历史告警、全局告警;
6)大数据展示:
要求以数据大屏形式展示管理者关注的信息、以可视化方式展示三方对接能力、以各种专题图统计分析园区人、物、事动态;
7)可视化展示:
要求以分层平面图的形式实现楼宇的园区、建筑、室内、设备的逐级可视,并结合智慧建筑管理平台提供各智能化系统管理场景,实现园区可视化运营管理。
3.2.边缘网关集成要求
对于无法直接与物联网平台建立网络连接的,须采用边缘网关集成来“承上启下”,要求能实现上报数据的拆包/组包、实现与智能子系统的交互,实现数据的转码。
具体功能要求如下:
1)对下(自动化系统)协议解析能力;
2)具备对上(IT系统)的协议对接能力(MQTT、TCP、UDP、HTTP),对上的通讯能力(以太网、Wi-Fi、4G);
3)具备对下(采集)和对上(转发)的私有协议二次开发功能;
4)具备数据缓存、本地数据存储的功能;
5)支持web登录配置设备参数、通信参数、通讯点位。
性能要求如下:
1)网关可以同时通过ModBusTCP、ModBusRTU、BACnet三种协议进行设备数据采集并将数据转发到云端:
2)实现订阅上位机事件;
3)支持主动查询上位机接口。
3.3.物联网中台建设要求
要求该物联网中台能实现校区常规智能化子系统的接入、点位管理和数据分析工作,同时可以向物联网管理中台的业务部分提供子系统管控接口。
要求物联网中台包括连接管理、设备管理、数据管理、使能管理等功能。
其中:
连接管理:
须支持各种无线或有线的通信方式接入网络,并支持各种网络传输协议。
设备管理:
须提供品类标准物模型录入,应用监控服务,产品品类管理以及设备的鉴权管理、数据协议解析、消息路由、设备影子数据、元数据管理等基础管理功能;
数据管理:
须提供物联数据汇聚功能,包含编辑码插件、设备单个注册和批量注册、新增物模型、物模型编辑、物模型导入导出、协议适配支持(包括MQTT)、支持交互式在线设备调试;
须提供物联数据运营管理功能,包含设备地理分布、设备总量趋势、指标聚合分析、设备在线离线趋势;
须提供设备的上下行日志存储,数据指标的聚合分析,如平均值、最大、最小值等;
使能管理:
须提供应用使能服务,包含API接口,规则引擎,数据推送等。
3.4.物联网管理中台基础体系要求
要求物联网管理中台基础体系具有完备的编码体系、用户体系、推送体系。
其中:
编码体系:
要求所设计的编码体系可实操,能显著提升开发效率、降低中台实施难度,降低日常的管理成本等。
要求响应文件必须提供完整规范的可直接实施的编码体系方案。
用户体系:
要求用户体系具有兼容性,安全性高等特点,满足日常增删减人员、权限等常规要求。
推送体系:
要求中台推送体系不仅能快速响应还能有效传达异常数据。
通过推送体系,既可实现快速将相关事件触发的原始数据推送至HTTP接口进行上层应用开发,又可实现对各监测监控系统异常状态或信息主动配置告警推送、自动触发报警推送等功能。
要求响应文件必须提供完整规范的可直接实施的推送体系方案。
4.物联网管理中台功能建设要求
4.1.智慧建筑管理中台
4.1.1.子系统管理要求
要求子系统管理能全面实现校区内各子系统智能化管理,业务涵盖智能安防、智能消防、智能门禁、智能停车、智能空调、电子班牌系统、录播系统的管理。
同时该子系统能满足多类展现形式切换。
以系统结构图、平面图、设备结构图、设备图例和列表等方式实时展示各楼层中目标系统的运行概览、故障及告警等信息,并允许部分用户对系统进行快速设定、一键启停或对设备进行单点操控,满足各类用户对不同系统的使用需求。
4.1.2.配置管理要求
要求配置管理能进行项目资源配置及在线WEB组态配置。
其中:
项目资源配置:
要求系统可以用导入导出表格的方式,对子系统管理菜单、模式日历、设备管理、自定义告警、用户角色、等模块快速配置,并支持页面模板绑定、楼层区域建立等界面操作。
在线WEB组态配置:
要求该功能提供平面图图标、空调末端、暖通水、变配电组件、基本形状、部分定制组件等图元,支持本地文件保存、本地图片保存。
支持组件导入导出,支持组态模板化。
同时支持通过拖拽、变形、自动吸附、拓扑连接、动态绑点等方式,实现不同子系统所需的平面图、系统结构图、设备结构图、电力拓扑图、电梯运行图等不同组态的在线配置。
4.1.3.设备自控要求
要求设备自控管理能进行模式管理及日历管理。
其中:
模式管理:
要求能实现新增、修改或删除模板,且同一模板在不同子系统或区域下能配置不同的运行模式,也能在在不同模板下配置不同的工作模式。
日历管理:
要求可根据需要将“模式管理”中设定的设备运行模式应用于具体的日期,实现子系统中某区域设备的自动运行控制。
4.1.4.系统管理要求
要求能实现人员、权限、日志、系统监控、系统联动的有效管理。
其中:
人员基础管理:
要求能增删改减用户信息,同时能通过用户账号的启停状态更改对用户权限进行设置。
权限管理:
要求能通过对页面权限、按钮权限的不同粒度划分设置管理不同角色,实现不同人员的分系统查看、进行设备控制等。
日志管理:
要求能对用户登录日志、用户操作日志、设备管控日志、子系统运行日志、模式执行日志进行查看和导出。
系统监控:
要求该模块设计能站在全生命周期运维的角度监控整个系统的服务器使用情况和系统在线用户信息。
系统联动:
要求根据实际使用需求进行场景化管理,实现多系统联合管理。
例如刷卡触发门禁系统,联动照明系统和空调系统,开启对应灯具及空调设备。
使用安防性场景联动,例如入侵报警,联动视频监控系统,查看安防报警实时画面。
4.1.5.告警管理要求
要求能进行自定义告警、实时告警、历史告警、全局告警、告警联动。
其中:
自定义告警:
要求能灵活自定义告警规则,并对控返不一致、温度超限、同点延时差量等可自定义配置。
实时告警:
要求能对异常情况实时告警,并能在实时告警页面及时反映异常信息要素,同时还能提供告警统计分析结果。
历史告警:
要求系统提供设备告警排查处理历史信息查询,同时还支持Excel导出查询结果功能。
全局告警:
要求系统提供全局告警功能,当规定设备告警次数达到某些条件后,能在页面上弹出告警通知,通知中台用户设备告警或异常信息。
告警联动:
要求系统提供告警联动功能,提供以告警为触发条件的联动事件配置,允许进行单步或同步事件的配置,满足运维的联动需求,包括但不限于:
安防、消防、设备告警为触发条件的,视频、停车、周界、入侵、门禁、广播、信息发布、工单系统等系统的联动。
4.1.6.大数据展示要求
要求能以数据大屏形式展示管理者关注的核心信息、以可视化方式展示三方对接能力、以各种专题图统计分析校区人、物、事动态等。
其中:
数据大屏:
要求能展示管理者关注的系统运行核心信息,包括但不限于:
核心设备统计、消安设备统计、楼控设备统计、各级各类告警占比等多类硬核数据,并能提供各系统快速概览与告警视频联动等快捷功能入口。
三方对接能力:
要求采用标准RESTful风格的API,对各子系统集成后的模型数据、中台设备管理功能、组态功能进行统一封装、统一转发,并能结合编码体系与实施图纸、点表配套组件快速对接上层运营管理中台及3D可视化中台等业务中台。
告警分析:
要求用户可以在告警分析模块根据告警信息相关属性进行统计分析查询,可以根据告警级别、来源分类、业务类别、设备名称,按照不同时间段进行告警信息的统计分析查询,并以图表方式呈现结果,对数据查询结果可以导出数据报表。
设备对比分析:
要求用户可以在设备对比分析功能模块中,对相同类型设备的相同信息点位在不同周期内的历史和实时数据以可选图表的方式进行对比查询分析,并可将对比分析数据结果导出报表。
5.XXXX学院数字孪生校园
XXXX学院数字孪生校园是指运用物联网、大数据、虚拟现实等信息技术,完整实现实体校园在虚拟世界的数字化表达,并为实体校园运行提供全场景式、沉浸式、交互式展现,与实体校园形成紧密闭环的运行与智能化决策的信息化生态系统。
5.1.建设场景
(1)数字孪生场景生成服务
A.通过无人机航拍/倾斜摄影/人工建模/UE4游戏引擎开发等多项技术来建设数字孪生场景底版,涉及到模型层、设备层2个层级。
B.模型层能够反应XXXX学院南北校区所在区域相关范围内的孪生场景情况及周边500米范围内的楼宇概况,主要承载的功能是XXXX学院南北校区的范围内孪生场景及周边绿化、设施的呈现等。
C.设备层能够反应XXXX学院校区内摄像头、消防、安防闸机、人脸设备数据等。
(2)可视呈现服务
实现数据可视化图表呈现、物理实体三维可视化呈现,用来支持实时信息交互与深度融合功能。
实现在数字孪生环境中进行安防、消防、设施等设备实时监控状态、远程控制等功能。
5.2.建设清单
1.综合校情
(1)可以以三维立体视角查看南北校区所有楼宇孪生场景,支持360度旋转/镜头拉伸/视角切换/场景漫游等效果展示,支持天气模拟效果查看。
(2)支持对场景进行第一人称、第三人称视角切换,第三人称视角放大、缩小查看操作。
(3)支持展示有关校园综合场景及业务指标并且可同孪生模型进行联动,清晰展示全校的基本情况。
(4)支持图书馆、教学楼、行政楼、学生宿舍楼层内部拆解,并且可查看教学楼、学生宿舍样板间真实面貌。
2.安全安防
(1)支持查看实验楼、教学楼、图书馆安防设备情况,预留接入摄像头调取功能接口。
支持点击摄像头可查看视频播放画面。
(2)支持查看实验楼、教学楼、图书馆范围内消防传感器的分布位置、运行状态、设备总数。
(3)支持查看实验楼、教学楼、图书馆范围内烟火传感器的分布位置、运行状态、设备总数。
(4)支持查看实验楼、教学楼、图书馆范围内摄像头的分布位置、并且可实时查看监控画面。
3.教育教学
(1)支持查看智慧教室内摄像头/录播摄像头/门禁设备的情况及分布位置。
(2)支持展示有关智慧教室相关信息指标,查看当前智慧教室的设备/人员信息。
(3)支持查看实验楼、教学楼、图书馆及智慧教室摄像头位置分布、门禁分布,教学楼综合展示,教学楼教室管理,教务公告,教学楼时间列表,教学楼门禁管理,并能够实现控制实验楼、教学楼、图书馆内门禁开关的功能。
5.3.数字孪生平台
引入一款敏捷的数据数字孪生应用工具,可与大数据平台无缝衔接,使用者无需深厚的技术背景,通过对图形组件及数据指标进行简易的可视化拖拽操作,即可快速创建出多元直观、且精致的数据可视化应用,以满足业务展示、汇报、监控等多种可视化诉求。
方便用户洞察复杂业务背后的数据本质,帮助企业管理者及时发现问题,指导相关决策。
序号
功能模块
指标技术要求
1
项目管理
1、支持用户自由创建可视化项目,且可将可项目对外「公开发布」或「加密分享」。
2、支持创建项目文件夹对可视化项目进行分组管理,对已有可视化项目进行拷贝复用。
3、支持可视化项目以工程包的形式导入导出,便于工程的实施、及后续项目的复用。
4、数字孪生平台需提供独立的平台展示空间及精简的管理方式,支持对平台内项目顺序、发布状态、封面进行自定义调整,支持自定义更换企业Logo、着陆页等企业相关元素。
5、具备可视化管理后台,可对组件、组件主题、模版、素材、字体等元素进行增删改查以及上下架,便于对数字孪生平台整体内容进行扩展,如建设好的项目可一键生成模版、内容保存为自定义素材进行复用,提示项目建设效率。
2
项目编辑
1、平台需引用设计领域常用的图层、画布理念,通过可视化界面拖拽方式对组件样式、位置、比例、字体字号等样式进行自定义编辑,即可创造出专业的可视化应用。
2、支持柱形图、折线图、饼图等常规类型组件,以及文字、辅助图形、指标控件、二三维地图、交互类型组件,且组件为自主研发,主要为矢量格式,任意尺寸组件不失真。
3、平台内置1920*1080、1366*768、1024*768等常用分辨率,可直接选择使用,同时支持使用者根据实际展示场景,于编辑页面自定义分辨率大小。
4、平台为常用组件提供多套自定义主题皮肤,在编辑页选择组件的主题风格可一键切换风格,同时支持自定义编辑主题。
5、系统内置可视化项目模板,系统内置的可视化项目的模板数量默认不少于100个。
6、平台三维组件支持导入自定义模型,可对模型基本属性进行编辑使用,且可配置模型的交互事件驱动场景切换、模型本身或外围组件动作的实现。
支持用户根据平台规范自定义上传前端js模版,以对当前组件的数据或样式进行驱动。
7、平台支持ECharts图表的引用,对ECharts图表库进行集成。
3
数据源支持
1、支持MySQL、Oracle、SQLServer、ClickHouser等常见数据库连接,且支持对相应连接信息进行编辑管理。
2、支持音视频文件,或流媒体格式数据播放,如实时摄像头rtmp\hls视频流播放。
3、支持API类型数据源管理功能,可在数据源管理添加API数据类型时定义好APIBaseURL(前缀),组件配置数据源时仅编辑对应请求方式、路径、参数即可,便于测试、生产等不同环境的切换。
4、支持数据容器组件,可通过数据容器一次性获取数据,多个组件共同使用,且可创建多个数据容器获取多份数据进行合并,用于一个组件(如一个组件有多种类型数据来源,可通过添加多个数据容器获取相应数据)。
5、支持数据源过滤功能,可通过编写JS语句,创建数据过滤器对获取到的数据格式进行后期转换,如公网天气数据API格式固定,无法满足要求,即可通过数据过滤器对API返回的数据结果或格式进行转换。
4
交互、联动功能
1、数字孪生平台需具备交互能力,支持动态面板功能,在编辑页面创建动态面板,进入动态面板编辑可自由创建多个状态,通过其他组件配置交互事件或通过数据驱动方式对面板各状态进行切换,快速实现组件、页面切换、弹出等交互形态。
2、数字孪生平台需支持跨屏回调参数定义,以满足跨屏参数传递、数据联动切换场景。
比如,在B大屏上可以监听A大屏上的某id变化,当id发生变化时,AB大屏都可以发生相应的变化。
3、数字孪生平台需支持直接创建用于手机或iPad远程操控的终端界面,且可通过扫描二维码对操控界面进行快速访问,两端通信后可直接对可视化大屏进行操控。
5
用户体系
1、平台拥有独立鉴权体系,需通过相应账户密码验证登入,保障数据及资源安全。
2、支持自定义新增、管理多个账户信息。
3、数字孪生平台需要支持多租户体系,租户为一个组织单元,平台可在管理员账号下自定义创建租户,分配账号的租户权限,且各组件资源、数据完全隔离,保证数据安全。
6
兼容支持
1、数字孪生平台支持嵌入Unity并实现双向通信;
2、支持实时摄像头flv\hls视频流播放。
5.4.其他技术规格参数
(1)适配分辨率:
至少支持2K分辨率;
(2)帧率:
≥30帧(2K分辨率下);
(3)渲染:
要求采用次时代实时渲染引擎,展示最真实的画面;
(4)场景标准:
还原精细化项目沙盘,要求建筑结构还原;
(5)贴图精度:
贴图细节丰富,2048x2048像素,最高为4096x4096像素;
(6)材质效果:
支持PBR材质,与工程用料显示一致,实现最真实的材质还原;
(7)光影效果:
符合项目所表达的意境,支持24小时动态环境光照,昼夜分明,光照效果;
(8)时间仿真:
支持场景时间现实仿真。
13
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