概述

智慧消防數(shù)字孿生三維應用是一種基于現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合管理系統(tǒng)，旨在通過三維建模和實時監(jiān)控提升建筑物的消防安全管理水平。該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了對院區(qū)設(shè)施的精細化建模，還集成了多種功能模塊，如消防設(shè)備點位及管網(wǎng)模型、火災預演、報警定位等，為用戶提供了一個全方位、多層次的管理平臺。本文將詳細介紹智慧消防數(shù)字孿生三維應用的功能、結(jié)構(gòu)及其應用場景。

系統(tǒng)功能

院區(qū)設(shè)施模型精細化建模

三維地圖渲染效果

智慧消防數(shù)字孿生三維應用支持高精度的三維地圖渲染效果，包括光照、陰影、紋理、粒子效果和物理模擬等多種因素。系統(tǒng)能夠支持不少于20個用戶同時并發(fā)實時查看基于三維地圖的業(yè)務應用，確保多人協(xié)作的高效性。

用戶權(quán)限設(shè)置

為了保障數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，系統(tǒng)支持通過用戶和角色權(quán)限設(shè)置進行分級授權(quán)。不同級別的用戶可以查看和管理不同的業(yè)務數(shù)據(jù)，確保信息的合理分配與使用。

紋理采集與處理

系統(tǒng)要求紋理采集像素不低于1200萬像素，確保成果照片無漏拍、無模糊現(xiàn)象。數(shù)據(jù)精度方面，平面套合誤差需小于5厘米，結(jié)構(gòu)精度需大于20厘米。所有紋理素材均采用真實照片為基礎(chǔ)，經(jīng)過修飾后確保無移動物體遮擋，效果美觀且符合實際狀況。對于固有紋理采用貼圖方式表現(xiàn)，非固有紋理則使用紋理庫中的相似紋理進行表現(xiàn)。公共空間、走廊、墻面等區(qū)域進行合理化貼圖，以達到仿真效果。

模型對象

• 室內(nèi)建模：精確表達室內(nèi)建筑和固定設(shè)施的外觀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和紋理，包括墻壁、地板、天花板、柱子、樓梯、電梯等。對于室內(nèi)的設(shè)備和小型物件，如空調(diào)、燈具、消防設(shè)備、家具等，要求不低于L4級模型，確保高度還原其外觀和結(jié)構(gòu)細節(jié)。

• 室外建模：實現(xiàn)院區(qū)全要素三維建模，包含但不限于地形、道路、建筑、植被及其他附屬物，提供全面的院區(qū)視圖。

消防融合三維應用

消防設(shè)備點位及管網(wǎng)模型

在三維模型中增加消防設(shè)備點位及消防管網(wǎng)模型，包括風管、電路、管網(wǎng)、報警、噴淋、梯控等系統(tǒng)組件的精細化建模，建模等級不低于L4級。系統(tǒng)展示設(shè)備運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，滿足日常安全管理需求。

安防及消防設(shè)施分布及狀態(tài)展示

系統(tǒng)直觀展示安防及消防設(shè)施的分布及狀態(tài)情況，以三維形式全景呈現(xiàn)，融合“綜合安防、智慧消防”等系統(tǒng)業(yè)務，實現(xiàn)安全指數(shù)、動態(tài)告警、安全趨勢、巡檢狀態(tài)等業(yè)務的直觀展示，全方位呈現(xiàn)院區(qū)安防、消防安全態(tài)勢，便于進行安防、消防設(shè)備的日常管理及智能聯(lián)動。

火災點預演

通過火災點預演生成火災大模型，展示火災趨勢、燃燒大小、燃燒時間等參數(shù)，并根據(jù)室內(nèi)材質(zhì)、火焰大小、天氣、時間、空間大小等因素生成火災預演模型，在三維地圖上呈現(xiàn)火災預演模型及火災處置預案。

三維基礎(chǔ)引擎

平臺架構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，支持基于瀏覽器端（如IE系列、Chrome、360瀏覽器等）的輕量級訪問，無需安裝任何插件或客戶端軟件。支持基于服務器端/云端的渲染服務方式，實現(xiàn)實時動態(tài)渲染。

渲染能力

支持高質(zhì)量反射渲染能力，如玻璃、金屬、水面流體等。開啟光線追蹤技術(shù)，支持PBR材質(zhì)渲染，粒子特效、模型動效及動畫模擬等功能，增強視覺效果。

性能要求

支持不少于10個用戶同時并發(fā)實時查看基于三維地圖的業(yè)務應用，用戶終端顯示分辨率不低于1080P，確保系統(tǒng)的流暢性和穩(wěn)定性。

三維消防報警定位

報警信息接入與展示

系統(tǒng)接入所有消防報警信息與故障信息，在三維地圖上分類型、分等級展示。根據(jù)報警等級進行快速定位彈窗，方便管理人員及時響應。

報警事件管理

對報警事件，通過列表查看時能夠自動定位到報警位置，并與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行聯(lián)動，提供多維度的事件管理和分析工具。

消防基礎(chǔ)數(shù)據(jù)看板

數(shù)據(jù)展示與統(tǒng)計

三維數(shù)字孿生看板展示消防設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，點擊對應管網(wǎng)可穿透至各管網(wǎng)系統(tǒng)圖。支持院區(qū)、建筑、樓層級別以圖表形式查看統(tǒng)計數(shù)據(jù)，按設(shè)備類別分別統(tǒng)計設(shè)備的總數(shù)量信息。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

展示所有設(shè)備的在離線情況，通過圖表統(tǒng)計設(shè)備的在線數(shù)量與離線率，并支持與往期對比離線趨勢。接收的報警以日/月/周維度按事件類型與數(shù)量進行統(tǒng)計，提供全面的數(shù)據(jù)分析工具。

三維地圖性能擴容

實時并發(fā)性能

系統(tǒng)支持三維地圖性能擴容，滿足不少于兩個4K客戶端同時使用的需求，確保大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性和效率。

視頻融合

多路視頻融合

支持20路三維空間場景視頻融合，視頻融合路數(shù)的授權(quán)支持擴展。支持8路視頻融合并發(fā)，可根據(jù)需求橫向擴展增加視頻融合并發(fā)路數(shù)。通過視頻融合算法、視頻點位標定等技術(shù)對視頻進行點位治理，不少于20路重點區(qū)域的視頻融合算法。

硬件支持

系統(tǒng)包含視頻融合硬件服務器，可根據(jù)路數(shù)確認數(shù)量，確保視頻處理的高效性和穩(wěn)定性。

應用案例與優(yōu)勢

應用案例

某大型醫(yī)院采用了智慧消防數(shù)字孿生三維應用系統(tǒng)，實現(xiàn)了對整個院區(qū)消防設(shè)施的全面覆蓋和實時監(jiān)控。系統(tǒng)上線以來，多次成功預警了消防設(shè)備的異常狀態(tài)，避免了可能發(fā)生的火災風險。此外，通過火災點預演功能，醫(yī)院能夠在虛擬環(huán)境中模擬火災發(fā)生的過程，制定更加科學合理的應急預案，提升了應急反應速度和救援成功率。

實施優(yōu)勢

1. 提高安全性：通過實時監(jiān)控和智能報警，確保消防設(shè)施隨時可用，降低火災風險。

2. 增強響應速度：快速定位報警位置并進行聯(lián)動控制，使得應急反應更加迅速有效。

3. 簡化管理流程：通過三維可視化界面和自動化管理工具，減輕管理人員的工作負擔，提高工作效率。

4. 節(jié)約成本：減少人工巡查需求，降低運維成本，同時延長設(shè)備使用壽命。

5. 優(yōu)化資源分配：通過精準的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，幫助合理調(diào)配消防資源，提升整體管理水平。

結(jié)語

智慧消防數(shù)字孿生三維應用代表了現(xiàn)代消防技術(shù)的發(fā)展方向，它通過集成多種先進技術(shù)，實現(xiàn)了對消防設(shè)施的全方位、多層次監(jiān)控。這不僅大幅提升了建筑物的消防安全水平，也為城市公共安全管理提供了強有力的技術(shù)支持。隨著技術(shù)的不斷進步，未來該系統(tǒng)還將繼續(xù)演進和完善，為保障人民生命財產(chǎn)安全作出更大貢獻。