随着信息技术的飞速发展,智能化与数字化浪潮正深刻变革着港口与航运行业,智慧港航的概念日益凸显,为这一传统领域开辟了新的视角与广阔的发展前景。在这一背景下,数字孪生技术作为一项创新性技术,通过将实体系统与数字模型深度融合,实现了对实际项目的虚拟监控与优化,为项目的顺利交付及长期管理奠定了坚实基础。
本平台依托开源的Cesium三维可视化引擎,精心打造了一款轻量级数字孪生平台——“全景盒子”。该平台采用“大场景+小结构”的设计理念,用户只需通过Web端即可轻松完成工程管理任务,并导入三维场景模型。
系统架构
“全景盒子”平台立足于信息安全体系与BIM标准规范,通过部署专属的私有云服务器,既确保了设计成果的安全存储,又促进了与外部的有效交流。该平台采用先进的三层技术架构,涵盖前端页面显示层、中间数据交互层以及数据存储层。
①在前端页面显示层,平台运用了Vue.js这一渐进式开源框架来精心打造用户界面,从而在虚拟环境中实现对相关信息的深刻理解和便捷操作。
②中间数据交互层则巧妙地运用了开源ABP框架,精准地处理前端页面与数据存储层之间的信息传递与交互,确保用户的每一次操作都能准确无误地映射到数据存储层的BIM模型上。
③数据存储层作为整个系统的坚实基石,平台选择了性能卓越的关系型数据库MySQL来担当数据存储的重任。用户只需自行建模并将BIM数据上传至远程服务器,即可轻松实现数据的云端存储与管理,提升了工作效率与数据安全性。
功能设计
“全景盒子”不仅覆盖了GIS+BIM管理平台的核心功能,更通过引入OpenGL与3Dtile瓦片金字塔模型的结合,显著提升了数据的加载效率。在设计理念上,该平台深度挖掘用户需求,打造了一系列既专业又实用的功能模块。“全景盒子”包括3个功能模块,项目管理模块用于创建、浏览项目信息,模型管理模块用于上传、管理和分配BIM模型,三维场景模块为用于编辑场景的主要功能模块。
1.项目管理模块
“全景盒子”平台可提供多项目综合管理功能。在项目管理模块,用户可以浏览、编辑所有项目信息,快速创建新项目,并灵活分享项目内容,以便实现高效的多项目管理和信息共享。
2.模型管理模块
模型管理模块是一个专为高效存储与管理模型文件设计的组件,它内置了权限管理机制,确保上传的模型能够作为公共资产,在内部人员之间实现安全共享与便捷使用。
由于不同工程项目间往往存在模型需求的相似性,平台精心构建了BIM族库的基础架构,旨在实现模型资源的持续更新与优化。经过审核的模型资源,可直接加载至三维可视化模块中,供用户灵活应用。
3.三维场景模块
三维场景模块是平台研发的重点功能模块,用于提供给用户3DBIM+GIS可视化编辑的功能。该模块包含多种图层工具,供用户编辑及搭建三维工程场景。
应用实例
目前,“全景盒子”平台已在多领域项目中得到应用。上海市黄浦江智慧港航项目是为了充分响应交通运输部关于加快智慧港口和智慧航道建设号召而建设的系统工程,可分为陆上建筑、地面影像和水下地形3个方面。项目所需的三维场景、桥梁模型及护岸建模都通过“全景盒子”平台制作,建模成果通过平台的“一键分享”直接迁移应用至整体项目,操作简便快捷,节约人力和时间成本。