XX市智慧城市物联网综合解决方案

XXX市智慧城市建设综合解决方案

目录1. 项目背景 51.1 项目建设宏观背景 51.2 项目建设技术背景 51.2.1 物联网 61.2.2 城市三维可视化 71.2.3 大数据 82. 规范标准 103. 方案概述 113.1 建设内容 113.2 建设目标 124. 方案特点 144.1 授权频率 144.2 可复制 144.3 可靠性 144.4 先进性 144.5 融合性 154.6 低成本 154.7 全面性 155. 网络架构 155.1 总体架构 155.2 无线宽带专网简介 165.2.1 无线宽带专网综述 165.2.2 组网频率 175.3 LoRa物联网简介 185.3.1 LoRa物联网综述 185.4 网络覆盖规划 196. 应用系统 206.1 智慧信息可视化展示平台 206.1.1 平台建设目标 206.1.2 平台架构设计 226.1.3 平台功能介绍 336.1.4 可视化业务场景 416.1.5 可视化展示内容配置 456.1.6 交互设计 566.2 智慧物联网应用管理平台 586.2.1 系统构成 586.2.2 系统功能 596.2.3 系统架构 616.2.4 业务应用流程管理模块 626.3 多媒体指挥调度平台 646.4 “舒适体验”感知建设 686.4.1 PM2.5监测 686.4.2 噪声、粉尘监测 706.4.3 土壤墒情监测 726.5 “安全环境”感知建设 736.5.1 智慧市政 736.5.2 智慧消防 796.5.3 水质安全 876.5.4 视频监控 906.6 “便捷服务”感知建设 1046.6.1 智慧抄表 1046.6.2 智慧路灯 1066.6.3 智慧充电桩 1076.6.4 智能手环 1096.6.5 智慧公厕 1106.6.6 垃圾桶监测 1126.6.7 停车位监测 1146.6.8 智慧电梯监测 1156.6.9 智能门禁 1167. 服务与故障响应 1167.1 服务响应 1167.1.1 电话支持服务 1167.1.2 远程技术支持服务 1177.1.3 现场技术支持服务 1177.1.4 紧急故障排除服务 1187.2 故障响应 1207.2.1 故障分级 1207.2.2 服务等级协议 1207.3 应急抢修管理 1217.3.1 抢修应急处理预案 1217.3.2 项目经理负责制 1217.3.3 自然灾害应对 1227.3.4 故障抢修处理规程 122

XX市智慧城市建设综合解决方案项目背景项目建设宏观背景XX市隶属于广东省深圳市，位于深圳经济特区西部，介于北纬22°24′-22°39′，东经113°53′-114°1′之间，行政区域东起车公庙与福田区相邻，西至南头安乐村、赤尾村与宝安区毗连，北背羊台山与宝安区接壤，南临蛇口港、大铲岛和内伶仃岛与香港元朗相望，总面积182平方公里。XX市地处亚热带，滨临南海，属亚热带海洋性气候，四季温暖湿润，地势北高南低，平地、台地、山丘相间，由北向南逐级下降，主要山峰有羊台山、塘朗山、大南山等。XX市是深圳的科研、教育、体育中心，是深圳大学、深圳大学城、深圳市高新技术产业园、深圳湾体育中心所在地。XX市旅游资源丰富，有深圳华侨城、世界之窗、欢乐谷、锦绣中华，海上世界、新安古城、青青世界、深圳野生动物园、南头古城等主题公园和著名景点。2016年5月，XX市成为国务院首批双创区域示范基地。2017年12月，当选中国工业百强区和中小企业知识产权战略推进工程试点城市。XX市需运用移动通信、物联网、大数据等手段，加快推进XX市的信息化建设和智慧城市建设，提高城市管理的科学化、精细化、智能化、法治化水平，推动物联网、云计算、大数据等新一代信息技术创新应用，进而提升辖区的综合发展能力和安全与服务水平，更好的服务特区。项目建设技术背景XX市智慧城市建设项目是基于物联网、城市三维可视化、大数据等技术基础之上，正是新兴信息技术的不断成熟为本项目平台能够落地实施提供了可能。物联网物联网是信息技术发展到一定程度的必然产物，也是经济社会发展到一定阶段的新要求，因此越来越受到全世界的广泛关注。目前，我国已经具备了物联网发展的政策、经济和技术环境，未来，微型传感器、超高频芯片、云计算和信息安全等将成为技术发展重点，安防、交通、物流、家居、环保、电力等领域将成为重点应用领域，下图所示即为物联网应用领域示意图。图STYLEREF1\s1SEQ图\*ARABIC\s12物联网应用领域物联网是通过各种信息传感的设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合的一个巨大网络。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”而无需人的干预，其实质是利用射频自动识别技术通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联共享，其目的是实现物与物、物与人以及所有物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。射频识别技术是能够让物品“开口说话”的一种技术，在“物联网”的构思中，RFID标签中存储着规范而具有互动性的信息，通过无线数据、网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征：首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍然是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和即时性，必须适应各种异构网络和协议。另外，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术扩充应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理有意义的数据，以适应不同的需求，发现新的应用领域和应用模式。本项目的主旨正是利用物联网技术构建新型城域物联专网，并实现多个领域的智慧应用，助力XX市的城市管理与服务的能力提升。城市三维可视化城市地理信息系统正从二维发展到三维。城市三维建模与可视化技术是一个研究热点，也是实现城市三维地理空间信息系统应用的关键技术。城市三维可视化系统是指能对城市区域内空间对象进行三维描述和分析的地理空间信息系统；是一个可视现实和虚拟现实集成的系统。随着GIS技术、BIM技术、数据库技术、网络技术、计算机图形显示技术和硬件的快速发展，三维可视化技术在城市规划、市政管理、公共交通、电力、水利、旅游等多个领域得到了广泛应用。图STYLEREF1\s1SEQ图\*ARABIC\s13城市三维可视化示例可视化与数据建模密不可分，城市实体三维建模是实现城市三维可视化的关键，城市实体的三维表达与分析都是重要的技术组成。构成数字城市的各种空间实体在几何结构、内部属性等方面都具有不规则性、不确定性和复杂性，整个城市实体就是一个三维、动态的开放系统。表示地理信息空间数据的六大要素包括地貌、居民地、植被、水系、道路和境界，对于城市而言，其中重要的是地貌和居民地。从实体建模的角度看，城市模型主要分为地形模型和地物模型两个大类，包括地形、地物以及实体空间位置的几何模型和描述地表覆盖、地物纹理信息等。在建立并实现城市三维可视化的基础上，通过叠加物联感知信息，可实现城市规划建设、管理服务的全要素动态展现，这将对于城市管理工作模式带来变革。城市三维可视化给城市管理工作带来以下优势。（1）决策的科学性城市规划管理是一个以土地空间使用为主要表征的多信息处理、复合过程，需要分析大量的信息以辅助规划决策，并且实时动态查看、修正的需求也极为频繁，需要决策者做出更具科学性、权威性的决策。（2）先进的管理方式城市的快速发展使规划管理部门的业务工作量不断增加，由各种数据、图形和文字资料综合而成的信息量也随之急剧膨胀，传统的管理手段和人工作业方式在现势性、准确性、科学性和效率方面已不能适应目前的需要，更不能满足将来的发展，一个高效、规范、自动化、智能化的城市规划管理信息系统能够有效的处理这些问题。（3）实现标准化的工作模式实现办案过程程序化和标准化、审批成果的规范化以及义务数据及图形数据的集成化管理，并使办公自动化达到先进水平，不仅使得审批项目环节上实现办公自动化，也建立起一整套完善的窗口和部门之间的网络联系，建立计算机程序化的工作汇报制、备案制、检查制。大数据现在的社会是一个信息化､数字化的社会，互联网､物联网和云计算技术的迅猛发展，使得数据充斥着整个世界，与此同时，数据也成为一种新的自然资源，亟待人们对其加以合理､高效､充分的利用，使之能够给人们的生活工作带来更大的效益和价值。在这种背景下，数据的数量不仅以指数形式递增，而且数据的结构越来越趋于复杂化，这就赋予了“大数据”不同于以往普通“数据”更加深层的内涵。在科学研究、计算机仿真、互联网应用、电子商务等领域，数据量呈现快速增长的趋势。美国互联网大数据平台(IDC)指出，互联网上的数据每年将增长50%以上，每2年便将翻一番，而目前世界上90%以上的数据是最近几年才产生的。数据并非单纯指人们在互联网上发布的信息，全世界的工业设备、汽车、电表上有着无数的数码传感器，随时测量和传递有关位置、运动、震动、温度、湿度乃至空气中化学物质的变化等也产生了海量的数据信息。物联网的应用产生大数据。物联网(theInternetofthings)是新一代信息技术的重要组成部分，解决了物与物、人与物、人与人之间的互联。本质而言，人与机器、机器与机器的交互，大都是为了实现人与人之间的信息交互而产生的。在这种信息交互的过程中，催生了从信息传送到信息感知再到面向分析处理的应用。人们接受日常生活中的各种信息，将这些信息传送到大数据平台，利用大数据平台的智能分析决策得出信息处理结果，再通过互联网等信息通信网络将这些数据信息传递到四面八方，而在互联网终端的设备利用传感网等设施接受信息并进行有用的信息提取，得到自己想要的数据结果。目前，物联网在智能工业、智能农业、智能交通、智能电网、节能建筑、安全监控等行业都有应用。巨大连接的网络使得网络上流通的数据大幅度增长，从而催生了大数据的出现。本项目平台旨在为XX市构建城域物联专网，为物联网感知数据提供承载，也为XX市城市管理大数据提供有力支撑。从“数据”到“大数据”，不仅仅是数量上的差别，更是数据质量的提升。传统意义上的数据处理方式包括数据挖掘、数据仓库、联机分析处理(OLAP)等，而在“大数据时代”，数据已经不仅仅是需要分析处理的内容，更重要的是人们需要借助专用的思想和手段从大量看似杂乱、繁复的数据中，收集、整理和分析数据足迹，以支撑社会生活的预测、规划和决策支持等。大数据的技术架构如下图所示。图1-4大数据架构规范标准本项目设计、施工、测试、验收等各个流程需，严格遵循以下国家和行业标准： 《供配电系统设计规范》、YD/T1051-2000 《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》YD5098-2005 《通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法》YD/T1429-2006 《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 《电磁辐射防护规定》GB8702-1988 《微波和超短波通信设备辐射安全要求》GB12638-1990 《建筑施工场界噪声限值》GB12523-1990 《工业企业厂界噪声排放标准》GB12348-1990 《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》 《电信建筑抗震设防分类标准》YD5054 《工程建设强制性条文》（信息工程部分）（2007年版） 《电信设备抗地震性能检测规范》(YD5083) 《通信设备安装工程施工监理暂行规定》（YD5125） 《电信工程制图与图形符号》（YD/T5015） 广东省人民政府文件，粤府[2004]122号《关于进一步加强安全生产工作的决定》 中华人民共和国电力行业标准《电力光纤通信工程验收规范》（DL/T5344-2006） GB50373《通信管道与通道工程设计规范》（含强制性条款） GB50374《通信管道工程施工及验收规范》（含强制性条款） 《通信线路工程设计规范》（YD51020） 《通信线路工程验收规范》（YD5121） 《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》（YD5148） 《通信线路工程设计规范》YD5102-2010 《雷电防护通信线路》GB/T19856.1-2005 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2014对本技术规范书中未予以详细列出的标准和规范，按照国家和行业标准执行。若乙方在项目执行过程中与相关标准和规范发生冲突，按较高标准执行。方案概述建设内容XX市新型城域物联专网智慧信息平台项目内容主要集中在以下几个部分：建立无线城域专网宽窄带融合基础设施，基于LTE宽带无线接入技术+LoRa窄带物联网传感技术，实现对XX市的有效覆盖，完成传感数据、视频数据的安全接入、采集、汇聚和高效可靠传输。从提升XX市舒适度、安全性和便捷性角度，在区域内部署噪声与扬尘监测、PM2.5气象站、智慧抄表（水表、电表、气表）、独立式感烟火灾探测报警器、门磁传感器、智能井盖监测、垃圾桶监测、智慧充电桩、智慧路灯、智慧手环、消防栓回路压力监测、智慧电梯监测、地上停车监测、智慧公厕、河道水质水位监测、电气火灾监控探测、绿化带土壤监测、视频监控等17类物联网监测传感器和对应子系统，实现对XX市的全面感知，为智慧城市运转提供决策分析依据。助力XX市新型城域物联平台。根据XX市的实际情况和应用需求，开发相应的智慧物联网应用管理平台，完成应用的接入、数据的存储和解析、建设设施维护管理模块和设施报警联动模块。建设新型城域物联专网智慧信息可视化平台，对XX市的中心运行态势与应急态势进行监测，根据XX市的应用需求进行专题分析展现，以仪表和三维可视化的方式直观地呈现给相关决策者，保障XX市各项工作的高效运转。建设基于1400MHzTD-LTE无线政务共网的多媒体指挥调度系统，将有效提升XX市管理部门的信息化水平和工作效能，提高信息保障能力、管理能力、对紧急事件快速反应和抵御风险的能力。它是XX市日常管理、应急保障和突发事件快速处理的重要组成部分。通过多媒体指挥调度系统，满足现代化运营管理及公共安全工作的需要，加强功能区的管理，便于调度中心人员的统一调度指挥，提高管理和工作效率。未来将采用基于1400MHzTD-LTE无线政务共网的eMTC（增强型机器类通信）技术，在XX市先行先试eMTC网络的部署及其物联应用。eMTC是3GPP标准第13版中，除LoRa外的另一个全新的LTE物联网类别。eMTC提供最广泛的物联网功能，实现高可靠性和低延迟的优化，支持移动性和VoLTE等更先进的特性。eMTC可以在1400MHzTD-LTE频带内部署和共存。建设目标根据XX市的特色和定位，通过部署XX市新型城域物联专网智慧信息平台和开展相应的功能应用，以为广大市民提供舒适、安全、便捷、低碳和高效的宜商、宜业、宜文、宜游的生活、工作和学习环境为目标，以促进民生和人民福祉为需求，最终实现XX市以人为本的服务功能和存在价值。整个项目将围绕舒适体验目标、安全环境目标、便捷服务目标、高效运转目标、安全冗余等五个方面进行。舒适体验：通过部署物联网关，监测XX市重要场所的PM2.5、PM10、噪声、绿化带的土壤墒情等指标是否达标，当出现超标情况时，及时知会相关部门做好应急预案；查找污染源，对超标噪声源进行制止；为环保部门提供数据接口和数据分析；对市民进行传播通告，及时做好防护，最终为广大市民提供干净整洁的自然舒适环境。安全环境：此次项目部署主要围绕以监测安全通道、井盖为主要内容的智慧市政；以部署独立式感烟火灾探测报警器、消防栓回路压力监测、电气火灾监控探测器为主要内容的智慧消防；以保证河道内的水质浊度、电导率、PH值、氧化还原、溶解氧及水位情况安全的水质监测。便捷服务：主要以智慧抄表、智慧路灯、智慧充电桩、智能手环、智慧公厕、垃圾桶监测和停车位监测为主要内容。通过对三表（水表、电表、气表）智能抄送，降低人力物力的损耗。通过对路灯的智能管理，实现自动巡检、损坏报警和节能管理。通过建立城市智慧充电桩，实现新能源汽车路边停车+路边充电。通过智慧手环，可以对孤寡老人和流浪汉进行定位和体侧，能够及时呵护。通过智慧公厕通建设，推进厕所向方便、清洁、节能、美观方向发展，加强公厕精细化、常态化管理。通过设备实时检测垃圾筒内垃圾高度情况，即时智能通知相关人员处理，使垃圾处理更及时、高效，避免人员来回检查垃圾情况造成的额外工作量，减轻人员工作量，实现城区垃圾的智能高效处理。通过车位检测地磁传感器以及融合算法和人工智能（AI）算法，准确地检测到车位上是否有车辆停靠，并实现智能化车位管理。高效运转：主要规划智慧物联网应用管理平台和可视化系统平台，建设设施维护管理模块和设施报警联动模块，对XX市的中心运行态势与应急态势进行监测，保障XX市各项工作的高效运转。安全冗余：北讯LTE具有专用频率支撑、对称时隙配置、分级网管机制、独立安全保障等特点的新一代宽带融合网络；系统均需独立容灾,冗余配置等安全性，为政企提供更加安全、稳定、可靠、智能的系统平台。方案特点授权频率本方案网络建设采用1.4G专网，经工信部授权由北讯电信进行网络建设和运营。采用TD-LTE组网技术，20MHz组网频段带宽，可有效满足客户视频监控、数据采集等方面的需求。频段唯一授权，相互独立，不会与其他用户产生干扰；采用对称时隙配比，满足行业用户上行数据大的实际需求；采用TD-LTE组网技术，支持向5G平滑演进；专线接入等不会受制公网；可复制本方案充分考虑后续在XX市其他方面的扩展应用，从方案设计到网络建设充分考虑方案的可复制性。北讯电信eLTE无线宽带专网目前已实现整个深圳市的绝大部分覆盖，后续将扩展到整个深圳市，其他地区只需接入网络，无需另外建设专网，极大的方便其他智慧应用。本次项目施工完毕后，后续无需新建，只需扩容。采用融合通用平台，一次建设，后续项目只需扩容。可靠性本方案中所涉及无线宽带网及物联网的建设和规划，根据XX市智慧城市的实际需求，进行传输链路环路保护、基站备份保护，可以保障在台风等恶略天气等情况下网络的可用性，保障各应用在特殊天气下网络和系统的可靠稳定。先进性本方案无线宽带网组网采用我国自主知识产权的TD-LTE组网技术，物联网方案采用最新LoRa技术,系统的稳定性和可靠性都得到了大量实际应用的检验。采用TD-LTE最新技术，支持向5G平滑演进。LoRa物联网具有高容量、远距离、低功耗等一系列优点。终端产品丰富，产品成熟。融合性本方案采用“无线+有线”相结合，具体情况具体分析，能够有效的衔接各个终端设备和应用平台，大大降低了施工难度，加快智慧城市建设速度。低成本本方案客户无需承担网络基站建设投资。客户无需承担基站建设、光纤铺设投资等网络建设投资。节约网络建设成本和光纤施工成本可扩展其他业务应用，投资性价比高。全面性本方案从城市整体角度出发，涵盖智慧城市建设的各方面应用。城市管理公共安全惠民服务智慧环保绿色节能网络架构总体架构本方案网络总体架构分为三部分，分别为接入层、网络层和平台层。系统总体架构如下图所示：总体网络架构图接入层为高清视频监控终端、宽带集群终端和各种数据等物联网数据采集终端的接入层，实现各种业务终端的接入。网络层由eLTE无线宽带网和LoRa组成，是整个系统的传输通道。平台层由智慧信息可视化展示平台、智慧物联网应用管理平台和多媒体指挥调度平台等组成，是系统业务实现的业务平台。无线宽带专网简介无线宽带专网综述无线宽带网采用模块化、可配置、可裁剪的设计思想，实现灵活应用，可通过网关与其它通信系统实现互联互通、进行数据业务应用，实现了不同业务的设备灵活配置。调度控制和操作维护采用集中式平台，方便系统的控制、维护和管理。无线宽带专网架构图无线宽带专网采用20MHz带宽同频组网方案。在TD-LTE组网中，采用同频组网优势明显，频谱利用率最高，节省频率资源，网络设计、建设高效经济，易于后续网络扩容。而采用20MHz带宽能够减少系统开销，提高频谱利用率，提升建网经济性，在最大程度上发挥系统频谱利用率高的优势。组网频率本方案中组网频率采用1.4G频段，采用1447-1467MHz频率，总计20MHz频段带宽，采用TD-LTE组网方式，可满足用户高清视频监控、数据采集回传等需求。1.4G频段为国家规划用于无线政务网的频率，2017年7月国务院印发国务院办公厅公开发布《国务院办公厅关于印发国家突发事件应急体系建设“十三五”规划的通知》公文，通知指出加快城市基于1.4G频段的宽带数字集群专网系统建设，加强无线电频率管理，满足应急状态下海量数据、高宽带视频传输和无线应急通信等业务需要。北讯电信为工信部批准的具有跨省运营无线宽带网资质的运营商，经工信部批准，北讯电信目前在广东省建设和运营基于1.4G频段的无线宽带网，本方案中eLTE网络采用北讯电信现有网络，核心网和基站均采用华为设备，已经完成XX市的绝大部分网络覆盖，无需额外进行投资建设，可有效节约项目成本。LoRa物联网简介LoRa物联网综述基于蜂窝的窄带物联网LoRa成为万物互联网的一个重要分支，LoRa构建于蜂窝网络，可直接部署GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。LoRa支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网（LPWA）。LoRa在物联网应用中优势显著，为传统蜂窝技术及蓝牙、WIFI等短距离传输技术所无法比拟。具有远距离、低功耗、多节点、低成本等特点。四大优势：海量连接比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升，LORA可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数深度覆盖LoRa提升20dB增益，相当于即覆盖能力提升100倍，就算在地下信号难以到达的地方也能覆盖到。低功耗LoRa引入eDRX省电技术和PSM省电态模式，可保障电池5年以上的使用寿命。低成本芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，模块的成本随之变低。LoRa技术可满足城市管理、公共安全、创新孵化、惠民服务、智慧环保、绿色节能等等应用。LoRa物联架构包括终端层、网络层、应用层，如下图所示：LoRa物联架构图网络覆盖规划本项目利用北讯电信现有和新建无线宽带专网基站，目前XX市已实现建设基站182个，由北讯电信负责整体投资、建设和后续运行维护。客户无需进行网络覆盖投资。本项目现有及规划站点如下图所示：网络覆盖规划图目前本项目所需覆盖整个XX市域，目前已经完成绝大部分网络覆盖，其它网络盲点正在部署中。应用系统智慧信息可视化展示平台平台建设目标智慧信息可视化展示平台包括面向不同使用者和不同操作终端的个性化展现与交互能力。（1）适用多种使用场景城市中心运行态势与应急态势监测：平台可视化呈现与决策分析，全方位展现城市中心数据运行态势，实现从基本数据运行状态的监视，到可以依据阀值体系自动报警的数据监测，直至可以进行数据交互控制反馈的数据监控过程。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s11监控态图图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s12运行态图城市大数据分析：平台支持对数据进行交互式分析，将数据按主题、成体系地加以呈现，统计数据既可以加载于综合页面之上，也可单独形成专门的数据统计分析主题页面，展示数据在不同维度下呈现的数据背后的规律，帮助用户从不同角度观察、分析数据，聚焦趋势规律。帮助管理者、决策者获取多指标相关性、线索关系等相关信息。如针对实时数据分析，进行行为合规统计；针对非实时数据挖掘，进行关系线索调查等等。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s13城市大数据分析图（2）全时域数据跟踪关注现在：面向平台运维状态，展现当前全局数据运行态势、详细数据及指标状况，并且可以针对关键指标数据设定阀值，实现出现异常时的自动预警和告警；亦可针对例外应急处突场景，关注重点小范围时空态势和各项数据状态，为应急处置提供数据支持和交互平台。回溯过去：历史数据可回放，且支持全维度、时空统一的回放方式，即在一条时间线的回放过程中，全部数据维度、展现方式保持完全一致性，无论在任何一个时间点上，都可以针对这一时刻状态，进行全维度态势、指标、数据的观察和查询；确保责任随时可追查，各项处置措施有效性可回溯考评。（3）高效的建设过程成果见效快：平台建设规划综合考量现有数据建设基础，同时充分为未来业务需求留出升级空间，合理规划，既不做无法产生实际意义的空中楼阁，也不做仅能满足眼前需求的低水平建设。同时整个建设过程应兼顾品质与效率，做到工期和系统功能性、稳定性都有保障。数据标准化：在建设平台的同时，应同步完成建立面向数据智能决策的元数据标准，为各类数据源接入以及后续系统升级，打下良好的标准化基础，也为系统内各项业务功能开发，提供标准的数据结构定义。未来可持续：平台应具备良好的可扩展性，支持在系统使用过程当中，对数据源进行扩充，也支持各种业务模型增加、升级，实现系统功能不断增值迭代。平台架构设计（1）平台总体架构平台架构设计严格遵循系统整体设计架构，充分利用系统整体设计中规划的通用组件，基于以上设计原则，对系统进行了细化的架构设计，具体架构如下图所示：图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s14智慧信息可视化展示平台架构平台主要分为数据层、可视化平台层、应用层和显示层。具体的各层的职责与层之间的关系如下：数据层数据层主要是从城市运行中心建设的应用模块、数据共享交换平台和原有的应用系统中获取数据，目前有如下数据获取方式：对于智慧城区运行中心建设的决策分析平台的专题数据，主要通过服务总线获取相关指标数据用于展示;对于数据共享交换平台中的部门共享数据，主要通过共享交换库的方式获取相关部门业务数据；对于原有应用系统中的数据，根据数据的不同采用不同的集成方式，比如视频流的集成使用RTSP协议，时空信息平台使用其发布的WFS、WMTS服务，其它业务系统使用WEBSERVICE方式。可视化平台层智慧信息可视化展示平台管理了城市的经济，交通，安全，民生，政务等业务、人口、房屋、法人等各类数据与信息，针对如此海量的数据展示，仅仅靠传统的二维图表无法将城市运行的指标和监测数据直观清晰的展现给决策者，必须依托可视化平台把城市运行体征中的静态和动态数据直观呈现给政府决策人、行业用户及公众，从而实现城市的智慧运营。可视化平台层为仪表盘系统的可视化呈现提供强力支撑，它负责将决策分析的专题数据、数据共享交换平台的部门业务数据、其它应用系统数据按照一定的方式进行整合后，通过大数据可视化引擎转换为直观的可视化场景显示和数据图表显示，并并支持应用层指标仪表与业务场景的交互联动，需支持超大场景渲染和宏微观场景一体化显示，能够从宏观场景无缝切换到微观场景，同时实现宏观场景和微观场景的虚实切换，满足不同视角和不同指标的呈现要求。另外，还需支持地上地下一体化显示，具备展现城市的隐蔽工程能力。应用层应用层主要为仪表盘的展现提供布局设计、数据配置和效果配置，并能根据设计和相关配置实现数据指标仪表的呈现、数据指标的可视化呈现、数据指标的可视化钻取、仪表与场景的联动分析。能够根据智慧城区的运行要求使用应用层功能进行总体态势、经济态势、交通态势、决策分析经济相关专题、决策分析交通相关专题的配置，以仪表和三维可视化的方式直观地呈现给相关决策者。（2）可视化展示能力城市仪表盘展示能力基础服务能力包括：支持将城市运行核心的各项关键数据进行可视化呈现，包括经济、民生、政务、交通等各项业务指标数据，为领域管理提供决策支持。支持地球、城市、建筑物、设备等的数据可视化呈现服务，在数字城市场景中以热力图、空间流动线、空间分布图、三维图表、光影粒子效果多种方式进行显示表达。支持丰富的图表呈现方式，以及各类WebUI的可视化服务，并以饼状图、柱状图、折线图、热点图、雷达图、桑基图、漏斗图、字符云等方式展现数据。支持将数据按照时间和空间两个维度进行同步呈现，如时间维度展现一段时期内交通路况的拥堵走势，空间维度基于实际位置展现各个拥堵路段的详细数据，全面掌控数据变化态势，显现规律，支持决策。支持空间数据的实时监控、历史回放、模拟推演服务。支持气体扩散、火灾灾害推演模型，并进行灾害影响范围、应急疏散、应急指挥救援等辅助应用。支持在一个平台集成包括地理信息、GPS数据、倾斜摄影数据、BIM建筑模型数据、统计数据、摄像头采集画面等多类型数据的融合一体化显示服务。支持模型数据与相关的监测数据进行关联可视化展示及预警状态展示。可以将监测数据直接基于模型实际位置进行叠加展示。支持可视化场景的缩放、漫游、量算、标绘以及图层控制服务。支持WebUI和三维可视化服务与Portal门户的集成。提供实时数据驱动下的各种显示效果服务，提供数据下钻联动，实现从宏观报表到微观实体模型逐级展示的可视化服务。多屏可视化呈现能力包括：大屏幕：提供不同分辨率的大屏幕可视化效果定制及呈现服务，并能够和PC端实现无缝切换显示。提供在大屏幕、PC端进行数据可视化呈现的服务，同一内容PC不同分辨率LED屏同步显示及交互。模型处理及展示能力包括：支持数字城市地上地下三维模型全热点，每个模型都可以进行点击并查看相关属性等数据，可对三维模型赋予不同属性。支持建筑模型、管线模型、相关参数模型及其业务数据的统一承载展示，在一个平台上承载这些模型，并基于模型进行数据的关联置入，一站式数据获取。支持数字城市模型局部消隐、半透显示、内部构造剖析等多种渲染方式。支持多种特效效果呈现，如科技蓝效果、灯带效果、虚实切换效果等；支持天气效果随环境设定智能呈现。支持常用设计工具输出的成果文件无损集成及显示。包括BIM、PDMS、PDS、SmartPlant3D、3dmax、AutoCAD、Maya、SolidWorks、MicroStation、COMOS等模型及数据的导入。领导者驾驶舱展示能力根据用户的需求对可视化的图标样式、指标需求、精度、主题、颜色、模块分布等可视化参数进行集中的配置，再通过调用大数据平台的可视化工具和大数据分析工具，反映到领导驾驶舱的用户PC端，能够让用户实时感知当前所关心领域动态，实现全面、及时、精确的了解事件发展，及时做出参考判断。适应不同终端的显示图元库：领导驾驶舱适应PC端不同显示风格，具有自身的显示图元库，对于图标、图表、标牌、统计组件、分析组件、提醒组件都有不同风格、不同样式的显示库。系统自适应显示：根据不同PC端的屏幕分辨率、重力感应等终端特性，系统自动调整匹配分辨效率、调整页面合理化布局，最终实现不同PC端的可视化正常浏览、操作。部件的智能避让：系统支持通过镜头角度的不同变化、场景中视野的距离判断，自适应分辨将需要看到的被遮掩的部分显露出来，不需要关心的部分进行半透视需要，使信息一目了然。支持场景可视化标记：对场景中的各类数据采取不同的图表、颜色、形状等方式进行明确标识，展现出明确的数据变化、数据指标之间的界限以及对应的场景位置，最终实现通过鲜明色彩、简易标识等视觉感触方式进行可视化的呈现。数据分层显示：针对场景中的数据类型多样特点，支持对数据进行分层分类或随镜头逐级下钻等功能方式，最终满足用户需要从粗到细、从远到近等不同方式了解更加明细的数据图层信息。镜头移动的场景匹配：通过镜头推进或视野远近的不同变化，支持场景不同角度、不同视距的放大、缩小、扭转功能。数据可视化分析组件化：按照数据的不同类型、比对方式、重点指标等对整合的数据通过各类图表、颜色等统计方法进行简单的统计分析。服务器端的远程渲染：根据低配PC端的硬件情况，系统支持远程服务器端渲染可视化场景，PC端记录并传送显示需求。最终实现服务器进行可视化渲染，PC进行显示、数据传输。数据智能推送的显示配置：根据对不同业务部门、不同专业人员的识别，系统分别推送出对应角色关心的数据及可视化展示的重点指标。根据不同角色对不同数据的浏览次数，智能推送常浏览的各类数据指标。支持数据维度的拖拽导入、图表联动、控件联动、信息浮动详情、图表动态切换，支持模块管理功能。配置管理：支持用户对领导驾驶舱系统在各终端的展示界面进行个性化配置，并能记录每次的配置情况；支持系统管理员对领导驾驶舱系统在各终端的展示界面进行个性化配置，并能将配置情况分配给单一用户或者组用户使用。通过提供配置选项进行展示管理，使配置工作更方便，展示风格更个性化。在用户使用时，各板块均具备“批示”服务功能，能够对相关内容在界面上直接进行标注、批示等操作，相关内容便捷推送至综合办公系统。展示管理的内容包括但不限于：页面布局管理、业务展示指标配置管理、可视化管理等。页面布局管理：在终端展示时支持按照用户个性化需求对各板块的页面布局进行配置管理，包括：支持对应用板块的选择功能，例如可选择是否显示“信息推送”栏目；支持对各应用板块的展示位置、大小、字体、字号、主题颜色等属性的选择配置，例如可选择“左导航右展示”或“上导航下展示”；针对不同终端设备显示具有页面自适应能力，且显示内容可分别进行配置管理。业务展示指标配置管理：支持对各领域的业务展示指标进行后台配置管理，包括：排序管理，支持按用户浏览习惯、按用户搜索关键字、按固定顺序等多模式进行指标排序，且各模式使用的指标序列号可以自定义设置。例如，可定义指标1-3按用户浏览习惯排序，指标4-5使用搜索关键字排序；指标显示，支持自定义指标在首页显示的条目数、字体、大小以及背景颜色等。可视化管理；提供对领导驾驶舱系统的可视化展示的配置管理，包括：支持后台设计各业务指标的一种或多种可视化展现形式，例如表格、饼图、柱状图、三维图形等；支持针对单一用户或者组用户的个性化要求，配置各个指标的可视化展示形式。（3）技术路线及关键技术设计原则先进性：采用先进、成熟、符合现代信息技术发展方向的系统架构、技术和产品，以确保系统的先进性。自主性：采用国内自主知识产权产品，避免进口软件后门漏洞等因素造成的泄密隐患，符合数据安全本质要求。适用性、可靠性：在重视先进性的同时，注重系统成熟性、稳定性、易用性和性价比，确保整个系统长期可靠地运行。可扩展性与灵活性：充分考虑将来业务发展的需要，系统应用模块化设计，可以根据业务变化灵活扩展，对未来的专题提供快捷方便的维护和管理功能。安全性：系统具备较高的安全性和保密性，建立完善、可靠的数据、系统访问权限、备份与恢复机制。可维护性：系统易于维护、更新和优化。技术路线系统核心引擎平台采用完全自主研发的DeepEye引擎，支持大场景下大数据量的流畅、稳定运行。系统整体架构支持集中式及分布式部署，应用开发同时支持C/S、B/S模式。B/S模式下应用功能开发采用J2EE模式，使用技术包括JAVA、JSP、JAVASCRIPT、HTML、CSS等。客户端操作系统采用Windows64位，服务器操作系统采用WindowsServer2012企业版，数据库平台使用Oracle数据库（oracleR264bit），Web应用服务器使用的是Tomcat服务器。图形仪表部分使用了Echarts开源组件，另外根据数据展示的个性化需求，自主开发了部分仪表控件。关键技术三维场景超大量三角形渲染优化显示技术在本系统中涉及到的高精度的地形地貌、倾斜摄影和所有房屋等场景数据，涉及的三维场景数量大、范围广，在仪表盘应用中需要系统加载和显示超大量的三维模型和场景。传统的通过软件方法提高渲染效率的方法主要是在提高单次渲染效率上入手，通过降低场景中各种模型的三角形数量的方式来降低单次渲染的三角形数量，从而提高渲染效率；通过降低纹理尺寸和像素大小来降低单次渲染时间消耗，提高渲染效率。这两种方法都会大幅度降低画面效果，通常可以用在不关注的场景区域和模型上。要求本系统采用多种提高渲染效率的办法来优化平台引擎，最终达到满足工业场景渲染效率高速度快的目的，其中的核心要素简要说明如下：集中渲染技术简单的说就是通过对每次渲染的所用到的三角形，依据顶点格式是否相同、使用的纹理数量是否相同、每个纹理是否相同、是否使用光照，使用的材质是否相同、绘制方式是否相同等进行分类和重新组合，从而大幅度降低每帧画面调用的显示卡的次数，避免不必要的渲染资源和渲染状态的切换。最终达到提高显然效率的目的。本系统中存在大量的设备模型，管线模型等，它们数量众多但是就模型本身而言，较为常重复。使用集中渲染技术可以实现一次渲染完成多个相同模型的同时渲染，从而有效的提高渲染效率。通过集中渲染技术在本系统中能够提高30%--50%的渲染效率。可见性剔除从三角形顶点变换这个角度可以发现，利用可见性剔除，从模型坐标转换阶段之前剔除对最终图像渲染没有贡献的场景部分，然后将剩余场景发送到绘制管道，能有效降低场景的复杂程度和图形流水线的负担，是提高场景绘制效率的一种非常有效的方法。裁减方法与结果也适用于程序的其它部分，如碰撞检测时对不可见部分进行不精确的计算等。可见性剔除算法瞄准于快速的剔除不可见的几何元素。为达到这个目标，仅仅需要绘制可见的集合，哪怕这个集合只对屏幕显示贡献了一个像素。大多数可见性剔除算法首先计算可见集合的一种近似，然后使用缓冲算法来获得准确的渲染图像。多分辨率模型简化技术多边形简化技术为处理复杂、大数据量模型提供了一种解决途径。简化掉模型中微小，不重要的部分和远端的场景，同时保证场景内容不会严重失真。其用途在于能产生场景中物体的细节层次模型，来提高整个场景的渲染速度；自动处理技术还可以降低人工编辑大数据量三维场景的作业强度。由于网格模型大部分由三角面片表示，而且即使原始模型是多边形网格，也可以对其进行三角化，因此网格模型简化就是在在尽可能保持原始模型特征的情况下最大限度地减少原始模型的三角形和顶点的数目。纹理优化采用多幅图像压缩成单幅纹理或消除细小纹理等方法可以有效提高纹理内存的使用效率。高分辨率的图像用于接近观察者的物体，当物体逐渐远离观察者时，使用低分辨率的图像。虽然内存消耗很大，但可以提高场景渲染的质量。剪切纹理还提供了从磁盘进行纹理分页载入，这样不需要内存一直保存着所有的纹理数据。为进行分页调度，剪切纹理在主存使用一个图像缓存，这个图像缓存总是保持同一大小，并且随视点在剪切纹理上的移动而更新。将要被使用的纹理需要在剪切纹理使用前进行预滤波，并在磁盘上进行分割。基于图像的绘制与加速技术该方法使用一系列图像采样代替场景的部分或全部几何信息来绘制场景，利用照相机采集的离散图像或摄像机采集的连续视频作为基础数据，经过图像处理生成全景图像并对其进行空间关联建立起的具有空间操纵能力的虚拟环境。构建一个使用户具有身临其境的沉浸感、完善的交互能力的信息环境，传统的方法是利用计算机图形技术，对真实环境进行抽象从而建立其三维几何模型，实时漫游过程中根据观察者的位置、光照、消隐信息由计算机绘制相应的视景。基于计算机图形学的虚拟现实系统其局限性主要是复杂空间的建模过程相当烦琐。基于实景图像构造的虚拟信息空间避开了复杂的场景建模与绘制，直接利用照相机或摄像机拍摄得到的实景图像来构造虚拟信息空间。全景图模型是代表性的基于图像的虚拟现实模型，传统的全景图模型中整个场景由一幅首尾相连的全景照片组成，而现有的某些虚拟漫游系统里面可以在照片上面指定热点，用于跳转到其他的全景图模型中。显卡可编程绘制加速技术系统采用面向硬件的批LOD算法，这类方法既结合了传统的层次细节技术又能充分利用当代显卡高带宽、高多边形填充率的特点，使得加速绘制技术有了很大的提高。通过尝试发现，优化几何表示的组织结构能够节省大量的GPU上的变换和光照计算，并且降低CPU和图形硬件之间带宽的占用。几何数据的有效组织进行加速可以被应用到大部分多边形或者三角形表示的场景。采用三角形条带以及三角形扇的几何表示方法能加速三维场景渲染。海量数据的存储与处理技术随着数据库技术和数据采集技术的不断发展，人类每天获得的数据量剧增。如何有效地组织管理和充分利用这些海量数据，将是人类不断探索与研究的一个新课题。系统中涉及地形地貌数据、倾斜摄影成果数据、十几万个房屋数据管线、城市路网数据等，具有数据量大、结构复杂、存储介质多样、格式多样等特点，对这些数据的存储和处理必须采用海量数据的传输、存储和处理技术。物理引擎技术碰撞检测是物理引擎技术中一个非常关键的问题，其基本任务是确定两个或多个物体彼此之间是否发生接触或穿透，在物体间进行碰撞检测的主要原因是现实世界中，不破坏任一物体的前提下，两个或多个物体不可能在同一时间内占有同一空间领域。程序中经常会用到碰撞检测技术，比如：虚拟人物在地形上行走涉及人物模型与地形的碰撞检测及人物模型与前方障碍物的碰撞检测；空间拾取涉及视线与模型的碰撞检测;气体飘散，火焰弥漫涉及粒子与障碍物模型的碰撞检测。空间拾取中的碰撞检测问题可转化为空间射线与空间平面的求交问题，精细计算方法可将模型表面转化为细粒度的三角面，计算射线与每个三角面的交点，此方法准确度高但效率低。粗略方法可将模型转化为空间包围体，只需与六个平面计算交点，效率高但准确度下降，更为可行的方法是先与空间包围体求交再与三角面求交。虚拟人物行走中的碰撞检测问题可转化为空间体间的求交问题，其中，人物与地形的碰撞可通过提取人物足部特征点引出射线与地形三角面求交计算。人物与障碍物的碰撞可先转化为空间包围体计算包围体间的求交后再提取人物凸起表面的特征点引出射线与模型三角面求交。粒子与障碍物的碰撞检测问题可转化为点与空间体的求交，其计算较为简单，但在气体飘散中除了碰撞检测还需要考虑反射及速度衰减，由于表面粗糙系数及环境因子参数很难获得，因而反射可采用镜面反射，反射后的速度用反射前速度乘以固定的衰减系数获得。场景中的海水，沟渠，河流等用到水面模拟算法，通常采用的方法大致分为两类：一类是采用数学函数构造出水波的外形，然后变换时间参数t，这类方法称之为基础构造方法。另一类方法是从水波的物理原理出发，一般是通过求解一组流体力学方程得到流体质点在各个时刻的状态，这类方法可以称之为基于物理的方法。比较而言，构造法较为简单，计算效率高，但效果比较单调，适用范围窄。物理法的效果比较真实，适用范围高，但计算复杂，效率很低。目前在水面模拟上，多采用动态纹理映射技术，即在不同时刻赋予模型的纹理坐标或者纹理本身在不断变化，当这种变化在时间轴t上连续时，就形成了动画效果。动态光影技术动态光影技术是一种优质视觉表现技术，支持场景内所有模型（包括设备设施模型、建筑物模型、人物模型等）均能根据当前系统时间，显示光影效果，并随着光的角度变化，光影投射效果发生变化，最大程度的增强三维显示效果和培训的真实沉浸感。动态光影技术对细节要求很高，设备设施模型、建筑物模型、人物角色模型必须采用高质建模打造，随后在模型上层层叠叠地加上多重光影贴图，再配合物理引擎的即时演算能力，才能真实表现不同材质（如金属）对光线的真实反射效果，将三维模型的立体感提升。OCX技术B/S模式下，在浏览器中嵌入对象链接和嵌入用户控件（OCX）控件，实现三维虚拟场景的显示与交互。OCX是一种可以由在微软的Windows系统中运行的应用软件创建使用的特殊用途的程序。OCX提供操作滚动条移动和视窗恢复尺寸的功能。对象链接和嵌入(OLE)被设计来支持混合文档（包含多种资料类型，比如文本、图像、声音、动画）。Windows桌面就是一个混合文档的范例，微软使用OLE来建立的OLE和组件对象模型（COM继OLE后的更常用的概念）支持“即插即用”程序的发展，“即插即用”程序在系统中可以用任何语言写入并可以由任何应用程序动态地使用。这些程序被认为是他们在其上运行的container的组建和应用程序。这种基于组件的近似应用程序的发展缩减了程序调试时间并改善了程序的性能和品质。系统并发技术为了将Windows打造成一个出色的服务器环境，Microsoft开发出了IO完成端口。完成端口需要与线程池配合使用。微软在Winsock2中引入了IOCP这一概念。IOCP全称I/OCompletionPort，中文译为I/O完成端口。IOCP是一个异步I/O的API，它可以高效地将I/O事件通知给应用程序。与使用select()或是其它异步方法不同的是，一个套接字与一个完成端口关联了起来，然后就可继续进行正常的Winsock操作了。然而，当一个事件发生的时候，此完成端口就将被操作系统加入一个队列中。然后应用程序可以对核心层进行查询以得到此完成端口。完成端口背后的理论是并发运行的线程数量必须有一个上限。由于太多的线程将会导致系统花费很大的代价在各个线程cpu上下文进行切换。使用并发模型与创建进程相比开销要低很多，但是也需要为每个客户请求创建一个新的线程。这开销仍然很大。通过使用线程池可以是性能有很大的提高，所以IO完成端口需要配合线程池配合使用。平台功能介绍综合展示系统结合城市仪表盘和领导驾驶舱展示需求，主要规划大屏布局管理、多角色场景切换管理、数据集成管理功能模块。具体如下图所示：图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s15综合展示系统功能组成（1）大屏布局设计管理综合展示系统支持建立角色与应用场景，按照不同的角色与应用场景定义要显示的主题。主要包含角色的定义，主题的选择，按角色场景的应用切换等功能。系统能够建立相关专题，能够在各个专题内对大屏展示的各种要素进行组态配置，通过拖、拉、拽的方式对大屏布局快速布置，并在布置好的容器里关联上关注的图表。场景管理根据业务要求，实现业务场景的新增、删除、编辑、预览与发布管理。业务场景的定义主要包含场景名称定义、场景背景定义、整个场景显示大小的定义等。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s16页面布局管理大屏幕布局管理实现对每个专题显示内容的布局定义，通过拖拽的方式自由调整每个组件区域的大小和位置，另外系统提供配置界面来配置管理不同组件之间的布局关系。 图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s17自由拖拽调整布局 显示内容管理通过组件的方式，定义要显示的内容，显示样式，数据源或者应用源。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s18显示内容定义及发布图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s19组件的选择图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s110数据源的选择与定义（2）场景三维可视化大数据可视化的要求给场景的三维可视化提出了很高的要求，首先，能够将海量影像高程数据、模型数据、各种地理信息数据等植入到三维可视化场景中，另外由于城市仪表盘和领导驾驶舱展示的特殊性，要求宏微观场景的一体化显示，需要三维可视化平台同时提供宏观和微观场景，并且要求虚实结合和无缝切换，宏观场景、中微观场景的效果如下图所示：图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s111宏观场景效果图图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s112微观场景效果图为保证系统的使用，三维可视化场景必须保证可用性、扩展性、直观性、美观性等，由此对可视化组件提出比较高的要求。可视化组件需完全自主开发，具有强大的二次开发能力，升级维护及时快速并对用户透明，支持DOTNET和J2EE等技术路线的B/S应用开发。系统支持海量数据分发控制和空间计算服务，具有网络智能负载均衡、部署、管理的功能。系统具有良好的开放性和功能的可扩展性。系统具有显示效果逼真、效率出众、硬件依赖性小、功能可订制等特点，可满足多种仿真要求。具体要求如下：在平台的应用范畴中，整个全市的房屋面涉及的三维场景数量大、范围广，需要系统加载和显示超大量的三维模型和场景。支持动态光影的视觉表现技术，支持场景内所有模型（包括设备设施模型、建筑物模型、人物模型等）均能根据当前系统时间，显示光影效果，并随着光的角度变化，光影投射效果发生变化，最大程度的增强三维显示效果和培训的真实沉浸感。具备虚实切换能力，实现建筑物轮廓骨骼线框模式与真实贴图模式之间的切换，支持宏微观场景的无缝切换，切换时间<=50ms。具备以地皮半透、地表剖切形式可视化展现隐蔽工程的能力；提供空间数据及虚拟现实交互式显示服务，实现了虚拟现实技术、空间GIS技术及模拟仿真技术的有机融合，能够以三维的方式进行地理信息的全息显示。在三维平台中实现地形贴合量算，多岩层植被地景管理等空间地理信息平台功能，动态声场、高效粒子特效显示、仿真数学模型有机加载、渲染次序灵活管理控制等虚拟现实功能。需要采用视野剪裁、通透分析、相同纹理集中渲染等机制，优化显示效率，支持1000万三角形、模型数量大于10万的复杂场景渲染；三维场景刷新频率不小于15帧/秒，刷新频率均匀；进行场景平移、旋转等操作，响应时间少于40ms。性能优化方面采用PS/VS等显卡编程技术，充分挖掘显卡硬件处理能力，提供光照、阴影变化等逼真的显示效果。需提供虚拟相机管理、镜头特效管理、多媒体合成管理。可视话组件需支持以脚本方式控制三维虚拟相机，包括定义相机运动路径与姿态，直观地展现关注目标。相机脚本可通过TXT、XML等形式导入，也可通过平台提供的相机脚本编辑工具生成。组件必须采用合适的算法进行相机路径优化，如对于关键路径点进行平滑滤波，对于相机定位的速度进行缓冲处理，确保三维画面无跳帧、无抖动，以提供用户最舒适的全息化感受。针对用户的数据需求，主要包括各数据转化录入、数据组织管理、业务逻辑维护管理等。提供海量数据分发管理，有效地减少了平台中的数据通信量，节省了网络带宽和处理机资源，同时也提高了平台的可伸缩性。同时依据数据存储及管理的特点，采取相应优化策略，提供三维分析、路由分析、数据处理等底层计算服务，可被平台其它模块调用。可视化组件需提供场景可视化编辑、模型节点处理，物件关系编辑等工具，支持相对坐标系（地方坐标系、厂区坐标系）中场景的独立编辑，支持与世界坐标系转换。组件需提供“所见即所得”的可视化编辑工具，方便快捷地完成模型位置及姿态的布放。（3）指标数据可视化中国是最大的城市化国家，城市是全面建成小康社会的“主体”，特别是要贯彻中央城市工作会议提出“用科学态度、先进理念、专业知识去规划、建设、管理城市”，建立起科学、客观、符合中国国情及国家战略需要的城市指标体系。好的指标体系能够正确评价和考察城市发展的综合效能，并辅助城市管理者在此基础上作出准确判断。综合展示系统直观地展示这些指标，让城市管理者能够用好这个“好”的指标体系。综合展示系统借助于图形化和三维可视化的手段，清晰、快捷有效的传达与沟通信息，从用户的角度，数据可视化可以让用户快速抓住要点信息，让关键的数据点从人类的眼睛快速通往心灵深处，综合展示系统的可视化效果如下图所示：图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s113指标可视化效果图系统只有静态数据的展示和酷炫的展示效果还不够，关键在于指标分析功能，包括单指标聚焦分析、仪表与可视化场景联动分析、指标数据的二三维可视化钻取分析等功能。在单指标聚集分析功能方面，可以在指标可视化场景中选择某一指标进行聚焦分析，能不断对该指标从时间和空间维度进行钻取分析；在仪表与可视化场景联动分析方面，仪表的交互操作都会自动传递给可视化场景，场景中会自动显示指标相关信息；在指标数据的二三维可视化钻取分析方面，用户可以从仪表和三维可视化场景两个角度对指标进行钻取分析。（4）数据集成与呈现综合展示系统需要展示各类宏微观信息，数据来源各系统和各部门系统，提供良好的数据集成和呈现方式对于灵活应用和配置至关重要。综合展示系统不仅能通过各系统发布在企业服务总线的数据服务来进行图表和三维可视化呈现，还需要各系统发布的与大屏风格统一的相关各种图表资源，另外，决策分析的BI工具形成的各种指标图表，也需要被大屏动态的集成和呈现。总体来说目前主要规划设计的集成方式分为两大类：一类为页面资源集成，另一类为数据服务集成方式。页面资源集成为了充分利用原有的应用功能，减少重复建设，在仪表盘子系统中对于原有的一些应用功能，系统采用页面集成方式进行组装开发，但是为了保证集成后总体的展示效果与效率，被集成的页面样式（文字及图表的大小、配色等）需要遵循仪表盘子系统的UI设计规范。数据服务集成按照项目的建设内容，本系统需要接入很多类数据（结构化数据、文本数据、图像数据、视频影像数据以及其他），根据数据类型和服务厂商的不同，系统需要支持多种数据集成方式。Webservice接口方式对于一些数据量不大的结构化数据，系统支持webservice数据接口方式，利用webservice技术通过SOAP在Web上提供软件服务，使用WSDL文件进行数据结构描述，并通过UDDI进行服务注册，本系统通过webservice接口获取数据，并根据展示要求进行数据的重组织与展示发布。数据库接口方式对于一些无对外开放接口的系统或者数据库，系统需要支持直接从不同类型数据库获取数据，进行组织与展示的能力，系统需要定义数据读取接口规范进行数据的读取。控件集成方式对于一些比较成熟的动态系统，如视频监控系统、短信平台等，各厂商均做到了模块化、控件化，平台提供相应接口集成导入OCX控件，本系统可采用嵌入OCX控件的方式，进行动态数据集成。对象链接和嵌入用户控件（OCX）是一种可以由在微软的Windows系统中运行的应用软件创建使用的特殊用途的程序。OCX提供操作滚动条移动和视窗恢复尺寸的功能。对象链接和嵌入（OLE）被设计来支持混合文档（包含多种资料类型，比如文本、绘画图像、声音、动画）。OPC接口方式对于物联网设备数据的读取，需要解决异构网段（工控网与办公网）之间的数据交换问题，针对这种情况，系统需要支持OPC数据接口。通过OPC接口实现实时数据的读取与展示。OPC标准是以微软公司的OLE技术为基础，它通过提供一套标准的OLE/COM接口来实现数据的交换。OPC作为异构网段集成的中间件，需要每个总线段提供各自的OPC服务器，任一OPC客户端软件通过一致的OPC接口访问这些OPC服务器，从而获取各个总线段的数据，并可以很好地实现异构总线段之间的数据交互。可视化业务场景（1）态势感知场景态势感知是驾驶舱和大屏显示内容的重要组成部分，是感知城市状态和运行情况的重要手段，是把抽象数据实现业务可视化展现的主要窗口。通过总体态势图，可以全面深入掌握城市运行的全貌，实现对城市运行和重要领域“全天候”、“全方位”、“全向量”实时的动态感知。通过将视频资源感知平台数据、WIFI感知平台数据、物联网感知平台数据、手机信令感知平台数据、互联网感知平台数据、部门数据感知平台数据、跨部门联动感知平台数据结合城市业务需求，形成“城市运行全景图”，并对趋势分析、预测预警信息等进行可视化展示，辅助政府决策部门更好的推动城市建设。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s114城市运行全景图示例（2）运行检测展示运行监测基于各部门对接的数据及感知平台汇聚的数据，通过构建城市运行关键体征指标体系，对城市运行重要领域的实时运行情况进行监测，通过设置对应的业务专家阀值对潜在风险或具体问题进行预警告警，进而实现对城市运行各类具体场景、事件、指标的实时监测和近期趋势预测分析。以城市三维地图为基础，在地图上将经济运行、城市交通、城市生命线、城市生态环境、人群聚集、政务服务、民生服务、社会舆情等城市运行监测的关键指标进行可视化展现，指标体系的呈现支持从宏观到微观的钻取式呈现。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s115运行监测展示示例城市环境检测主题聚焦到城市环境监测专题，利用空气监测仪、水质监测仪、噪声监测等物联网设备的监测数据，另外融合城市人流、车流密度等数据，实现对城市环境的全方位监测与预警。根据环境变化情况，与市政管理预警决策进行关联，提前预警该区域的环境对交通和生活的影响，让居民提前做好防范措施图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s116空气质量监测展示示例城市生命线监测专题城市生命线是城市运行的重要保障，主要包含城市道路、公共交通、燃气管道、电力设施、消防设施、避难场所等公共基础设施，这些设施的运行状态直接关系到城市的运转，所以需要通过物联网设备设施来实时监控其运行状态，一旦出现异常，实时报警、快速定位、及时处置。利用视频以及无线网络的区域人员统计数据、消防栓压监测数据、空气检测数据等，结合专业的消防通道异常监测算法，人防空间的出入口、通道、机房运行异常报警算法，管道深井运行异常报警算法，社区消防站消防设施异常报警算法，实现对XX市的公共配套设施的综合感知与监测预警。一旦出现警情，系统立即定位到报警区域，结合区域内的视频监控与物联设备数据，现场三维场景，实现警情的快速判别与分析决策。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s117道路运行监控图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s118道路交通事故监测定位示例图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s119地下通道/管网运行监控重大活动保障监控专题XX市内经常举行重大活动，人流、车流短时间内会出现急剧增长的情况，为了保障周围的安全、稳定运转，需要利用物联网设备设施全面对场馆及其周围的人流、车流、交通、噪声、环境、安全隐患、重大危险源进行全面监控，根据研判的形式，科学准确的调配相应的安保力量，保障活动的安全平稳运行。（3）决策分析场景分析决策分析面向的用户主要是城市决策者，通过系统管理的各类数据，根据业务分析模型透过城市运行的日常现象，分析出隐藏的背后的原因，并为政府后续的民生改善决策提供建议。社会救助决策分析利用城市布设的视频监控设备，基于人脸识别与行为识别等技术，实现对城市乞讨卖艺等活动的监控与识别，结合历史上识别的数据、综合研判该类行为的发展趋势、是否存在长期从事该行为的人群，未来可以与公安系统以及城市救助机构的系统进行关联，定位该类人群的来源、是否被救助等信息。如：发现该类人群主要的来源比较集中，需要政府机构加强不同区域的沟通，分析外来人群集聚的原因（来源地经济不发达或者乞讨集群效应等），为下一步的决策提供参考。如：发现人群中有部分曾被救助，重复从事该类行为的人群，需要分析救助的方式是否得当，后续的救助方式是否需要调整。（4）物联设备管理场景主要面向物联网设备的运维人员，可以实现物联网设备的分类管理与查看、设备的运行状态监控、设备检维修状态的标注与设备的远程控制。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s120设备分类查看示例可视化展示内容配置应用场景设计完成后，可以使用可视化平台提供的内容配置工具进行可视化内容的配置与管理。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s121大屏幕内容配置管理对应创建应用应用创建名称定义图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s122名称定义示例页面设置对应用页面进行设置，主要包含页面的大小、背景图、缩放方式、栅格间距以及应用封面进行定义。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s123页面设置示例系统缩放方式主要包含等比缩放宽度铺满、等比缩放高度铺满以及全屏铺满三种方式。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s124系统缩放方式示例栅格间距即是组件在界面上的最小移动单位，组件的边界会自动吸附到以栅格间距为网格的边缘。最小为1px，即平滑移动。项目封面作为在应用管理当中的缩略图。方便后续管理。布局选择为了满足不同的应用场景，不同内容的展示系统需要支持多种的布局模板供用户选择，另外也支持用户根据自己的需求进行布局的自定义。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s125布局模板选择图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s126用户自定义布局组件选择系统提供通过鼠标对组件进行自由拖拽布局。支持拖拽、缩放、图层移位、对齐、组件删除等控制。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s127图层移位应用复制复制功能可以为本应用生成一个名为xxx_副本的应用副本，可以通过复制功能来制作风格类似内容略有差别的应用。重命名系统支持对应用名称进行重命名，便于后期记忆与发布应用。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s128重命名删除应用应用如果废弃后，可以选择删除，如果该应用还有被授权使用的用户，不允许删除，需要首先收回权限，然后才能被删除。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s129删除应用预览应用配置完成后可以进行应用的预览，预览发现的问题可以及时修改。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s130预案效果发布应用创建好后，可以对外发布，应用可以与已有的应用一起发布，也可以单独发布。创建的应用不发布，用户无法看到。导航面板配置导航面板主要包含系统标题、系统图标、功能菜单、日期、天气等小组件，系统需要对这些组件的内容，展示样式等进行配置管理，另外系统还内置了一些导航面板模块供用户选择使用。导航面板模板图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s131导航面板模板一图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s132导航面板模板二自定义导航选择导航面板模板，然后对模板中的系统图标、系统标题、系统功能菜单进行定义，另外对于功能菜单的层级，菜单名称、菜单对应的页面链接等进行管理配置。导航配置完成后在布局中被调用。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s133导航面板自定义自定义专题配置决策分析业务是基于大数据和专业的数学模型定义的一套数据分析与预测的业务逻辑，系统称之为专题，专题的呈现要充分结合专题的分析逻辑，将专题的分析逻辑直观可视、条理清晰的展现出来，根据对专题的抽象，专题可以认为是有业务逻辑的多个页面的有机组织。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s134专题基本信息配置图表配置在创建应用时，选择不同的组件，组件中图表的展示样式需要支持用户自定义。以折线图来介绍图表的具体定义。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s135图表样式定义全局设置设置整个组件的字体、边距与空值数据筛选。设置组件全局的字体、字号等；组件的顶部、底部、左侧、右侧等边距；另外取消勾选，可以在图表中隐藏空值数据。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s136字体设置X，Y轴设置设置折线图的显示文本、轴标签、轴线和网络线。图例设置取消勾选，在图表中隐藏图例。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s137隐藏图例数据系列在数据系列菜单中，对数据系列进行逐条编辑，包括，数据系列的名称、折线的粗细、圆点的半径、显示的区域颜色以及是否显示标签。单击添加图标，可以新增新的数据系列。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s138添加数据系列图表尺寸位置通过该选项精确地控制每一个组件的大小与位置。图STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s139组件大小与位置设置场景效果配置仪表盘除了基础的图表还可以利用三维GIS地图与三维模型场景进行数据承载，使数据的可视化表达更加直观。三维场景中的表达需要利用三维图库进行配置管理。行政区