图扑数字孪生助力智慧冷链园区实现大数据实时监控

前言

近年来，业界学者及企业就智慧冷链物流展开深入研究，2010 年 IBM 发布的《智慧的未来供应链》研究报告中提出智慧供应链概念，并由此延伸出智慧物流概念，即智慧物流是以信息化为依托并广泛应用物联网、人工智能、大数据、云计算等技术工具，在物流价值链上的 6 项基本环节（运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送）实现系统感知和数据采集的现代综合智能型物流系统。

随着冷链信息化、数字化发展，智慧冷链物流成为必然发展趋势，通过智能硬件、物联网、大数据等智慧化技术与手段，提高物流系统分析决策和智能执行的能力，提升整个物流系统的智能化、网络化与自动化水平，从流通环节、底层技术、应用领域和功能目标等方面实现智慧化。

效果展示

本文采用的是图扑软件自主研发的 HT for Web 产品来构建轻量化的 3D 可视化场景，建立动态的数字化冷链园区模型，智慧冷链园区可视化系统。

结合智慧冷链园区运营管理模式，将上下游系统打通并借助智能硬件实现数据联动，从全国运输枢纽图到重点园区日常管理、隐患管理、施工管理、车流监控、人流监控、物流监控、仓库管理等多维度的呈现，使各流程密切联系，搭建出智慧冷链园区大数据孪生平台，实现对车辆位置、速度、冷库温度、设备状态等信息进行实时监测，实现运输及运维过程全透明化管理，提高转换效率，降低生鲜损耗，提升管理水平。

系统分析

全国运输枢纽

以三维中国地图为背景，根据国内运输枢纽数据在三维地图上标注出对应地区，展示运输枢纽数据关系图。采用人工手动摆放重点点位的方式，呈现出冷链业务在三维地图上的全国范围内所涉及到的位置，同时绘制出具有动态流动效果的枢纽网，生动形象的展示出冷链物流的实时性、智能性。

图扑软件也提供结合 GIS 地图实时展示全国运输枢纽数据点位及其动态变化的解决方案，HT for Web GIS 产品的定位在于运用产品强大的可视化技术，将地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的数据进行丰富的可视化展示，实现将数量庞大的点位数据呈现在三维地图上。使用 GIS 的好处是可以通过多细节层次(Levels of Detail,LOD)的方式加载出更多地图细节，可以直接了解到每个冷链园区所处具体位置。

园区概览

基于 Web 3D 开发技术和轻量化三维建模技术搭建的虚拟冷链园区，将园区内的建筑、道路、停车场等各种设备设施按照 1：1 建模还原。通过图扑软件 HT 自研引擎，渲染出暗色系工业科技风格的园区效果，给人以眼前一亮的冲击感。也可结合 PBR 物理渲染材质系统渲染出真实园区环境效果。

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图扑同样支持导入 IFC 格式的 BIM 模型文件生成场景，或渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。

由中国地图场景选择一个重点城市进入园区场景，开场以自动漫游的形式，围绕着整个园区场景进行环绕展示，将园区整体布局和建筑结构特色进行一一介绍。通过图扑 HT 实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各元素可响应交互事件。

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通过 3D 可视化技术，整合各个子系统的多源数据，将园区各楼栋的基本信息通过点击的交互方式进行展示，使得楼栋用途、层数、各系统责任人清晰明了。双击楼宇可下钻至楼宇内部楼层叠加场景，用户可查看任意一个楼层场景详情，按照楼层 CAD 图纸中的设备点位分布情况进行 1：1 还原，包括烟感、温感、门禁、手报、消防、摄像头等设备。

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重点关注设备状态，利用不同颜色的图标代表不同的设备状态，即正常色、故障[黄色]、告警[红色]、离线[灰色]。一旦设备状态异常，场景中突出异常提示，运维人员可第一时间进行维修。实现此功能，是根据设备监测传感器阈值判断的情况，由后台给前台推送状态参数，前台根据状态参数，改变对应设备图标染色。数字孪生冷链园区的设备监控，利用人工智能分析等技术对设备实时数据以及历史数据进行分析研判，进行实时诊断，告知设备的健康状态，由人工预防检修转换为智能预测检修。

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冷库可视化管理

图扑软件采用 3D 虚拟仿真技术，并结合数字孪生技术将真实世界中的整个仓库环境进行模拟，使仓区、车间、设备等按照等比三维重建出来。在前端系统中进行环境的可视化浏览，清晰完整地展现整个园区仓库环境。

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为实现冷库可视化管理，呈现冷链不断链优势，冷库信息系统的智能化显得尤为重要，图扑软件对接智能物流集成系统，对冷库各类信息进行收集、汇总、分析，建立完善的数据库，通过智慧“大脑”，对现场的物流设备进行统一调度和控制，实时监控现场设备运行状态，可视化呈现物流周转全过程，及时响应并处理问题，出现故障及时切换。

实时库存管理

图扑 HT 仓储管理监控可视化，实现实时库存以及储位实时占用情况展示。三维场景能够模拟出货物/托盘位置，实时显示仓储运行情况，可直观了解货架上储位占用与否，若有托盘占用，点击托盘，能弹出面板显示托盘的条码和储位编码等相关信息。数字孪生冷库出入库情况，还原现场物流全过程，货架的数据变更以及面板数据的实时反馈，达到全方位掌握仓储转运中心的活动状态，起到监管、维护以及调配多维度统一，让物料出入库信息可展现、可监控、可管理。

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支持到立体库巷道内维度的观看展示，针对性地对某个巷道进行监控，查看该巷道的实时库存情况。

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设备实时监控

针对冷链行业，将“堆垛机+穿梭车”系统等运输解决方案的工作过程通过 HT 可视化技术进行模拟动画展示。结合穿梭车、提升机、输送机、AGV、立体库货架的自动感知识别，集成 WMS 和 WCS 系统数据，将物料从入库开始到出库完成的全过程信息监控，实现冷链物流的 24 小时全自动化批量作业。

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图扑前端采用三维模式对接相应系统并标注设备点位，实现设备轨迹实时追踪，在三维画面中还原各物流设备的现场实时位置，点击设备模型点位即可查看该设备详细信息，使用户充分了解冷库现场状况，并实时掌握货物出入库进度，并能对整个仓储物流过程中发生的情况进行快速响应和资源协调。

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三维可视化监控系统对接 WCS 系统，获取相关设备的监测数据，在 3D 场景中，直观的展示关键设备相关数据，设备报警状态、离线状态等信息在三维画面中一目了然，帮助冷库管理人员及时了解资源调度。三维可视化实时显示整体物流输送设备运行状态、设备任务情况、异常报警等信息，可对设备故障进行快速定位，直观且高效。

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为进一步呈现冷库的多温区、温控透明化、全数字化概念，仓库场景中还原温湿度传感器实际现场布局，结合温湿度实时管理技术，实现产品实时温度、湿度、破损等信息的实时管理，在出现异常情况时冷库可视化系统会发出明显告警提示，以便及时告知管理人员，减少风险，方便管理。

设备查询与定位

实现设备和料箱的快捷检索与快速定位，在输入框中输入设备编码或料箱号关键字，双击搜索结果，视角可自动定位到目标设备或料箱。

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多角度展示仓库实况

采用 HT 创新的 3D 可视化建模技术，搭建虚拟冷库三维可交互式环境，提供全方位与实操式的体验，可通过鼠标随意旋转、拖拽、缩放等操作从任意不同视角进行查看仓库场景，且支持俯视、侧视、正视多个角度监控仓库场景实况。

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图扑 HT 三维可视化系统支持跨平台浏览，任何移动终端都可进行浏览，即使不在工位上的运维人员也可以通过手机或 IPad 进行监控，使得以往运维人员必须在主控室内进行管控的局限迎刃而解。

消防安防系统

消防监控

在图扑 HT 三维场景中，通过物联设备与图扑软件（Hightopo）可视化平台实时联动，以红色扩散的展现形式表示消防危险告警，并标注所在位置信息，点击告警区域查看相应的告警原因、区域责任人等信息。同时用户将根据该预警提示，及时安排运维人员前往对应预警点位进行处理。

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进入楼层内景中，以图标形式标注室内消防设备点位信息，用不同图标颜色展示设备对应的状态，可通过鼠标点击交互查看各设备状态的详细信息，使得用户直观且快速维护。

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安防监控

为实现园区内人、事、物统一管理，各个系统能够兼容在同一个管理平台上，能够实现一键联动指挥，快速响应和处置突发事件。并能通过视频、周界等消除安全死角，保障园区内的人和财物安全。

安防监控在园区智能化管理中显得尤为重要。图扑软件三维可视化监控系统通过对照现场实际监控点位，在三维场景中按点摆放监控模型或图标，还原现场监控情况，让用户直观掌握现场监控点位情况。通过与监控视频流的对接，实现在三维场景中任意交互某一监控模型，均可调用当前摄像头监控画面。

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消防水系统

供水系统是指按一定质量要求供给不同的用水部门所需的蓄水库、水泵、管道和其它工程的综合体。系统采用模块化思想，并具有统一的、全面的地址空间型和信息模型。动态线条代表蓄水池中的水由给水管道供水的全流程，运管人员可视化查看大楼供水管网布局结构，实时掌握园区楼幢供水能耗数据和供水走向。

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可将 CAD 图纸导入 HT 系统，快速搭建三维场景，等比例还原水泵房，可清楚地查看水泵房内各设备布局情况。实现对水泵、水箱运行状态、液位等信息统一展示，满足了用户对水质、水量和水压的需求，解决供水系统在实际运行中由于需水量变化、事故停泵等问题，保证园区正常营业。

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隐患管理

可视化除了环境和信息展示之外，更重要的是远程监管和实时监控，感知园区运营环境状况，对园区重点区域、人员、车辆、告警事件等要素进行实时监测，妥善处理棘手的问题，减少园区损失，有效的辅助管理者对园区安全管控力。

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图扑软件三维可视化系统能够直观监控园区内每栋楼存在的隐患程度，通过点击交互可查看其隐患详情和责任人，实现 24 小时远程实时在线对园区内隐患监测、事故预警和应急处置支持。

 

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施工管理

根据施工方案，三维仿真动画虚拟施工过程，将安全设施的尺寸、重量、连接方式、布置形式直接以三维模型的形式表达出来，来选择施工设备、确定施工方法、配备人员，通过建模，可以帮助施工人员事先有一个直观的认识。可以实现进行临时设施的布置及运用，还可以帮助施工单位事先准确地估算所需要的资源，以及评估临时设施的安全性，是否便于施工，并可及发现可能存在的设计错误。通过可视化监控系统，可分门别类的深入分析施工过程中存在的问题并找出症结，提高现场风险监管力度。

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物流监控

图扑 HT 可视化系统从冷链中生鲜商品的总库存、出入库数量、各个楼单日货物进出情况的数据分析、今日订单的状态百分比分析、今日货物类型的柱状图分析以及本月订单情况的分析等不同角度来管理物流信息，以便企业可以及时了解和控制订单的情况，有效地进行产品物流监控与分析跟进，减少问题件的发生情况与查询管理。

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人流监控

园区作为的人员流动以及客流密度较为频繁，通过接入门禁识别、人脸监控等安防设备数据，利用不同的 2D 数据可视化样式展现园区内的各项人员客流情况人员。

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三维园区场景中标注重点区域的门禁监测点图标，对接物联网后台数据，接入门禁点状态进行展示，点击图标可展示对应信息，包括人员姓名、部门、所在位置、入园方式及时间。园区内各个大门的人员出入情况可通过三维信息面板的形式摆放在对应区域，直观展示出园、入园、访客对应人数，有助于园区管理人员实时了解园区人流情况。

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左右两侧面板展示了园区内人流监控的相关统计数据，图扑 HT 可视化利用丰富的图表、图形和设计元素将相对复杂、抽象的数据通过可视的方式以更直观理解的形式展现，便于园区运维人员的高效管理，无需通过人工核算等复杂形式进行园区的运维分析。

车流监控

可通过图扑 HT 可视化通过 3D 展示园区内实时车流情况，系统通过结合地磁方式记录园区内车位情况：园区内总车位数量、空闲与及已使用车位情况、展示常规车辆、新能源、货车等车辆的剩余情况。

图扑 HT 可视化不仅可以处理海量的后台信息并且通过不同的数据可视化样式展示在园车辆、轿车、货车的每日车流量数据。物流车辆在进出配合视频车牌识别系统，可统计车辆进出情况，联动系统高效统计出车辆进出总数量、进出车辆数量，并通过数据可视化形式于面板展示，以及通过监测车辆的进出汇总进出车辆的类型（免检车、直通车、消防车、大货车、访客车辆以及其他车辆）并进行分析统计。

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园区内的物流货车都辅以 2D 面板进行信息的实时更新、展示货车编码、载货量以及货车状态，便于园区运维人员进行园区车流信息的管理。

总结

图扑软件的智慧冷链园区 3D 可视化系统将多种复杂的管理系统信息聚集在虚拟仿真环境下，搭建冷链园区全场景的呈现，通过在物流系统中采用物联网、大数据、云计算和人工智能等先进技术，使整个冷链物流系统运作如同在人的大脑指挥下实时收集并处理信息，做出最优决策、实现最优布局，冷链物流系统中各组成单元能实现高质量、高效率、低成本的分工和协同。

您可以至图扑软件官网查看更多案例及效果：https://www.hightopo.com/demos/index.html