WebGIS 地鐵交通線網(wǎng)數(shù)字孿生

數(shù)字孿生技術(shù)在地鐵線網(wǎng)的管理和運(yùn)維中的應(yīng)用是一個(gè)前沿且迅速發(fā)展的領(lǐng)域。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及人工智能技術(shù)的發(fā)展，地鐵線網(wǎng)數(shù)字孿生在智能交通和智慧城市建設(shè)中的作用日益凸顯。

圖撲軟件基于 HTML5 的 2D、3D 圖形渲染引擎，結(jié)合 GIS 地圖，以 B/S 技術(shù)架構(gòu)打造地鐵線網(wǎng)數(shù)字孿生平臺(tái)。地鐵線網(wǎng)數(shù)字孿生將通過高級(jí)傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段實(shí)時(shí)收集運(yùn)行數(shù)據(jù)（包括車輛位置、客流量等），并通過高效的數(shù)據(jù)處理能力實(shí)現(xiàn)對地鐵系統(tǒng)狀態(tài)的全面監(jiān)控與預(yù)測，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)整合與優(yōu)化。助力地鐵運(yùn)營管理朝著更高效、更智能、更安全的方向發(fā)展，推動(dòng)交通行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

本文將介紹通過圖撲軟件自研 HT for Web 產(chǎn)品的二三維協(xié)同設(shè)計(jì)工具、2D&3D 組態(tài)、低代碼開發(fā)等各類可視化工具，搭建動(dòng)態(tài)的長沙地鐵線網(wǎng)場景，通過圖形化技術(shù)來展示地鐵的路線及站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)布局，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的交互式地鐵地圖。

線路監(jiān)控

本次可視化項(xiàng)目以長沙地鐵線網(wǎng)為背景，將其地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）的數(shù)據(jù)進(jìn)行豐富的可視化展示。項(xiàng)目集成了 GIS 地圖，展示了長沙地鐵的線路分布、重要活動(dòng)、擁擠狀況和站點(diǎn)流量等信息，使地鐵線路信息直觀易懂。

地鐵線路概覽圖清晰地顯示了各條線路的顏色、方向、換乘站和站點(diǎn)名稱，幫助乘客快速規(guī)劃路線，有效提升出行效率。地鐵線路概覽圖是連接乘客與地鐵運(yùn)營的橋梁，是確保地鐵系統(tǒng)順暢運(yùn)行的重要工具之一。

GIS 地鐵線網(wǎng)

圖撲軟件應(yīng)用自主研發(fā)核心產(chǎn)品 HT for Web GIS，實(shí)現(xiàn)可交互的 Web 城市軌道交通線網(wǎng)可視化管理運(yùn)維平臺(tái)，將其 GIS 的數(shù)據(jù)進(jìn)行豐富的可視化展示。

地鐵線網(wǎng)可視化大屏結(jié)合 GIS 地圖，輔以左右兩側(cè)面板進(jìn)行展示。左側(cè)是系統(tǒng)主菜單，一級(jí)菜單下拉可展開二級(jí)菜單，右側(cè) 2D 面板展示了地鐵線路建設(shè)及開通情況、地鐵規(guī)模指標(biāo)、地鐵線路工單統(tǒng)計(jì)、全線網(wǎng)運(yùn)行效率及各線路運(yùn)營統(tǒng)計(jì)等，圖撲 HT 可視化利用豐富的圖表、圖形和設(shè)計(jì)元素將相對復(fù)雜、抽象的數(shù)據(jù)通過可視的方式以更直觀理解的形式展現(xiàn)。

HT for Web GIS產(chǎn)品支持對不同地圖瓦片服務(wù)數(shù)據(jù)、航拍傾斜攝影實(shí)景的 3DTiles 格式數(shù)據(jù)以及城市建筑群等不同的 GIS 數(shù)據(jù)的加載。在設(shè)計(jì)上也可以通過對地圖供應(yīng)商提供的建筑白模加工優(yōu)化，進(jìn)行 AO 貼圖烘焙，增加模型間的陰影關(guān)系，達(dá)到實(shí)用且賞心悅目的效果。

站點(diǎn)可視化

頁面下方分布各線路控制按鈕，按鈕顏色及其線路編號(hào)與三維場景一一對應(yīng)，可控制三維場景中線路效果的全部或獨(dú)立展示。當(dāng)鼠標(biāo)懸浮在線路按鈕上時(shí)，展開該線路下的站點(diǎn)名稱列表，點(diǎn)擊某一站點(diǎn)，三維場景視角可拉近到對應(yīng)站點(diǎn)位置，查看站點(diǎn)所在位置及周邊情況。

圖撲 HT 可視化平臺(tái)處理 3D 場景中的元素交互，當(dāng)鼠標(biāo)懸浮展示站點(diǎn)名稱，點(diǎn)擊站點(diǎn)可查看站點(diǎn)基本信息。也可通過下方按鈕，控制整個(gè)線網(wǎng)站點(diǎn)名稱的顯示隱藏，不需要關(guān)注站點(diǎn)名稱時(shí)，將其隱藏，使得線網(wǎng)在 GIS 地圖上的布局清晰可見。

重保活動(dòng)

在重要節(jié)日或重大活動(dòng)期間，地鐵站點(diǎn)需要加強(qiáng)安全檢查，設(shè)置安檢設(shè)備并仔細(xì)檢查攜帶物品，以防止危險(xiǎn)物品進(jìn)入車站。此外，地鐵站還應(yīng)制定詳盡的緊急疏散計(jì)劃，確保在緊急情況下能夠迅速且有序地疏散乘客。

通過圖撲軟件的可視化技術(shù)，重點(diǎn)活動(dòng)的地鐵站點(diǎn)會(huì)在頁面左上角的地鐵重保活動(dòng)列表和 3D 地圖線路上進(jìn)行特殊標(biāo)記。用戶點(diǎn)擊列表中的任一活動(dòng)項(xiàng)時(shí)，可在地圖上交互式地查看對應(yīng)站點(diǎn)及活動(dòng)的基本信息，包括緊急疏散計(jì)劃的詳情，以提高安全管理效率和應(yīng)急響應(yīng)速度。

擁擠情況

各線路的擁擠情況通過不同的顏色來表示，綠色代表舒適，黃色代表較舒適，橙色代表輕度擁擠，紅色代表擁擠，通過點(diǎn)擊擁堵路段可實(shí)時(shí)查看該路段斷面擁擠度數(shù)值。

通過圖撲軟件數(shù)字孿生技術(shù)在三維場景中展示各線路擁擠程度的實(shí)時(shí)信息，支持融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等各類信息技術(shù)，整合地鐵線網(wǎng)現(xiàn)有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，通過簡潔的“一張圖”形式來管理線網(wǎng)的擁擠狀況。這有助于乘客更有效地規(guī)劃出行，避開高峰期的擁擠。

數(shù)據(jù)可視化

通過對接后臺(tái)數(shù)據(jù)接口將線網(wǎng)斷面擁擠度統(tǒng)計(jì)情況進(jìn)行展示，每個(gè)級(jí)別對應(yīng)的客流數(shù)量實(shí)時(shí)更新，當(dāng)客流量過大時(shí)，右側(cè)告警列表實(shí)時(shí)預(yù)警，并顯示每條預(yù)警信息的處理狀態(tài)。地鐵線網(wǎng)斷面擁擠度統(tǒng)計(jì)展示的實(shí)施主要服務(wù)于實(shí)現(xiàn)智慧交通系統(tǒng)、改善乘客出行體驗(yàn)以及提升運(yùn)營管理水平。

圖撲軟件 HT 支持多種方式的模型渲染，采用輕量化三維建模技術(shù)，以三維場景為基礎(chǔ)，2D 數(shù)據(jù)面板為輔，統(tǒng)計(jì)出線路的運(yùn)行情況、列車行車間隔對比、歷史路網(wǎng)客流 TOP3、以及實(shí)時(shí)告警事件處理情況，實(shí)現(xiàn)地鐵線網(wǎng)擁擠情況的數(shù)字化管理。

站點(diǎn)流量

圖撲地鐵線網(wǎng)數(shù)字孿生通過對接后臺(tái)接口數(shù)據(jù)能夠精確模擬客流動(dòng)態(tài)，通過熱力圖的形式展示每個(gè)站點(diǎn)實(shí)時(shí)的客流量情況，管理者通過圖撲可視化管理平臺(tái)監(jiān)控高峰時(shí)段人流量，從而優(yōu)化車輛調(diào)度方案和站點(diǎn)管理，緩解擁擠狀況，提升乘客的乘車體驗(yàn)。此外，通過數(shù)據(jù)分析還可提供個(gè)性化服務(wù)，如基于位置的信息服務(wù)、乘車建議等可以顯示在頁面上。

車站統(tǒng)計(jì)信息展示

HT 可視化針對每個(gè)車站的設(shè)備故障數(shù)量進(jìn)行對比，將故障情況較多的站點(diǎn)利用餅圖以占比的形式進(jìn)行展示，有助于用戶識(shí)別出需要重點(diǎn)維護(hù)的車站。

HT 可視化面板也可以顯示所有車站任務(wù)的完成率、質(zhì)量指數(shù)、KPI 等信息，每個(gè)任務(wù)的時(shí)間和執(zhí)行情況清晰的展示在列表上，反映各線路車站的實(shí)時(shí)任務(wù)情況。從而幫忙線網(wǎng)運(yùn)營人員更好的調(diào)配資源，也提高了車站管理效率。

車站客流信息展示

HT 可視化面板展示每天進(jìn)站、換乘、出站的客流對比情況，中間展示當(dāng)前在站人數(shù)統(tǒng)計(jì)，并使用折線圖展示每天的進(jìn)出站人數(shù)變化，將實(shí)時(shí)客流趨勢直觀展示在右側(cè)面板上。進(jìn)出站客流對比展示不僅有助于了解客流動(dòng)態(tài)，還為進(jìn)一步的設(shè)施優(yōu)化、運(yùn)營調(diào)整提供了數(shù)據(jù)支持。

列車監(jiān)測

通過地鐵數(shù)字孿生，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測地鐵運(yùn)營狀態(tài)，包括車流情況、到站情況、運(yùn)行速度等，以此來優(yōu)化列車調(diào)度，減少等待時(shí)間，提高列車運(yùn)行效率。

實(shí)時(shí)監(jiān)測

在 3D 地圖線路上標(biāo)注還原線網(wǎng)上列車實(shí)時(shí)位置，通過鼠標(biāo)懸浮交互，可查看該列車車次號(hào)、是否準(zhǔn)點(diǎn)等基本信息，點(diǎn)擊列車圖標(biāo)，場景視角拉近可觀察到列車實(shí)時(shí)運(yùn)行軌跡。線網(wǎng)指揮中心管理人員可基于客流數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的資源分配，比如調(diào)整列車頻率、優(yōu)化人員配置等，從而提升地鐵線網(wǎng)運(yùn)營整體的服務(wù)質(zhì)量。

圖撲 HT 二三維結(jié)合，以多維數(shù)據(jù)的方式表達(dá)數(shù)據(jù)的各個(gè)屬性值，用戶能夠從不同的維度觀察數(shù)據(jù)，直觀全面地了解數(shù)據(jù)和列車分布信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)更深入的觀察和分析。

信息統(tǒng)計(jì)

通過對在途列車的實(shí)時(shí)跟蹤和統(tǒng)計(jì)，管理人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控列車運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理運(yùn)行中的各種突發(fā)情況（如列車故障、線路問題等），極大地提升了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?。在途列車統(tǒng)計(jì)表能夠?yàn)殍F路運(yùn)營管理提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持，利用圖撲 HT 的豐富可視化圖表組件，能夠清楚的展示每條線路在途列車數(shù)量對比和列車晚點(diǎn)情況對比，從而針對性地作出調(diào)度調(diào)整和管理決策。

圖撲軟件根據(jù)列車安全管控的實(shí)際需求，對接后臺(tái)告警數(shù)據(jù)，對線網(wǎng)列車內(nèi)設(shè)備告警以及事件告警信息列表進(jìn)行匯總展示，并通過智慧管理平臺(tái)推送報(bào)警信號(hào)。通過 2D 面板展示設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)以及實(shí)時(shí)告警列表，便于運(yùn)維人員進(jìn)行跟蹤閉環(huán)處理。

圖撲軟件數(shù)字孿生技術(shù)為地鐵系統(tǒng)的運(yùn)營管理提供了新的思路和工具，是提升地鐵系統(tǒng)智慧化水平、構(gòu)建安全高效運(yùn)營體系的關(guān)鍵。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其在未來城市交通發(fā)展中的作用將會(huì)越來越重要。

下一篇文章我們將繼續(xù)探討數(shù)字孿生地鐵的其他應(yīng)用如車站監(jiān)測、安全管理、機(jī)房監(jiān)控等內(nèi)容，敬請期待~

審核編輯 黃宇