概述

智慧消防數字孿生三維應用是一種基于現代信息技術的綜合管理系統，旨在通過三維建模和實時監控提升建筑物的消防安全管理水平。該系統不僅實現了對院區設施的精細化建模，還集成了多種功能模塊，如消防設備點位及管網模型、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字孿生三維應用的功能、結構及其應用場景。

系統功能

院區設施模型精細化建模

三維地圖渲染效果

智慧消防數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。系統能夠支持不少于20個用戶同時并發實時查看基于三維地圖的業務應用，確保多人協作的高效性。

用戶權限設置

為了保障數據的安全性和隱私性，系統支持通過用戶和角色權限設置進行分級授權。不同級別的用戶可以查看和管理不同的業務數據，確保信息的合理分配與使用。

紋理采集與處理

系統要求紋理采集像素不低于1200萬像素，確保成果照片無漏拍、無模糊現象。數據精度方面，平面套合誤差需小于5厘米，結構精度需大于20厘米。所有紋理素材均采用真實照片為基礎，經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，非固有紋理則使用紋理庫中的相似紋理進行表現。公共空間、走廊、墻面等區域進行合理化貼圖，以達到仿真效果。

模型對象

• 室內建模：精確表達室內建筑和固定設施的外觀、結構、材質和紋理，包括墻壁、地板、天花板、柱子、樓梯、電梯等。對于室內的設備和小型物件，如空調、燈具、消防設備、家具等，要求不低于L4級模型，確保高度還原其外觀和結構細節。

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

消防融合三維應用

消防設備點位及管網模型

在三維模型中增加消防設備點位及消防管網模型，包括風管、電路、管網、報警、噴淋、梯控等系統組件的精細化建模，建模等級不低于L4級。系統展示設備運行狀態及數據，滿足日常安全管理需求。

安防及消防設施分布及狀態展示

系統直觀展示安防及消防設施的分布及狀態情況，以三維形式全景呈現，融合“綜合安防、智慧消防”等系統業務，實現安全指數、動態告警、安全趨勢、巡檢狀態等業務的直觀展示，全方位呈現院區安防、消防安全態勢，便于進行安防、消防設備的日常管理及智能聯動。

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，并根據室內材質、火焰大小、天氣、時間、空間大小等因素生成火災預演模型，在三維地圖上呈現火災預演模型及火災處置預案。

三維基礎引擎

平臺架構

系統采用B/S架構，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，實現實時動態渲染。

渲染能力

支持高質量反射渲染能力，如玻璃、金屬、水面流體等。開啟光線追蹤技術，支持PBR材質渲染，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個用戶同時并發實時查看基于三維地圖的業務應用，用戶終端顯示分辨率不低于1080P，確保系統的流暢性和穩定性。

三維消防報警定位

報警信息接入與展示

系統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，并與視頻監控系統進行聯動，提供多維度的事件管理和分析工具。

消防基礎數據看板

數據展示與統計

三維數字孿生看板展示消防設備設施的基礎數據，點擊對應管網可穿透至各管網系統圖。支持院區、建筑、樓層級別以圖表形式查看統計數據，按設備類別分別統計設備的總數量信息。

設備狀態監控

展示所有設備的在離線情況，通過圖表統計設備的在線數量與離線率，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量進行統計，提供全面的數據分析工具。

三維地圖性能擴容

實時并發性能

系統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，確保大規模數據處理的穩定性和效率。

視頻融合

多路視頻融合

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

硬件支持

系統包含視頻融合硬件服務器，可根據路數確認數量，確保視頻處理的高效性和穩定性。

應用案例與優勢

應用案例

某大型醫院采用了智慧消防數字孿生三維應用系統，實現了對整個院區消防設施的全面覆蓋和實時監控。系統上線以來，多次成功預警了消防設備的異常狀態，避免了可能發生的火災風險。此外，通過火災點預演功能，醫院能夠在虛擬環境中模擬火災發生的過程，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。

實施優勢

1. 提高安全性：通過實時監控和智能報警，確保消防設施隨時可用，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. 節約成本：減少人工巡查需求，降低運維成本，同時延長設備使用壽命。

5. 優化資源分配：通過精準的設備狀態監控和數據分析，幫助合理調配消防資源，提升整體管理水平。

結語

智慧消防數字孿生三維應用代表了現代消防技術的發展方向，它通過集成多種先進技術，實現了對消防設施的全方位、多層次監控。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支持。隨著技術的不斷進步，未來該系統還將繼續演進和完善，為保障人民生命財產安全作出更大貢獻。