一种基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台系统的制作方法

本发明属于智能交通领域，具体涉及一种基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台系统。

背景技术：

1、煤炭散货码头是煤炭运输和交易的重要环节，其运营管理涉及到多个环节和复杂的信息流动，传统的管理方式效率低下且容易出现安全问题。为了能实时掌控港区全景生产运行情况和生产作业状态，通过数字孪生技术实现港区物理世界在数字世界的镜像，充分运用大数据、物联网、移动互联、人工智能、北斗差分+uwb室内外融合定位、gis三维地图等先进技术，实现“一张图”智慧化生产安全管理目标，打造可视化运营管理平台，提高码头作业安全及效率，提升码头吸引力，促进码头可持续发展，顺应信息技术创新与应用趋势。基于此，有必要设计一种适用于散货码头的智慧运营平台。

技术实现思路

1、针对现有问题，本发明提供一种智慧运营平台，平台系统包括智能子系统和终端层、数据平台层、功能应用层、可视化层；所述智能子系统和终端实现港区内的煤炭运输信息进行智能化的加工、识别、定位、跟踪、监控、交换与实时管理；所述数据平台层现实对煤炭运输最优调度；这种平台可实现“一张图”智慧化生产管理的目标，打造可视化运营管理平台，提高码头作业安全及效率，促进码头可持续发展。

2、为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：

3、本发明提供一种基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台系统，该系统包括以下模块：

4、平台系统包括智能子系统和终端层、数据平台层、功能应用层、可视化层；

5、所述智能子系统和终端包括北斗定位模组、环境监测终端、智能闸机、摄像头、智能门禁、uwb定位模组、警示围栏、智能标签、移动终端；按照约定的协议将港区内的各种物品信息的业务数据利用网络连接，实现港区内的煤炭运输信息进行智能化的加工、识别、定位、跟踪、监控、交换与实时管理；

6、所述数据平台层通过iot网关、设备管理、系统集成、三维地图引擎、系统管理、ai分析、移动app对智能子系统和终端获取的视频监控数据、定位数据、门禁数据、环境监测数据、堆场仿真数据、管控数据进行处理，现实对煤炭运输最优调度；

7、所述功能应用层通过对数据平台层获取的数据内容进行功能逻辑处理，实现实时定位、实时告警、电子围栏、出入管控、视频监控、流机派遣、物联网设备管理、智能排产、违章识别、轨迹查询、告警统计、视野跟踪、门禁权限、环境监测、智能巡检、共享定位终端；

8、所述可视化层通过pc、大屏、移动终端将功能应用层前端展示。

9、基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台使用opc、webservice接口对散货码头物理空间中的人、物、环境的采集，实现对视频监控数据、定位数据、门禁数据、环境监测数据、堆场仿真数据、管控数据的对接。利用三维建模工具3dmax，gis三维底座实现港区物理三维模型的构建，将采集到的plc、gis、cad数据作为输入，对数据进行分析、预测，通过websocket对仿真模型进行驱动，最终实现数字孪生可视化建模以及港区“一张图”式智慧化生产安全管理与可视化运营管理平台。

10、一种基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台调度方法，应用于基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台系统中该方法包括：

11、s1、获取煤炭散货码头的路网信息图，构建邻接链表；所述连接链表包括：邻接链表由路网信息图中的每一个节点及其相邻的节点生成以该节点为头结点的一组链表；

12、s2、初始化d[i],p[i]、flag[i]变量；其中d[i]表示路径距离，p[i]表示路径距离下涵盖节点，flag[i]表示节点标志位；

13、s3、输入起点q和终点z，并根据两点的位置确定本次路径规划所搜索的节点范围m，最后把起点q加入到优先队列中；

14、s4、判断优先队列中节点元素是否为空，若为空执行s7；若不为空则在优先队列中提取优先节点p；然后判断flag[p]是否为1，若等于1，表示己经访问过该节点，跳转step3步骤；若不等于1，继续执行；

15、s5、标记flag[p]＝1，检验起点q到优先节点p中所连接目标点p’的距离是否变小，若变小则更新d[p’]，同时记录p[p’]为路径信息，若相等，计算两路径中的拐弯半径，转弯半径大的作为最优路径；

16、这是由于拐弯半径会影响车辆运输速度，拐弯半径越小，车辆需要减速量越大，那么容易导致路口车辆拥堵产生；为了提高路网的综合运力，设置拐弯半径大的路径为最优路径可以有效缓解这一情况；

17、s6、把p’加入优先队列后跳转s4；

18、s7、输出起点q到终点z的最短距离和最优路径。

19、进一步地，链表结构包括：vertex-firstedge-adjvex-weight-next；

20、其中vertex表示起点，包括vi节点，firstedge表示第一边；adjvex表示当与vi节点相连的编号，weight表示vi节点到当前节点的权重，next表示的是与vi节点相连的下一个节点的指针。

21、进一步地，煤炭散货码头的路网信息图包括装卸煤炭码头，装卸煤炭仓库节点，装卸煤炭仓库节点之间的道路。

22、进一步地，智能子系统根据装卸煤炭车辆的实时位置以及目标位置计算最优路径。

23、进一步地，优先节点p包括多个连接目标点p’，所述优先节点为选点范围中的与上一节点直接相连的节点。

24、一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口以及程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行如基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台调度方法中的步骤的指令。

25、一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台调度方法的指令步骤；

26、本发明的有益效果如下：

27、通过平台系统包括智能子系统和终端层、数据平台层、功能应用层、可视化层；智能子系统和终端实现港区内的煤炭运输信息进行智能化的加工、识别、定位、跟踪、监控、交换与实时管理；数据平台层现实对煤炭运输最优调度；这种平台可实现“一张图”智慧化生产管理的目标，打造可视化运营管理平台，提高码头作业安全及效率，促进码头可持续发展。

28、通过智能系统的调度算法优化，提升了调度效率，改善了路网的运载能力。

29、上述说明，仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述说明和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，特举较佳实施例，详细说明如下。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台系统，其特征在于，该系统包括：依次相连的智能子系统和终端层、数据平台层、功能应用层、可视化层；

2.一种基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台调度方法，应用于权利要求1中的基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台系统中，该方法包括：

3.根据权利要求2所述基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台调度方法，其特征在于：所述链表结构包括：vertex-firstedge-adjvex-weight-next；

4.根据权利要求2所述基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台调度方法，其特征在于：煤炭散货码头的路网信息图包括装卸煤炭码头，装卸煤炭仓库节点，装卸煤炭仓库节点之间的道路。

5.根据权利要求2所述基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台调度方法，其特征在于：智能子系统根据装卸煤炭车辆的实时位置以及目标位置计算最优路径。

6.根据权利要求2所述基于数字孪生的煤炭散货码头智慧运管平台调度方法，其特征在于：优先节点p包括多个连接目标点p’，所述优先节点为选点范围中的与上一节点直接相连的节点。

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、通信接口以及程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求2-6所述方法中的步骤的指令。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求2-6所述方法中的步骤的指令。

技术总结
本发明公开了一种智慧运营平台，平台系统包括智能子系统和终端层、数据平台层、功能应用层、可视化层；所述智能子系统和终端实现港区内的煤炭运输信息进行智能化的加工、识别、定位、跟踪、监控、交换与实时管理；所述数据平台层现实对煤炭运输最优调度；这种平台可实现“一张图”智慧化生产管理的目标，打造可视化运营管理平台，提高码头作业安全及效率，促进码头可持续发展。

技术研发人员：王峥,张志敏,吉学斌,李哲,王敏合,张鹏
受保护的技术使用者：国投中煤同煤京唐港口有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14