图扑数字孪生军事营区，实现主动防御

Posted 2022-09-24 图扑软件

前言

20 世纪 50 年代初中国人民解放军开始自建营区。传统营区管理系统以独立的“点状”系统为主，缺乏集控平台，全局管理复杂度高。70 年代末提出建设智能化营区，并向“数字化、智能化、网络化、互动化、融合化”的方向靠拢。通过建设集光电、雷达、红外、电磁频谱监测、北斗定位、物联网和虚拟仿真等技术于一体的场区监控系统，对核心训练场区实现广域覆盖、多维感知、全景展现，进一步支撑态势掌控，丰富沙盘推演、复盘检讨及丰富场区管理手段。

效果展示 

图扑软件数字孪生的智能化营区集指挥办公、军事训练、政治文化、营连生活、后装保障、融合服务六大区域于一体。将可视化技术与物联网、大数据、云计算、边缘计算、AI 等技术结合，促进物的智能与官兵智慧在军事管理领域的最优汇聚，实现人员管理、作风管理、安全管理、能耗管理、设备管理、预警管理等功能中的海量数据分析，达到“信息备战、信息施训、信息促管、信息共享、数据可视、智能应用”目的。

通过 Hightopo 构建的可视化营区以人工轻量化建模的方式搭建营房建筑、给排水设施、供电设施、供暖设施、绿化设施、消防设施、训练场、营区道路等物理环境。效果主要以贴图呈现，模型精度高，场景互动性强，可自由进行单体化处理。图扑软件也提供导入 IFC 格式的 BIM 功能，在某些场景下使用 BIM 信息降低开发成本.

将时间信息接入图扑可视化系统，分开模拟白天、黑夜，提供贴合实际的 24 小时监控场景。通过可视化系统实现数据的获取、分析、应用和展示，横向打通各类智能感知设备，实现“一张图”看全部队人员、装备、物资、安防等各类数据，进行全要素、多维度的动态显示和分析研判。

图扑软件可通过航拍倾斜摄影，以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，获取丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。真实反映地物信息，通过定位、融合、建模等技术，生成具有地理坐标系信息的三维营区模型。航拍建模可以准确的和 GIS 匹配，可以根据用户浏览时和场景的距离显示不同精度的 LOD 层级模型。

市面上的 GIS 系统常见的是基于 Cesium、Mapbox、Leaflet、Openlayers 等进行实现。HT for Web GIS 产品支持对不同地图瓦片服务或数据、航拍倾斜摄影实景的 3DTiles 格式数据以及城市建筑群等不同的 GIS 数据的加载，同时，结合 BIM 数据轻量化、三维视频融合等技术优势，在 GIS 系统中对海量的 POI 数据、交通流量数据、规划数据，现状数据等进行多样化的可视化展示。

系统分析

军事营区

“兵者，战、守、迁，皆施于营垒。”营区作为部队赖以生存的物质基础，地址一般根据军事部署、自然环境、建筑技术和经济指标等择优选定，需有利战备、方便生活。一般以城镇为依托，靠近交通要道。营房智能化水平与军队后勤保障、部队训练、生活、战备息息相关。智能化营区能适应多型部队：一栋营房满足多种需求；一栋库房匹配多代装备。

通过监视雷达、全景视频监控、可见光红外双光谱摄像机、电磁频谱监测设备、气象监测设备、高精度时空感知设备、物联网基站等传感设备。实现电磁频谱监测、高精度时空感知、全景视频监控、气象环境监测、雷达警戒观察等全维态势的感知。

鸟瞰漫游

采用图扑轻量化三维建模技术，根据营区现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料进行还原外观建模展现科技会议楼、办公楼、宿舍、行政楼、车库、军械库等营区建筑。也可通过 BIM 可视化解决方案构建建筑的三维场景，通过 BIM 转 OBJ 功能和加载后通过 API 改变颜色、更换贴图功能，实现 BIM 模型的外观优化。采用第一人称视角漫游模拟在营区内的巡视过程，并进行禁区或者危险区域的查看。通过无人机视角漫游俯瞰整个园区设施、设备，展示营区的地理环境，周边地形，提前进行自然灾害预警。

库区信息

利用图扑多样化的图表形式展现人员在位数量、车辆可用信息、占地情况、洞库数量、地面库数量。机关战备车库可与机关楼相邻建设，与战备器材库相通，实现快速装载、快速出动。不同库存区漫游时自动弹出面板查看温度和湿度，可点击相关图标直接跳转不同库区。

智能监控

图扑软件基于 html5 标准的组件库，可无缝对接 HTML5 各项多媒体功能。将营区内重点区域的监控画面接入图扑可视化系统，对异常目标的运动状态及目标类型准确估计，根据行为或自身状态的变化，实现行动航迹自适应优化调整、高精度跟踪控制，提升整个网络信息系统的联合监控能力。对各种突发事件及时告警，可联动调取事件周边摄像头查看现场情况，并记录处置过程。当监控拍到营区周围有可疑人员活动或发生火灾等，可视化大屏及时显示，同时响起报警，提醒相关人员解决问题。

告警数据

智能分析技术将被动监控转化为主动监控，由系统通过先进的分析算法，按照一定的规则进行实时的分析和判断，对可疑事件和行为进行告警，能够极大的提高视频的利用效率。图扑可视化的 2D 面板以列表形式显示当前营区的告警数据，如告警等级、位置、区域、人员、联系方式。工作人员可根据信息及时响应，并安排人员快速处理，避免事故扩大引起恐慌或导致泄密。

出入管理

在智慧军营安防建设上，离不开对门禁的管控。出入管理可将图扑可视化技术、AI 人脸识别技术、微机自动识别技术、现代安全管理措施融为一体。将安防系统内的人员和车辆出入信息、视频监控、消防报警以图文形式进行传输、存储，并在图扑可视化系统共享。通过可视化集成门禁通道信息，实施智能通道管理，实现实时监控、联动图像采集、信息精准记录等功能，开始从“人防”到“技防”的转换。

行政办公

通过图扑软件将 2D 和 3D 无缝融合，显示整个营区的组织架构，按军衔列出组织架构图并标示名称和职位。可基于云计算技术和军队安全可控建设要求构建行政办公系统，依托电子签章和数据加密技术，实现网络化办公，提高指挥、办公效率，提高作战响应能力。

营区一般施行“一类场所一项制度、一类房间一项规定、一类岗位一项职责”的管理模式，各类库室专室专用、专人专责，确保管理秩序正规、设备运行稳定、武器状态良好。

电子巡检

营区巡逻人员手持巡检器，沿着规定的路线巡查，同时在规定的时间内到达巡检地点。以橘色的动态线条显示巡检进度和已检区域。巡检器会自动记录到达该地点的时间和巡检人员，然后通过数据通讯线将巡检器连接计算机，把数据上传到图扑可视化系统并在 2D 面板显示巡更记录，对巡检数据进行自动分析并智能处理，可对应时间查看巡更点和巡更人员名称。通过 Web 网页对系统运行情况进行监控，接收报警，处理报警，查询历史信息。

军事营区内有许多区域涉及国家机密需进行周而复始的巡检。以前，对于巡检的监督主要是靠纸笔签到完成，这就存在代签、补签无据可查的问题。电子巡更通过 RFID 或者 TM 卡等移动识别技术，将巡更巡检工作中的信息自动准确记录。

周界防护

电子围栏是目前较为先进的周界防护报警系统，主机采用了先进的“阻挡为主，报警为辅”的周界安防理念，集“威慑、阻挡、报警、安全”于一身，可自定义围栏区域。图扑可视化系统内采用红色、橙色、黄色、绿色进行风险区分。当电子围栏设置后，有陌生人员闯入后台会及时收到报警信息，工作人员可第一时间了解入侵者并采取驱逐措施。

机房监控

图扑软件 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展现全国机房分部图、各辖区数据中心节能率排名、全年节能率对比、节能情况等。通过物理场景的全方位、3D展现，可随时查看机房环境，管理设备，如机房内机柜、布线等，便于运维了解机房布局和资源状况，出现问题快速定位。

图扑软件也可通过三维仿真技术完整还原数据中心全貌，进一步实现对数据中心众多子系统集中调配管理的目的。

仓库可视化

通过智能监控、智能烟感、智能温感、智能线路预警等多种智能硬件，获取仓库实时环境监测数据，形成消防报警体系，在图扑软件三维可视化系统中显示实时数据和预警信息。通过室内三维仿真建模，快速查看仓库内景、库存或告警信息，可快速查找和定位货物及基础设备信息。结合仓库数据库、RFID设备、智能安防监控设备联动，形成态势平台，将车库、战备物资库、枪械库分类，展示仓库内物资模块化存放的特点，实现信息化、智能化管理。

车库管理

车库界面左右两侧的 2D 面板可查看车库容量、面积和装甲侦察车、步兵战斗车、反坦克导弹车、特种车辆等的数量。3D 场景以 YW703 装甲指挥车为例，可点击单个车辆可查看车长、车宽、爬坡度、单位功率、车高、发动机、型号、装甲结构类型等车辆信息。

将图扑软件与智能化设备相结合，实现线上申请、车场调度、线下管理三位一体的车辆信息化管理模式。以车辆智能化管理为目标，让车辆进出方便、快捷、安全，提高部队的车辆管理水平。

营区车辆配电子行车证，将每台车的基本信息输入电子行车证，将驾驶员个人信息输入电子驾驶证。再将信息接入图扑可视化系统，以便查看。车辆保养时间实时显示，及时进行维保，让车辆随时保持良好性能。

出勤任务表列出任务情况，点击列表可弹出 2D 面板查看具体车辆信息。车辆出入营区时由车辆进出系统验审，即时记录储存进出车牌号、进出时间等信息。未派遣车辆私自出车时，系统发出报警声。可通过局域网实现数据连接以便随时查阅。车辆外出因特殊情况熄灯前不能按时归队时系统可自动发送短信通知车管员。

对于单个车辆的监控管理，图扑软件以智慧坦克管理场景为例，围绕坦克的推进系统、装甲系统、武器系统、火控系统四个方面，展开部件管理、指挥系统、故障诊断的动态数据描述。

战备物资库

通过图扑软件构建的战备物资库展示重点库房温湿度动环监测数据，库存库容信息，作业状态。对温湿度的监测能保障战备物资使用性能良好。出于安全性的考量，受潮的物资安全性无法得到保证，一般会送去销毁。对库房工作状态的监控能合理安排卸货区域，提高库房利用率。

对营区战备物资打码贴签，区分质量等级、使用状态、保障能力，实现标准配置、精确定位。可视化场景内点击单个物品可查看物品名称和数量。

军械库

军械库一般按照“建制同柜、模块存取、大件上架、定位存取”的要求存放武器。以自动步枪、狙击步枪、冲锋枪等为例进行演示，点击单个枪支可查看该枪支的类型、数量、生产日期。通过温湿度监控避免枪械受潮受损。

洞库可视化

宋朝发明了世界上第一支火药火箭。明朝军事著作《武备志》中，记载了多达几十种火箭及其发射装置，被视作现代火箭炮的雏形。

火箭炮、巡航导弹、弹道导弹是一种能在短时间内将大量火力向敌方阵地倾斜的高性能武器。因其射程远、射击速度快、火力密集程度高，往往使敌防不胜防。经过长期的发展，我国的火箭系统已经发展成若干系列，如 PHL-03 火箭炮、A300 火箭炮、WS-2D 火箭炮。

在图扑可视化的洞库界面可查看不同种类导弹的库容量及该类洞库内的温湿度。点击场景下方快捷导航栏，可切换到不同洞库。在现代化营区的导弹模拟训练专修室向电脑软件输入相关参数、戴上 VR 眼镜后，可进行模拟训练并记录成绩。

智慧军营建设需打破信息孤岛，突破地域限制，实现多协同操作、互联互通、信号共享、资源整合利用。《关于推进营区基地化标准化建设的意见》指出构建营区布局新体系，运用“四新”成果、数字赋能、绿色建造等手段提升军事设施科技水平。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接：图扑软件 - 构建先进 2D 和 3D 可视化所需要的一切