基于数字孪生的智能运维系统及其运行方法与流程

本发明涉及计算机领域，具体而言，涉及一种基于数字孪生的智能运维系统及其运行方法。

背景技术：

1、铁路信号运维主要是对铁路系统中众多信号设备的维护和管理，以确保铁路运输的安全和高效运行，包括对信号设备进行定期检查、故障排除、维修和更换等工作。在传统的铁路信号运维中，主要依赖于人工巡检和维护，这种方式存在工作量大、信息传递慢、效率低、运维成本高等问题，且一旦危险发生时不能及时响应处理。

2、因此，如何提高铁路信号运维的效率和准确性，降低运维成本，成为了一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于数字孪生的智能运维系统及其运行方法，以改善现有技术存在的问题。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本发明提供一种基于数字孪生的智能运维系统，所述智能运维系统包括服务器平台以及与所述服务器平台通信连接的信号集中监测器和可视化终端；

4、所述信号集中监测器用于采集物理空间中多个物理信号设备的实时状态信息，并负责故障报警；

5、所述服务器平台用于将每个物理信号设备的实时状态信息关联至对应的三维模型，并运行预先建立的数字孪生三维系统；所述数字孪生三维系统包括每个物理信号设备在数字空间中对应的虚拟信号设备；

6、所述可视化终端用于对所述数字孪生三维系统进行可视化展示，并在用户控制下实现对所述数字孪生三维系统的智能运维。

7、在可选的实施方式中，所述服务器平台包括通信连接的数据库服务器和应用服务器；所述数据库服务器与所述信号集中监测器通信连接；所述应用服务器与所述可视化终端通信连接；

8、所述数据库服务器用于负责数据存储；

9、所述应用服务器用于运行所述数字孪生三维系统，并与所述可视化终端进行信息传输和数据交互。

10、在可选的实施方式中，所述智能运维系统还包括与所述服务器平台通信连接的便携终端，用于实现设备信息的查询、报警信息的推送以及检修计划的推送和制定。

11、第二方面，本发明提供一种智能运维系统的运行方法，应用于如前述实施方式任一所述的智能运维系统，所述智能运维系统包括服务器平台以及与所述服务器平台通信连接的信号集中监测器和可视化终端；所述方法包括：

12、所述信号集中监测器将采集的物理空间中多个物理信号设备的实时状态信息传输给所述服务器平台；

13、所述服务器平台基于所述多个物理信号设备的实时状态信息运行预先建立的数字孪生三维系统；

14、所述可视化终端显示所述数字孪生三维系统和功能栏，所述功能栏包括数字巡检按钮；所述数字孪生三维系统包括每个物理信号设备在数字空间中对应的虚拟信号设备；

15、所述可视化终端响应于用户针对所述数字巡检按钮的点击操作，显示巡检计划栏；所述巡检计划栏包括多条巡检计划；

16、所述可视化终端响应于用户针对任一目标巡检计划的巡检启动操作，向所述服务器平台发送巡检请求；

17、所述服务器平台基于所述巡检请求获得目标巡检计划对应的目标巡检路径；所述目标巡检路径包括多个虚拟信号设备对应的巡检点；

18、所述服务器平台基于所述目标巡检计划向所述可视化终端实时传输所述目标巡检路径中的各个巡检点在所述数字孪生三维系统中的场景图像，以使所述可视化终端显示所述场景图像供用户查看。

19、在可选的实施方式中，所述服务器平台存储有每条所述巡检计划对应的巡检路径、巡检状态、预设停留时间以及所述巡检路径的每个巡检点的至少一个指定巡检视角；

20、所述服务器平台执行所述目标巡检计划进行数字巡检，并在数字巡检过程中向所述可视化终端实时传输所述巡检路径中的各个巡检点在所述数字孪生三维系统中的场景图像的步骤，包括：

21、从所述巡检路径的第一个巡检点开始，针对每个巡检点，获取所述巡检点的多个指定巡检视角；

22、从所述巡检点的第一个指定巡检视角开始，每隔所述预设停留时间向所述可视化终端发送所述巡检点的一个指定巡检视角在所述数字孪生三维系统中的场景图像，直至所述巡检点的最后一个指定巡检视角时完成对所述巡检点的数字巡检；

23、遍历所述巡检路径的每个巡检点，将所述目标巡检计划的巡检状态从进行中更新为已完成。

24、在可选的实施方式中，所述方法还包括：

25、所述可视化终端响应于用户的录制启动操作，在显示所述场景图像的同时进行视频录制；

26、所述可视化终端响应于用户的录制结束操作或者基于所述服务器平台发送的执行完成提示，获得巡检视频并保存。

27、在可选的实施方式中，所述巡检计划栏还包括每条所述巡检计划对应的删除按钮和修改按钮；所述服务器平台存储有每条所述巡检计划对应的启动时间；

28、在所述可视化终端响应于用户针对所述数字巡检按钮的点击操作，显示巡检计划栏的步骤之后，还包括：

29、所述可视化终端在感知到用户的删除操作时，基于所述删除操作对应的待删巡检计划向所述服务器平台发送删除请求，以使所述服务器平台根据所述删除请求删除所述待删巡检计划；

30、所述可视化终端响应于用户针对任一特定巡检计划所对应修改按钮的点击操作，显示修改界面；

31、所述可视化终端接收用户在所述修改界面输入的新启动时间和/或新巡检路径，并将所述新启动时间和/或新巡检路径发送至所述服务器平台，以使所述服务器平台对所述特定巡检计划的启动时间和/或巡检路径进行更新。

32、在可选的实施方式中，所述巡检计划栏还包括校验按钮；

33、在所述可视化终端响应于用户针对所述数字巡检按钮的点击操作，显示巡检计划栏的步骤之后，还包括：

34、所述可视化终端响应于用户针对所述校验按钮的点击操作，向所述服务器平台发送冲突校验请求；

35、所述服务器平台基于所述冲突校验请求，查找出所述启动时间之差不超出预设时长的每对冲突巡检计划，并将所述每对冲突巡检计划返回至所述可视化终端，以使所述可视化终端显示每对所述冲突巡检计划供用户查看。

36、在可选的实施方式中，所述方法还包括：

37、所述信号集中监测器在监测到任一物理信号设备出现状态异常时，向所述服务器平台发送异常报警信息；

38、所述服务器平台根据所述异常报警信息，向所述可视化终端发送所述异常报警信息，以使所述可视化终端显示报警弹窗并在所述数字孪生三维系统中高亮显示异常物理信号设备对应的虚拟信号设备；所述报警弹窗包括所述异常报警信息和详情跳转按钮；

39、所述可视化终端响应于用户针对所述详情跳转按钮的点击操作，向所述服务器平台请求所述异常物理信号设备的属性信息和/或说明信息进入故障排除界面；所述故障排除界面包括所述属性信息和/或所述说明信息、故障输入框和决策按钮；

40、所述可视化终端响应于用户针对所述决策按钮的点击操作，基于用户在所述故障输入框输入的故障分析信息向所述服务器平台发送决策请求；

41、所述服务器平台基于所述决策请求从决策专家库中查找出与所述故障分析信息相匹配的决策方案，并将所述决策方案返回所述可视化终端；

42、所述可视化终端从所述故障排除界面跳转至检修界面，所述检修界面包括所述决策方案和检修配置区域；

43、所述可视化终端响应于用户在所述检修配置区域的配置操作，获得所述异常物理信号设备的检修配置信息，并向所述服务器平台发送所述检修配置信息；所述检修配置信息包括检修开始时间、检修计划类型、检修人员、检修设备类型和检修计划完成时间；

44、所述服务器平台基于所述检修配置信息生成所述异常物理信号设备的检修计划。

45、在可选的实施方式中，所述服务器平台存储有多条检修计划及其检修开始时间；所述方法还包括：

46、所述服务器平台基于每条所述检修计划到达检修开始时间的临修期限，生成临修提示并向所述可视化终端发送临修提示；

47、所述可视化终端基于所述临修提示中各检修计划对应的临修期限，在所述数字孪生三维系统显示各检修计划所对应虚拟信号设备的临修标记；其中，不同的临修期限对应不同的临修标记。

48、在可选的实施方式中，所述功能栏还包括资产管理按钮；在所述可视化终端显示所述数字孪生三维系统和功能栏的步骤之后，还包括：

49、所述可视化终端响应于用户针对所述资产管理按钮的点击操作，进入资产管理界面；所述资产管理界面包括导出按钮、查询输入框和查询按钮；

50、所述可视化终端当感知到用户点击所述导出按钮时，向所述服务器平台请求全部物理信号设备的设备信息并进行显示；

51、所述可视化终端当感知到用户点击所述查询按钮时，向所述服务器平台请求用户在所述查询输入框输入的查询条件所对应的设备信息进行显示。

52、在可选的实施方式中，所述功能栏还包括资产系统管理按钮；在所述可视化终端显示所述数字孪生三维系统和功能栏的步骤之后，还包括：

53、所述可视化终端响应于用户针对所述系统管理按钮的点击操作，显示管理员登录界面；

54、所述可视化终端获取用户在所述管理员登录界面输入的管理员账号信息，并基于此向服务器平台发送管理员登录请求；

55、所述服务器平台对所述管理员登录请求所携带的管理员账号信息进行校验，并在校验通过后向所述可视化终端发送登录成功提示；

56、所述可视化终端基于所述登录成功提示显示系统管理界面；所述系统管理界面用于实现设备管理、用户管理以及组织管理。

57、与现有技术相比，本发明实施例提供了一种基于数字孪生的智能运维系统及其运行方法，该智能运维系统包括服务器平台以及与服务器平台通信连接的信号集中监测器和可视化终端；信号集中监测器用于采集物理空间中多个物理信号设备的实时状态信息，并负责故障报警；服务器平台用于将每个物理信号设备的实时状态信息关联至对应的三维模型，并运行预先建立的数字孪生三维系统；数字孪生三维系统包括每个物理信号设备在数字空间中对应的虚拟信号设备；可视化终端用于对数字孪生三维系统进行可视化展示，并在用户控制下实现对数字孪生三维系统的智能运维。相较于基于人工巡检和维护实现的铁路信号运维，本发明的智能运维系统中的服务器平台建立有数字孪生三维系统，该数字孪生三维系统包括了每个物理信号设备在数字空间中对应的虚拟信号设备，从而可视化终端可以在用户控制下实现对数字孪生三维系统的智能运维，即可以实现对各个物理信号设备的运维工作，有效提高了运维的效率和准确度，同时降低了运维成本。