1.應用場景

   在工業和市政項目的開發實踐中，常常需要針對可移動或者分布式的設備或生產單元進行監控，這些被監控對象可能分布在一個地區，也可能遍布全國甚至全球。很多時候我們不僅需要知道它所處的位置和基本運行情況，對于關鍵生產工藝、生產設施的管理和監控，通常需要在全息化和一體化的應用場景中完成，需要的典型功能包括：

   （1）實時監視和控制（HMI/SCADA）；

   （2）生產管理（MES/MIS）；

   （3）工藝CAD圖紙、電子資料等的集成管理（知識管理）；

   （4）視頻監控（安防系統）；

   （5）設備臺賬信息（資產管理）；

   （6）所處的地理位置及環境信息（2D/3D 地理信息系統）。

   面對這樣的應用需求，基于GIS技術的生產管理與監控解決方案有著剛性的現實需求和廣闊的應用前景。

資產遍布全球的能源集團實時管理看板示意

   在這些應用需求中，所需監控的設備和資產高度分散，且與周邊地理環境和地形條件息息相關，如何將我們獲取的遠程信息與生產場景對應展現，如何實現地形及地理環境的還原，如何實現監控信息與GIS的融合，如何實現數據的挖掘和鉆取，用戶迫切需要一個可以快速開發和部署這些功能的平臺化解決方案。

三維地形讓監控場景更逼真

2.傳統的解決方案及其局限性

   在常見的SCADA/GIS集成方案中，主要采用三種技術：

   （1）采用ActiveX或相似技術，將第三方GIS功能作為一個ActiveX控件對象嵌入SCADA系統中，實現SCADA和GIS系統的集成，這樣做使得SCADA系統運行負擔太大，出現小馬拉大車的情況，系統整體運行性能下降嚴重和不確定，甚至導致稍微上規模的系統基本不可用。此外，為了實現數據同步，此類應用往往需要二次開發，造成部署成本高、維護不便。

   （2）另外一種方案是在GIS應用中直接實現監視，該方案的短板是：傳統的GIS系統購置和維護成本較高，缺乏生產監控系統所要求的接口豐富、實時性強、可靠性高、開發部署快捷等功能，最終無法實現真正意義上的實時控制和監視功能；同時，絕大多數自動化和GIS集成工程應用中，用戶也不需要專業GIS的大部分厚重且專業的功能到SCADA平臺，兩者之間的融合，主要是數據和交互界面的互通互聯，通常只需在SCADA 用戶界面中嵌入部分GIS功能即可。

   （3）方案之三是“偽GIS圖”：在SCADA軟件界面直接嵌入固定尺寸和分辨率、靜態、定比例尺的瓦片合成圖作為地底圖，然后在此基礎上進行監控畫面開發。這種方式適合區域固定、功能需求極為簡單的場合，缺點也是比較明顯的：除了形似，不具備GIS系統的任何功能。

3.ICONICS的解決之道

   ICONICS公司在2007年推出了集SCADA，虛擬現實（3D），地理信息系統（GIS）與一體的自動化和信息化管理平臺GENESIS64，并在過去的7年時間持續完善接口、強化功能、提升性能。在圖形化開發平臺GraphWorX64中，可以通過加載內置的EarthWorX SOA組件，載入第三方GIS，比如Google Map/Bing Map等，再通過圖層管理以及SmartPin等技術，借助其強大的圖形化開發能力完成基于GIS的分布式信息化項目的開發和部署。

   EarthWorX可以連接在線或離線的谷歌、ArcGIS、Bing等在國內大量應用的地圖服務，同時支持開放地理空間信息聯盟 （Open Geospatial Consortium-OGC）等組織的開放性的行業標準如：（Web地圖服務）WMS，支持分布式部署和基于云的部署方式。這些功能和特點大大改善了SCADA系統中，GIS集成的可行性和靈活性，用戶可以集成支持行業標準的任意第三方Web地圖服務，比如Map Server等開源、免費且專業的GIS應用。

EarthWorX64組件開發界面

   此外，EarthWorX64實現了與GraphWorX64內置三維引擎的深度融合，可以實現高程圖到三維地形圖的自動轉換，三維監控場景的部署，以及相互調用和數據交互，不但實現了基于GIS的信息化集成，還可以實現地理環境模擬，周邊地形仿真與生產監控相結合的從全局到整體，整體到局部等多層級，多維度的GIS信息化集成。

任性—兩步生成三維地形圖

4.典型應用

   ICONICS的集成GIS功能以其開發快速，易于集成，獲得了國內外眾多用戶的認可，并開創性的用于多個行業的工程項目，如軌道交通、風力發電、石油天然氣、智慧城市（供水，供熱，供氣等管網系統）、采礦工程等多個行業。

   在風力發電監控工程實踐中，不但實現了分布式風電場的GIS信息化集成實現了集團級的風力發電場的監控，通過加載特定區域的在線實時地圖，利用SmartPin技術可以實現定制信息的集成，還可以調出可視化的儀表盤實現信息的展現；同時，融合GENESIS64的三維地形圖以及虛擬現實，我們可以針對某個機組實現其地形的還原，通過虛擬現實技術，實現風機位置的精確定位，現場微網的組網監視，機房的三維實時監控等功能。

具有專利的SmartPin技術與GIS結合

風電場三維地形及環境仿真

GIS與SCADA監控的多維度融合

   在市政管網的實踐中，我們同樣借助了EarthWorX64，實現了管網，泵站等設施的分布式部署和監控；針對管網的仿真，除了上述提到的地形仿真，虛擬現實融合，我們還提供了管網自動生成的解決方案，只需要提供關鍵節點的坐標數據，就可以有針對性地生成管網的三維監控環境，我們只需將其與實時數據綁定，設計與實時數據驅動的發仿真運行動畫，完善數據交互方式，就實現了管網系統的多維度，多層級的GIS集成。

GraphWorX64管線參數化生成

市政管網監控與GIS、圖紙集成

3D場景與實時控制集成

5.玩出味道

   （1）數據一體化：實時數據全部來自SCADA支撐平臺的監控級實時數據接口和實時數據庫，數據一體化可以實現地理信息、監控設備信息和過程實時信息的有機統一，保證數據的唯一性和數據共享。

   （2）功能分布一體化：功能統一設計，合理分布。SCADA平臺集成了所需GIS功能，保證了SCADA系統的先進性和穩定性。

   （3）借助于GENESIS 64平臺的虛擬現實技術，實現了SCADA，3D，GIS系統的集成和融合。

ICONICS－生產管理和全息化監控軟件全球領導廠商

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