首鋼京唐公司基于GIS的鋼鐵物流大屏可視化系統功能設計及應用

陳 波 高 源

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北 唐山 063200）

一、項目概述

首鋼京唐公司整體物流業務分為采購進廠物流、廠內倒運物流以及銷售出廠物流。首鋼京唐公司產銷一體化系統已覆蓋從原燃料進廠到成品出廠的完整物流運輸管理，運輸方式主要分為海運、鐵路、汽運，覆蓋的產品包括鋼鐵企業涉及的所有原燃料、輔料、廢鋼、固廢、副產品，以及板坯、熱軋卷板、冷軋卷板、厚板等所有中間產品和成品等。

鋼鐵物流管控大屏可視化系統旨在提升運輸業務的管控智能化水平，結合GPS的定位，GIS地圖，對運輸業務進行全過程的跟蹤，實現物流的統籌調度、可視化監控。

二、系統架構

結合物流管控部門日常需求以及項目整體目標，制訂科學合理的技術方案、全面的實施計劃、科學的項目管理、嚴格的質量控制來確保目標實現。在功能架構設計方面，采用數據倉庫、數據處理、業務主題和報告分析層的整體設計理念來實現。

數據倉庫，即元數據綜合存儲平臺，實現采集抽取企業生產運營業務元數據的數據管理與存儲平臺，以生產運營信息系統為支撐，實現企業車輛定位、運量數據、作業數據等多種業務數據集中化的管控。通過ETL工具從不同的系統抽取數據到DB2數據倉庫（ODS層）。

圖1 系統架構

數據處理，基于數據倉庫元數據的數據處理層，在整體架構中發揮承上啟下的作用，以元數據和特定領域技術為依托，結合用戶生產經營業務過濾、清洗與分析數據，建立和實際生產經營業務密切相關的數據模型，重點體現將元數據經過加工處理形成用戶需求數據的過程，為構建業務主題層和報告分析層奠定基礎。數據處理采用定時任務調取存儲過程實現數據清理、加工。

業務主題，即數據集市層，根據鋼鐵物流管控大屏可視化系統關于業務的主題需求，驅動數據處理層創建數據模型、清洗與加工數據，最終形成邏輯業務主題數據。業務主題數據存儲在DB2的業務主題層（SA層）。

報告與分析，即主題數據輸出、多維數據分析展示服務功能。報告與分析體現鋼鐵物流管控大屏可視化系統客戶友好性與可視化效果，其主要任務是提供豐富友好的分析與展示界面，實現對汽運物流可視化、海運物流可視化、鐵運物流可視化和關鍵指標等生產業務數據的分層次、多維度可視化形象展示，提升物流管控中心形象，提升管控效率。主題數據通過finereport和HTML5技術建立B/S結構展示平臺，再利用大屏媒介，直觀形象展示管控內容。

三、系統功能設計

物流運輸管控圍繞汽運、鐵運、海運三種運輸方式，通過搭建GIS基礎平臺及對廠內物流、銷售物流、PES等系統和視頻監控進行信息整合[1-2]，實現對汽運車輛、船舶、鐵路路車的高度集成展示。第一，實現信息高度集成，生產動態信息一目了然，有效減少車輛運轉作業過程中的等待；第二，通過對火運、汽運、海運的全流程跟蹤監控，實現把出廠周期和產成品庫存控制在合理范圍內，保證生產廠成品物流暢通；第三，成品倉庫所有產品類型的收、發、存統一管理，提高成品倉儲周轉效率。總體提高物流效率，提高倉儲周轉能力，提高京唐公司物流管控水平。

（一）GIS平臺

GIS在行業領域的推廣應用促進了GIS對地理對象語義分析和描述的能力。從而推動 GIS 進入語義GIS 階段[3]，該階段是以“空間+ 語義+屬性”來集成表達地理信息，本平臺通過地理信息與物流信息結合，實現物流業務直觀高效的管控。

通過對廠區全域進行測繪與信息化，對于系統物聯網設備設施的可視化集中管控，利用三維建模技術，建立廠區三維地圖可視化平臺。

三維模型建設，依據空三成果進行DSM的生成，而后根據DSM進行模型實體化，進而鐵紋理，得到最終的全自動三維模型數據成果。

圖2 制作三維實景模型流程圖

高精度地圖引擎，搭建集應用程序，工具和服務于一體的三維地理信息云服務平臺，能夠創建和發布逼真的交互式三維場景。企業用戶可使用 其工具創建、編輯、導航、查詢和分析真實的三維場景，并可以快速、有效地將三維場景分發給其用戶。簡便而有序地實現了數據生產、展示和網絡發布功能。主要包括：

1.地形：頂級的網絡數據服務技術，在低帶寬網絡情況下，也可以將三維地形數據庫或源數據以流方式傳輸到海量并發遠程客戶端（TerraExplorer或WMS/WMTS客戶端），而且對數據量大小幾乎無任何限制。

2.矢量圖層：強大的網絡數據服務技術，將矢量圖層或數據庫中的矢量圖層以流方式傳輸到TerraExplorer或WFS客戶端，并向遠程客戶端提供讀寫權限，可以編輯數據并直接保存到數據源。

3.3D城市模型：先進的網絡數據服務技術，向遠程TerraExplorer客戶端以流方式傳輸多分辨率的、流優化的3D 網格模型數據。

（二）大屏設計

圖3 大屏設計圖

物流管控大屏采用高清超窄邊液晶顯示單元，每塊55英寸，共12塊，大屏物理分辨率達1920 *1080。拼接屏采用1.8mm雙邊拼縫，采用4*3板式組合拼接。液晶顯示單元采用高端圖像處理芯片，可實現移動畫面邊緣并且可調節每個像素周邊應該插入的像素點，即DCDi（Directional Correlational Deinterlacing）技術，利用該技術可以做到每個場景中的所有像素點總是和周圍的像素點相統一，即使是在圖像邊緣的像素點的填充上也能做到合二為一從而消除圖像邊緣的條文或鋸齒狀的東西。

物流全流程可視化區域占用4塊屏，利用GIS平臺展示汽運物流可視化界面、海運物流可視化界面、鐵運物流可視化界面，界面之間可以隨意切換。

物流指標區域占用4塊屏，展示碼頭吞吐量、車船直取量、熱倒冷倒運量、原燃料路車接卸量四個主題指標。

物流視頻監控區域利用4塊屏展示4個關鍵區域的物流視頻監控。

（三）汽運物流可視化

通過作業類別、車牌號可快速查找定位車輛并對車輛實時狀態、實時位置、當前運輸任務、當班累計作業量、當班司機等動態信息進行監管，可在GIS地圖上進行實時圖形化展示。

結合GIS地圖和定位技術，記錄承運車輛歷史運輸路線和運輸任務信息，實現歷史運輸路徑追溯，為支撐運輸服務評價提供依據，確保運輸全過程的可視化和透明化。

監控貨運車輛行駛GIS軌跡，獲取偏離行駛路線、停靠地點變動等異常情況。

（四）鐵運物流可視化

1.原料進廠

利用GIS信息構建鐵路網絡，集成廠內物流鐵路進廠數據，對鐵路進廠預確報進行管理，將原燃料、社會貨、遷順產品鐵運進廠進行匯總。對有預到以及確到信息的路車，統一做進廠管理。其中，遷順鋼材鐵路到達預、確報信息，包含了遷順過來的熱軋卷、冷軋卷、剪切板等材料的進廠信息；除遷順外其他創收鐵路到達預、確報信息；原燃料鐵路到達預、確報信息；合金鐵路到達預、確報信息。

2.鐵水運輸

收集鐵包全程管控系統信息、鐵路信號信息，支持鐵水分配和鐵包周轉，實現實時監控和動態協調。

3.鐵路發運

系統展示鐵路外發計劃，包含品名、重量、車型、車數、庫位（跨）、合同信息（到局、到站、收貨單位、專用線、運單抬頭等）等信息；系統展示請、批車信息。

（五）海運物流可視化

1.原料運輸

對海運原料船舶在途監控，對在港區進行原料卸船作業的船舶的預到港、到錨地、靠離泊完成情況等信息進行跟蹤管理。

2.船舶發運管控

圖4

對在港區進行裝卸作業船舶的，預到港、到錨地、靠離泊、開完工等信息進行跟蹤管理。依據船舶跟蹤情況可及時與船方進行溝通，提高或者降低航速，避免產生船舶抵港時間精度不高、船舶到港不均衡造成壓港和待泊的不良局面。其中自有成品船運力信息，包括預到錨地船舶、錨地船舶、在港船舶的信息；散貨船舶信息，包括預到錨地船舶、錨地船舶、在港船舶的信息；創收貨物：預到錨地船舶、錨地船舶、在港船舶的信息。

（六）作業視頻監控

建設視頻業務綜合管理平臺，將視頻監控業務進行統一整合、統一管理、分級訪問、集中存儲、集中展示等業務功能。以三級網、視頻專網、無線網三張網為基礎，進一步拓寬圖像信息在物流管控業務中的應用廣度和深度，為物流指揮調度提供有力的信息支撐。

1.將模擬監控及數字監控點進行集中整合，解決現有畫面管理分散、缺失、無法上屏等問題。

2.集中存儲管理，實現錄像時間30天管理，設置權限調用功能。

3.平臺接入設計能力2000路視頻信號，滿足現有視頻畫面整合接入1000路，為后期預留接入1000路。

4.轉發能力700兆，滿足300路畫面同時轉發。

5.支持第三方平臺接入，開放SDK開發包。

6.對各種物流作業視頻監控需求進行統一規劃輸出，分級管理。實現輪詢、切換、彈窗報警等功能。

7.利用GIS平臺綁定攝像頭實際物理位置，可實時查看作業點位的視頻監控畫面。

圖5

（七）物流指標統計

構建一體化服務評價體系，采集、存儲物流運輸全流程的數據資源，結合數據算法，制定服務評價模型，根據實際需求進行消息推送、圖表展示、趨勢分析等。量化每個車輛在運輸任務執行過程中完成量，運力池的使用率，從而做到不斷優化運力池資源，達到運輸調度的供需平衡。

重點統計指標有碼頭吞吐量、車船直取量、熱倒冷倒運量、原燃料路車接卸量等主題指標。可形成橫向每天的趨勢對比，縱向計劃值與實際值對比。

四、結論

本文對基于GIS的鋼鐵物流大屏可視化系統功能設計進行了介紹，同時對其在鋼鐵物流的應用進行了充分、深入的分析。該系統在首鋼京唐公司管控中心已投入使用，并取得了良好的使用效果。