隨著機動車保有量激增與加油站密度擴張，傳統(tǒng)管理模式在安全監(jiān)管、數(shù)據(jù)協(xié)同等方面的短板日益凸顯。廈門圖撲軟件（Hightopo）基于自主研發(fā)的 HT 前端插件，以 WebGL 與 Canvas 為底層渲染技術，構建了智慧加油站數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)，實現(xiàn)從設備監(jiān)控到應急管理的全流程技術賦能。本文將從技術架構、核心模塊實現(xiàn)邏輯及關鍵技術特性展開分析，拆解數(shù)字孿生技術在加油站場景的落地路徑。

智慧加油站系統(tǒng)的技術底座，由圖撲可視化渲染引擎與全鏈路數(shù)據(jù)交互體系構成，二者協(xié)同實現(xiàn) “數(shù)據(jù)實時獲取 - 動態(tài)解析 - 可視化呈現(xiàn)” 的閉環(huán)，為上層業(yè)務模塊提供穩(wěn)定技術支撐。HT 作為專為工業(yè)級可視化設計的前端插件，其核心優(yōu)勢體現(xiàn)在渲染效率與開發(fā)靈活性上，適配加油站高實時性、高安全性的場景需求：

組件化 API 設計：提供封裝完備的 2D 面板、3D 組態(tài)、數(shù)據(jù)綁定等 API，開發(fā)者無需關注底層渲染邏輯，通過 JavaScript 腳本即可獲取到相關節(jié)點（如實時數(shù)據(jù)儀表盤、設備狀態(tài)指示器），大幅降低數(shù)字孿生場景的開發(fā)門檻；

數(shù)據(jù)驅(qū)動視圖機制：采用 “數(shù)據(jù)模型 - 視圖分離” 架構，當接口數(shù)據(jù)更新時，僅需修改節(jié)點上的數(shù)據(jù)，HT 會自動觸發(fā)視圖重繪，適配加油站每秒級的設備數(shù)據(jù)更新需求。

可通過WebSocket 與 HTTP 協(xié)議分層協(xié)作，實現(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)的高效傳輸，平衡實時性與資源占用：

WebSocket 協(xié)議：高實時性數(shù)據(jù)傳輸：針對加油機提槍次數(shù)、油罐油溫、安防攝像頭動態(tài)等需秒級更新的數(shù)據(jù)，采用 WebSocket 建立客戶端與服務器的長連接。服務器端實時采集傳感器數(shù)據(jù)后，通過全雙工通道主動推送至前端，前端監(jiān)聽數(shù)據(jù)推送事件并觸發(fā) HT 組件更新，確保數(shù)據(jù)延遲控制在 100ms 以內(nèi)；

HTTP 協(xié)議：周期性數(shù)據(jù)傳輸：對于月累計加油量、設備維護記錄等更新頻率較低（分鐘級 / 小時級）的數(shù)據(jù)，采用 HTTP 協(xié)議發(fā)起周期性請求。前端通過定時器調(diào)度 HTTP 請求，攜帶時間范圍、數(shù)據(jù)類型等參數(shù)從后端接口獲取數(shù)據(jù)，解析后更新 HT 統(tǒng)計面板，避免長連接占用過多服務器資源；

數(shù)據(jù)格式標準化：無論是 WebSocket 推送還是 HTTP 請求返回，數(shù)據(jù)均采用 JSON 格式封裝，包含 “設備 ID、指標名稱、實時值、時間戳、狀態(tài)標識” 等標準化字段，確保前端解析邏輯統(tǒng)一，降低多數(shù)據(jù)源適配的復雜度。

基于 HT 插件與數(shù)據(jù)傳輸鏈路，系統(tǒng)將加油站核心場景拆解為加油機可視化、油罐區(qū)監(jiān)控、安防與消防管理三大模塊。

加油機作為加油站核心作業(yè)設備，需實時監(jiān)控提槍次數(shù)、加油量等關鍵指標，HT 系統(tǒng)通過 “數(shù)據(jù)接入 - 2D 面板綁定 - 3D 場景交互” 實現(xiàn)全維度監(jiān)控：

可視化呈現(xiàn)層：前端通過 WebSocket 接收實時數(shù)據(jù)后，調(diào)用相關 API，實時更新 “油號 - 提槍次數(shù) - 加油量” 2D 面板數(shù)據(jù)。同時在 3D 場景中為每個加油機模型綁定狀態(tài)屬性 —— 點擊任意加油機模型，可出發(fā)交互事件，使用JavaScript 調(diào)用相關 API 顯示“數(shù)據(jù)彈窗”，展示當日實時數(shù)據(jù)（如 92# 汽油提槍 103 次、加油量 2765L）與當月累計數(shù)據(jù)，實現(xiàn) “場景交互 - 數(shù)據(jù)查詢” 的無縫銜接；

異常監(jiān)測邏輯：在場景中預設數(shù)據(jù)閾值（如單槍單次加油量超過 100L 觸發(fā)異常），當接口數(shù)據(jù)超過閾值時，插件自動將對應加油機模型標記為 “紅色告警狀態(tài)”，并同步在 2D 面板中高亮異常數(shù)據(jù)行，實現(xiàn)異常的實時識別。

加油站油罐區(qū)屬于地下隱蔽工程，傳統(tǒng)管理難以實時掌握油位、油溫等狀態(tài)，HT 系統(tǒng)通過三維組態(tài)仿真 + 遠程控制 API實現(xiàn)技術突破：

1:1 三維建模技術：HT可渲染呈現(xiàn)油罐區(qū)的三維模型，其中包含油罐本體、輸油管道、閥門等各類部件，模型精度達到毫米級；同時，借助紋理映射技術，能夠精準還原油罐的材質(zhì)質(zhì)感，從而確?？梢暬瘓鼍芭c物理場景高度一致；

數(shù)據(jù)動態(tài)綁定：對接油罐液位傳感器、溫度傳感器數(shù)據(jù)接口，通過 HTTP 協(xié)議周期性獲取油號、體積、水高、濁高、油溫等參數(shù)，調(diào)用相關的 API 將數(shù)據(jù)關聯(lián)至三維模型 —— 例如將 “油溫 16℃” 綁定至油罐模型的 “溫度標簽”，“油高 2.6m” 通過模型內(nèi)的 “虛擬液位柱” 動態(tài)展示，直觀呈現(xiàn)油罐內(nèi)部狀態(tài)；

遠程控制實現(xiàn)：在 HT 3D 場景中為油罐區(qū)機房門、輸油閥門等可操作部件添加 “交互事件”，當交互事件被觸發(fā)時，可通過 HTTP 協(xié)議發(fā)送至后端控制系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程開關機房門、調(diào)節(jié)閥門開度等操作。同時，后端接口會返回操作結果（如 “機房門已開啟”），并更新 3D 模型的狀態(tài)（如機房門模型從 “關閉” 動畫切換為 “開啟”），形成 “操作 - 反饋” 閉環(huán)。

加油站作為易燃易爆場所，安防與消防需實現(xiàn) “7*24h 監(jiān)測 - 異常識別 - 應急處置” 的全流程智能化，HT 系統(tǒng)通過視頻融合等技術構建安全防護網(wǎng)：

全域安防數(shù)據(jù)集成：系統(tǒng)可聯(lián)動加油車道攝像頭、營業(yè)廳紅外探測器、財務室門禁系統(tǒng)等安防子系統(tǒng)，通過 WebSocket 協(xié)議實時采集車輛出入信息、人員移動軌跡、設備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并同步更新 3D 可視化場景與 2D 數(shù)據(jù)面板內(nèi)容。例如，在 3D 場景中精準標記車輛實時位置，在 2D 面板內(nèi)動態(tài)展示加油收費金額與人員打卡記錄，從而實現(xiàn) “場景可視化 - 數(shù)據(jù)實時化” 的全域協(xié)同；

違規(guī)行為智能識別：當傳感器等設備識別到抽煙、燃放煙花等違規(guī)行為時，會將告警數(shù)據(jù)實時傳輸至前端系統(tǒng)，觸發(fā)場景告警機制：在 3D 可視化場景中高亮標記告警位置，同步彈出語音提示框，同時將告警信息推送至管理人員移動端，有效實現(xiàn)從 “被動監(jiān)測” 到 “主動預警” 的模式轉(zhuǎn)變；

消防應急可視化調(diào)度：融合煙感報警器、噴淋系統(tǒng)等消防設備數(shù)據(jù)，當監(jiān)測到火災信號時，系統(tǒng)可啟動三步響應：一是定位告警地點，在 3D 場景中以 “紅色閃爍圖標” 標記火源位置；二是調(diào)取應急預案，通過 2D 面板展示滅火流程（如關閉輸油閥門、啟動噴淋系統(tǒng)）；三是聯(lián)動視頻融合技術，將現(xiàn)場 2D 視頻流嵌入 3D 場景對應位置，管理人員通過 PC、PAD 等終端即可直觀查看現(xiàn)場情況，遠程調(diào)度消防資源。

圖撲 HT 數(shù)字孿生系統(tǒng)在智慧加油站的應用中，通過技術創(chuàng)新解決了傳統(tǒng)管理的核心痛點，同時具備可復用、可擴展的技術特性，為石油行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供參考：

HT 插件基于 HTML5 標準開發(fā)，支持在 PC、PAD、智能手機等終端的瀏覽器中直接運行，無需安裝客戶端。針對移動端交互需求，HT 提供 “單指旋轉(zhuǎn)、雙指縮放、三指平移” 的觸控 API，適配觸屏設備的操作習慣；同時采用模型輕量化技術，可 1:1 真實還原油罐區(qū)、加油機等 3D 模型，滿足現(xiàn)場巡檢人員的實時查看需求。

為解決事故后期溯源困難的問題，系統(tǒng)集成 HT 視頻融合技術：借助 WebGL 技術對 2D 視頻圖像與 3D 場景模型進行坐標校準，實現(xiàn)視頻畫面與 3D 場景的精準疊加。例如，可將加油車道攝像頭的視頻流嵌入 3D 場景中對應的車道位置，管理人員通過旋轉(zhuǎn)場景視角即可查看不同角度的情況，為事故分析提供完整證據(jù)鏈。

基于 HT 插件的動態(tài)數(shù)據(jù)面板實現(xiàn)，核心是圍繞 “數(shù)據(jù)獲取 - API 調(diào)用 - 動態(tài)渲染” 構建技術鏈路：通過 WebSocket/HTTP 實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸，利用 HT 插件的 “數(shù)據(jù) - 視圖” 綁定機制簡化可視化開發(fā)，最終通過優(yōu)化策略提升系統(tǒng)性能與用戶體驗。

該方案的優(yōu)勢在于低開發(fā)成本（無需從零構建可視化組件）與高擴展性（HT 支持自定義組件開發(fā)，可滿足復雜業(yè)務場景），適用于監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中臺、業(yè)務儀表盤等各類前端可視化項目。在實際開發(fā)中，需根據(jù)數(shù)據(jù)實時性需求選擇合適的傳輸協(xié)議，結合性能優(yōu)化手段，打造穩(wěn)定、高效的動態(tài)數(shù)據(jù)面板。

審核編輯 黃宇