图片由Samwoo Immersion提供

Samwoo Immersion用数字孪生实现高效的港口物流管理

2022年11月3日
韩国最大的贸易港口釜山港扮演着海运物流枢纽的角色。然而之前,该港口的监控系统管理效率低下,在运作、安全和预测方面,分别使用了不同的系统。

为了提高运作效率,釜山港与行业领先的工业XR解决方案供应商Samwoo Immersion合作,为釜山港埠的神仙台码头安装了一套监控系统,作为试点。

该解决方案名为“VARLOS港埠监控系统”,是神仙台码头的数字孪生,物理现场的实时物联网数据会被馈入其中。
 

在引入这个新系统之前,神仙台码头现有的监控系统只能提供有限的运作数据,而检查港埠作业进程的最佳可行方案是使用闭路电视。

为了保护现场人员的安全,随着更严格的立法开始生效,港口需要使用一种新方法,统筹兼顾地实时监控广泛数据。

3D数字化控制与监控系统VARLOS在这些需求中诞生,它会持续不断地收集港埠数据,并以可视化方式展示这个庞大的数据集。

车辆和装载设备内置GPS追踪器的数据会被馈入数字孪生,实时生成关于集装箱的入港与放行、设备,以及装载状态的3D可视化数据。这有助于确保港埠安全运转,并实现更直观的监控。

该系统还能够帮助办公室内的港埠员工与身处现场的技术人员展开更有成效的沟通。如果现场发生事故,技术人员可以更迅速、更详细地报告,以便港埠员工更好地了解情况并进行处理。

更重要的是,被收集的数据还可在人工智能分析和预测性模拟中使用,这为港埠运作效率的提升开辟了新途径。这些用途包括提高起重机的效率,以及减少不必要的运输车辆。
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通过与VARLOS相连的闭路电视监视现场
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通过与VARLOS相连的闭路电视监视现场
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从控制室实时监视
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从控制室实时监视
Samwoo Immersion之所以采用虚幻引擎构建这个先进的系统,原因有很多,但其中最重要的是虚幻引擎支持整合消息队列遥测传输(MQTT)数据和WGS84坐标系(GPS所使用的系统)。

为了精确创建这类数字孪生,必须使用基于卫星地图的平铺方法测绘地形图,并与地理物联网数据同步。Samwoo Immersion使用虚幻引擎中的地理参考插件,在其中将分布式坐标系的数据统一到了WGS84坐标系中,通过这种方式整合了GIS数据。

MQTT是一种ISO标准方法,广泛用于低功率宽带电信网络中的实时数据传输,也是韩国和海外的一些港埠所使用的物联网传感设备通信方法。考虑到无线终端的特性,物联网接口需要一种低功率的轻量级协议,而MQTT消息传输协议正符合这一要求。

这使实时整合MQTT数据成了该系统的关键需求。Samwoo Immersion首席技术官Hyunbeen Kim说:“我们能够访问虚幻引擎的全部源代码,这对于整合数据也非常有帮助。”他又补充说,这种访问权限使Samwoo Immersion能够不受限制地编辑必要的代码并整合数据,提供客户要求的所有基本功能。更重要的是,由于它是基于LTE(长期演进,一种4G技术)和5G网络的标准物联网平台,因此还具有与任何物联网设备同步的可延展性。
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使用基于卫星地图的平铺方法的地形图测绘和与地理物联网数据的同步
Kim解释说,Samwoo Immersion选择使用虚幻引擎的另一个原因是,它可以在现场即时应用具有高分辨率纹理的逼真3D数据,并在不影响性能的情况下为结果生成实时可视化。“在编码过程开始之前,我们可以使用蓝图可视化脚本直观、快速地创建和评估整个管线,这缩短了迭代所需的时间。”他说,“此外,虚幻商城中提供的各种插件和资产也有助于大幅缩短开发周期。”
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具有高分辨率纹理的逼真3D数据
Kim补充说,虚幻引擎的各种内置功能使3D对象和事件的管理变得更加容易了。Samwoo Immersion能够通过世界大纲视图有效地管理场景中存在的众多对象。他们还使用碰撞功能创建了一个触发器,用来检测对象间的碰撞,以便更有效地控制它们。

为了提前模拟和验证装载程序的流程,进而确定港埠设备和设施之间可能重叠的任务,团队将碰撞检测触发器和基于卫星的GIS数据整合到了数字孪生中。“这对港埠运作效率的提高大有帮助。”Kim说。
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模拟检测对象间的碰撞
通过这个项目,Samwoo Immersion深入了解了如何利用GIS数据构建数字孪生。目前,他们正在进一步研究这些概念,并扩充自己的知识,以便为各种XR整合解决方案构建环境。
 
该公司目前正在开发一种高度沉浸式的体验,其中将用到虚幻引擎的各种功能。最近,Samwoo Immersion将虚幻引擎的强大功能积极应用到了国防工业的最前沿——制作飞行模拟器,它需要基于真实地形的大型环境。

Samwoo Immersion的下一个目标是运用虚幻引擎5的最新功能(如世界分区Nanite),将数字孪生扩展成一个大型开放世界。

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