港口集装箱物流仿真可视化与数字孪生系统解决方案
黎明视景“智慧港口可视化仿真系统解决方案”是面向大型港口物流系统虚拟仿真、生产数据可视化、协同管理和设计的数字化孪生平台，也是用来建立各种港口物流的生产经营、管理控制、工艺流程和物流过程协同应用的二三维一体化可视化仿真解决方案。
系统利用GIS技术、虚拟现实技术、三维建模技术、仿真建模技术、Web技术和二三维一体化平台构建一套“集装箱码头仿真系统”，建成后的系统集“虚拟现实、数据可视化、生产数据互联互通、仿真推演和二三维协同应用”于一体的一套综合性的“集装箱码头”数字孪生与可视化物流仿真系统。
二三维一体化应用、B/S和C/S协同应用、数据同步与数字孪生应用
数据接口模块
系统提供一个面向对象的、灵活开放的模块化数据接口，用户可以根据需要实时接入各种生产数据或控制软件数据，以驱动控制“集装箱码头装备”三维场景模型（如：机械装备和车辆），接入数据驱动后的三维场景会按照驱动数据的属性，真实模拟整个集装箱码头物流过程的生产过程仿真和数据可视化。
物理动力学仿真
每一个“三维模型”的每一个零部件均按照虚拟现实技术要求进行层次节点关系分类，并按照虚拟仿真的技术要求，进行了“属性编辑”，均为可编辑、可交互、可编程控制的矢量模型，具备接受外部数据实时驱动和交互控制的属性。
系统按照1:1的比例，在三维高精度建模的基础上（基于CATIA、Solidwork、Pro/E等三维CAD软件平台构建的三维模型），根据机械原理、机构联动方程、物理属性仿真算法和仿真交互要求，真实模拟“码头装备”的动态工作过程。
要素信息可视化功能
系统内置“装备可视化管理模块”，包括一个功能完备的多功能视景浏览器和一个小型数据库，构成集装箱码头三维场景的各种要素模型都被存储在这个数据库中。用户可以根据需要实时浏览各种3D要素模型，并读取每个3D要素模型的各种数据，包括它们的逻辑关系、位置、业务信息、属性信息等，可以对“集装箱码头3D设备模型”进行定位查询、数据显示、分层管理，逐级展示装备零部件的组成和结构关系。同时，可以利用“3D编辑”功能实时修改、更新相关的数据信息，并保存。
生产管理数据可视化功能
系统内置一个完善的数据可视化工具模块，支持用户生产数据的实时可视化应用。可视化可利用统计图表类可视化组件实现，即利用图形、图像处理、计算机视觉以及用户界面，通过表达、建模以及对立体、表面、属性以及动画的显示，对数据加以可视化解释。
统计图表包括图表组件集、仪表盘组件集、图表统计对比、动态图表四部分功能，包括柱状图、折线图、柱状折线图、饼图、雷达图、表格控件、实时动态仪表控件等。每个图表均由标题、图表、图例组成，用户可控制标题和图例的显示，根据需要在图表上配上文字说明信息。
无人机监测模块
系统内置一个无人机监测模块，用户可以将定义好的飞行任务路线和参数，在虚拟场景中进行飞行监测模拟演练；同时，系统可以与用户现实世界中的无人机进行虚拟同步飞行和数据协同。现实世界中的无人机通过无线网络实时将位置和飞行数据实时传输给 虚拟场景的无人机模型，虚拟场景中的无人机按照接受的的飞行数据在虚拟场景中进行同步飞行和任务协同。
坐标转换与CAD数据匹配
基于GIS系统的WEB应用以地理坐标系为主坐标系统，同时，系统内置一个坐标转换模块，可以将CAD平面坐标系统的数据（如CAD图）导入并转换为地理坐标系统，并实时定位、映射到二维GIS地图中，从而实现二三维一体化应用以及PC端和WEB端的二维态势协同应用。
沉浸式显示功能
沉浸感是虚拟现实技术的本质特征之一，沉浸式显示系统也是虚拟现实实验室建设中的重要内容。在虚拟现实实验室建设过程中，沉浸感的实现主要通过具有沉浸感的多通道大屏幕投影显示系统和VR头戴式显示器来实现。本系统软件可支持多个不同类型的沉浸式显示系统和显示设备。如头盔显示器、CAVE系统、多通道沉浸式投影系统。
场景交互功能
基于系统功能完备的交互功能，用户可以与“集装箱码头三维仿真场景”进行“实时交互”。包括“手动交互”和“生产数据指令交互”
手动交互
系统还内置漫游、行走、6自由度抓取、位移旋转、驾驶、飞行（鸟瞰）等交互模式与操作功能，用户在虚拟仿真场景中可自由移动或切换位置，也可使用鼠标或六自由度交互手柄开启点击按钮，启动业务逻辑、场桥岸桥的运动、或控制面板，根据业务需要进行交互操作和数据可视化显示。同时也能通过快进和慢放按钮，详细观察虚拟仿真场景中设备的动态运转过程或流程，详细展现物流装备的“动态”工作原理。同时，系统内置交互设备接口，可实时地接入各种不同的外围交互设备，用户可根据需要进行选择并实时接入，如：头显、交互手柄、键盘鼠标等。
软件提供多种交互漫游操作模式，这些交互漫游方式支持通过键盘、手柄等外设进行操作控制。交互方式包括输入和输出两个过程的活动：
几种典型种操作模式介绍如下：
- 轨迹球漫游操作（适用于上帝视角模式）：实现场景的自由旋转、平移、放大缩小等交互操作；
- 行走操作（适用于第一人称视角模式）：模拟人在场景中行走漫游，支持人前进、后退、转向操作，支持与场景的碰撞检测功能；
- 俯瞰操作：模拟飞机在场景中的飞行方式，支持前进、后退、上升、下降、加速、减速、转向等功能。
生产数据指令“交互”
生产数据指令驱动交互：仿真软件接收到用户的数据指令后，进行交互业务逻辑代码处理，然后将处理反馈的结果输出到场景模型上（如装备运动、行动路径、旋钮动作，数据可视化图表、装备动态变化等），此过程即为交互的输出。生产数据交互控制其实就是 “输入”->“处理”->“输出”的过程，结合软件，具体的交互控制流程如下图所示：
