項目名稱： 融合三維仿真及燈光互動的智慧照明云控系統

Seekway intelligent lighting cloud control system integrating 3D simulation and lighting interaction

申報單位： 江門市思域科技有限公司、廣東彩立方科技有限公司

綜合介紹或申報理由：

彩域云控3.1是我司全新升級的第三代智慧照明云控系統，系統依托云計算、大數據、5G、物聯網、虛擬現實、數字孿生等信息技術打造，深度融合“全場景聯動、廣域云互動、仿真級運維”三大創新特征，實現大型照明燈光工程的聲、光、水、電等全場景多設備的總控與管理，全面應用于智慧城市照明、文旅景觀燈光等領域。

【全場景聯動】
作為開放式的系統平臺，靈活接入燈光、控電、監測、音響、激光、噴泉、投影、互動等各類設備。基于面向場景的系統架構，通過“場景制作”、“場景編排”、“場景演繹”三大核心步驟，對所有節點端的設備制定運行內容和管理播控流程，并借助GPS/北斗/BTS/NTP/千尋等同步校正技術，實現創意設計與現場執行的對接、預演，及全場景的同步聯動控制。

【廣域云互動】
涵蓋星互動、云互動、聯互動三大交互方式，全面支持紅外、雷達、Kinect、移動端、鼓樂、UWB、超聲波、心率、天氣等多形式感知設備。通過“互動情景感知”、“互動情景處理”、“互動情景呈現”三大核心步驟，在云端進行智慧化控制及可視化管理，如移動支付設置、信息安全審核、互動素材更新等，同時進行互動數據的采集-分析-優化，提供多元化的互動運營服務，體現商業化價值。其中，“星互動”采用了我司獨創的專利技術，具有高精度定位和低延時通信的特點，通過公眾號/小程序自識別“人-燈”定位，實現了基于手機等移動終端的燈光交互云端控制，及多設備、多系統的跨區域光影聯動。”云互動”支持彩域互動系統，該系統融合“全方位泛在感知、大容量云邊協同、多引擎實時渲染、跨平臺全景呈現”四大創新特征，具有高集成度、高開放性、高兼容性的特點。

【仿真級運維】
基于云計算、三維仿真、RDM監測等技術，在照明燈光領域，創新性地構建了涵蓋“大數據”、“云安全”、“云監測”的仿真級運維體系，以故障告警、能耗管理、實景監控、仿真監測等工具為依托，實現了“大數據采集-精細化分析-可視化呈現-交互式仿真”的智慧運維，為用戶提供了直觀形象的監測及管理。通過結合GIS+BIM技術，仿真級運維對各種照明景觀工程進行全場景任意視角的燈光及系統實時仿真，實現“一張圖”多層面立體化的智慧監管控。在任意位置出現故障時，針對“燈光層、中控層、信號層、強電層、監測層”采取全鏈路的動態仿真展現方式，讓用戶在仿真場景中實時監測運行狀態，快速定位故障位置并精準呈現告警信息，為優化工程管理提供了全新的專業技術支撐和智慧運營方案。

項目宣傳視頻： https://b2b.alighting.com/exh/seekway/videodetail-5559.html

主要技術參數：

一、服務器配置參數：
服務器以集群方式工作，以下為單臺服務器的技術參數
1、程序服務器：
1）硬件配置
CPU： 8核或以上
內存： 16 GiB
實例類型： I/O優化
操作系統： CentOS?7.6
當前使用帶寬： 200Mbps
2）響應速度：毫秒級
3）節點類型：燈光設備、控電設備、噴泉設備、激光設備、投影設備、音響設備
4）節點數量：>=1000

2、備份服務器：
硬件配置
CPU： 8核
內存： 16 GiB
實例類型： I/O優化
操作系統： CentOS?7.6
當前使用帶寬： 200Mbps
備份方式：定時同步
3、視頻服務器：
1）硬件配置
CPU： 8核
內存： 16 GiB
實例類型：視頻處理
操作系統： CentOS?7.6
當前使用帶寬： 200Mbps
2）視頻格式：MP4,AVI
3）視頻編碼：H.264
4）視頻大小：<=4G
5）視頻尺寸：<=8192*4096

4、仿真服務器：
1）硬件配置
CPU： 24核
內存： 16 GiB
實例類型：視頻處理
操作系統： CentOS?7.6
當前使用帶寬： 200Mbps
2）渲染點數：>1億點

二、系統架構
采用先進的微服務的體系架構，具有水平拓展能力，能連接海量設備。將系統進行模塊化開發，具有模塊隔離能力、阻斷錯誤傳播、動態更新程序等優點，可快速構建各種業務解決方案。模塊間通信使用RPC進程間通信和分布式協調組件，提高開發效率和通信效率，系統接口響應時間不大于1秒。系統采用前后端分離設計，可支持多端快速接入，如手機端、瀏覽器、公眾號、小程序等。

1、使用SpringBoot搭建web應用，對Java對象進行統一的配置和管理，簡化應用的搭建以及開發過程。
2、使用Redis緩存部分數據，加快系統速度，減輕數據庫壓力。
3、使用mq消息隊列，使得應用間解耦，并且其異步操作提供了更好的用戶體驗。
5、基于netty提供異步的、事件驅動的網絡應用程序框架和工具，用以快速開發高性能、高可靠性的網絡服務器和客戶端程序。
6、使用vue前端框架實現用戶界面，不僅易于上手，還便于與第三方庫或既有項目整合。
7、使用zookeeper為分布式應用提供一致性服務。
8、使用SkyWalking做分布式追蹤，可以觀察服務內部或者服務間的運行狀態，還可以監控服務的性能，及時優化服務的性能瓶頸。
9、使用Zabbix進行服務指標監控，實時監控服務的異常，并發出告警給運維人員，減少停機時間。
10、使用Dubbo實現服務間的RPC調用，和實現分布式服務注冊中心，減少服務間的耦合，減輕運維人員的工作。

三、五大功能板塊（云聯動 · 云場景 · 云互動 · 云仿真 · 云運維）
1、云聯動
1)多裝置接入：支持各類燈光秀設備的跨區域接入，實現對燈光、互動裝置、激光投影、噴泉水秀、音響、三維顯示、強電等各種終端設備的集中控制、聯動控制、互動控制。
2)多協議兼容：遵循Restful規范的開放性接口設計，兼容性強，支持DMX/Artnet/UDP/Modbus等多種協議。
3)大容量擴展：采用分布式處理和存儲的大數據構架，可擴展系統容量，支持高并發數據訪問，實現上億物聯網節點的接入和數據交互。
4)跨區域聯動：提供自定義設備分區進行管控，實現多設備跨區域聯動。

2、云場景
本系統創新性地引入面向場景的系統架構，包括以下三大核心步驟：
1）場景制作：實時控制各個節點端的播放狀態，可隨意切換整體、分組及單體等播放模式；根據布局節點進行智能化分屏精準切割，節點端快速響應下載指令。
2）場景編排：對燈光及其他控制設備進行全場景編排，通過時間編輯面板實現可視化編排，設置不同應用場景的多種節點時控，靈活規劃各種設備的整體編播策略。
3）場景演繹：在控制中心的基礎上，引入無人值守模式，通過手機控制即可快速應對緊急場景，有效降低運維人員的專業要求。

3、云互動
云互動板塊支持以下三大交互方式：
1）星互動方式：領先性地引入免感知設備的星互動，游客掃碼并開啟手機定位后，用戶在云端可為不同游客制定專屬互動效果、定位范圍等，實現大容量任意分布的燈的定位和人的定位。
2）云互動方式：支持彩域互動系統，支持公眾號/小程序的接入和移動支付，游客關注后可進行與燈光裝置進行互動。通過在云端的邏輯配置，可配置是否收費、收費后時長限制、收費后次數限制、打卡點設置、打卡邏輯等。
3）聯互動方式：同時接入各類常規感應設備（如紅外、雷達、體感、手機、鼓樂等），用戶在云端進行遠程集中設置多個互動裝置的啟停、效果及玩法規則等。領先的真三維LED互動模式，結合彩立方獨有的特殊坐標定點算法，將三維燈光融合人機交互體驗。

4、云仿真
融合我司彩域慧城系統，基于自主創新的“大容量分布式全場景”虛擬現實技術，對照明工程進行高精度三維全景建模，實現了虛擬場景與真實場景的燈光及系統設備同步仿真。
1）運用三維仿真、虛擬現實、數字孿生等技術，對夜景照明場景進行任意視角的燈光仿真。
2）系統中虛擬場景的燈光形態、色彩、周邊環境、設備運行狀況等多方面皆與真實場景高度仿真。
3）通過漫游、位移旋轉等功能，用戶在仿真場景中可實現自由移動、智能巡檢。
4）對設備進行虛擬仿真，實時展示控制系統、通信及供電網絡的“動態”工作過程，實現3D可視化，簡化現場定位工作。
5）結合大數據分析，各設備管理、能耗管理、故障預警等實時數據信息和仿真場景交互展示，更加直觀形象。

5、云運維
搭建了服務器指標監控系統和分布式鏈路追蹤系統，對系統進行全方位的監控，系統可靠性可達99.9%。
使用容器編排框架，具有彈性伸縮能力，能根據實時需求調配平臺資源，滿足大量用戶訪問和IOT應用場景的吞吐量需求。
1）大數據
①采用GIS地理信息技術，建立基于地理信息的可視化動態服務平臺。
②全面的數據分析模塊，包括資產管理、能耗管理、設備狀態、故障預警、工作日志等。
2）云監測
①利用云監測技術，自動化實時監測工程的節點運行狀態，預測設備壽命，配置監控各種報警指標，提供故障警報功能，快速響應推送事件，并及時推送信息給用戶。
②實景監測：采用圖像分析技術，實現全天候的影像自動化上傳。
③仿真監測：仿真級運維通過對夜景照明工程進行全場景任意視角的燈光及系統仿真，實現了虛擬場景與真實場景的實時同步。在任意位置出現故障時，采用“燈光-設備-通信-供電”全鏈路的動態展示方式，在仿真場景中快速定位故障位置并精準呈現告警信息。
3）云安全
采用服務器、網絡、數據、通信等多種安全技術鞏固云控的安全防御系統，免遭高級威脅攻擊，設置多重賬戶權限，提升登錄安全等級，高度保障用戶及工程的信息安全。
①網絡安全：滿足國家網絡安全等級保護2.0版，支持白名單、入侵防御、網關機制。
②賬號安全：使用SSO技術認證，實現嚴格的登錄控制及權限管理。
③數據安全：通過數字證書、加密算法、非對稱密鑰等技術完成互聯網數據傳輸AES?256位加密，支持數據加密、數據脫敏等。
④服務器安全：支持Web安全防護、補丁管理、漏洞管理、防病毒、服務器監控；
⑤穩定性：采用服務器雙機熱備份功能、數據庫備份機制。
⑥雙服務器同時工作，若主服務器出現故障，系統自動快速地切換到備用服務器。
⑦主從數據庫備份機制可在主數據故障后保障能迅速恢復所有數據。
⑧采用RDM（Remote Device Management）遠程設備管理，實時檢測并反饋系統及設備狀態信息。
⑨采用云態勢感知技術，自動發現和修復服務器系統漏洞，數據庫備份使用服務器全量/鏡像備份以保證數據備份完整性。

與國內外同類產品或同類技術的比較情況：

一、市面上簡單結構的燈光云控系統，設備端往往僅支持特定協議的硬件設備，與其他設備的融合程度較低。而彩域云控3.0是開放式總控平臺，其云聯動功能支持多協議、多設備的接入，在云端不僅可實現集中的設備管控，還可實現聯動同步顯示控制。

二、在城市管理智慧化的進程中，面臨各類云控系統互不兼容的難題。區別于開放程度較低的云控系統，彩域云控3.0基于開放性的系統架構，易于納入城市管理平臺統一管理。

三、互動裝置作為吸引游客、形成網紅景點的利器，在單個文旅景觀工程中往往也大量布局并分散放置，對這些裝置的維護目前以低效率的人工管理為主。而彩域云控3.0領先性地引入“云互動”功能，支持各類互動設備連接上云，在云端集中規劃，智慧運營。其中，星互動為自主專利技術，為本系統的獨創模塊。（注釋：星互動為基于北斗衛星/千尋位置等精確定位和5G低時延通信技術的定位互動）

四、區別于以常規表單呈現為主的傳統運維模式，彩域云控3.0領先性地引入“云仿真”功能，對夜景照明場景、控制設備及其網路進行任意視角的燈光仿真，通過漫游、位移等功能，在仿真場景中實現自由巡檢。

五、區別于常規系統的安全防御措施，彩域云控3.0基于大數據、GIS地理信息等技術，綜合安全性、穩定性、智能性制定安全防署策略，采用服務器、網絡、數據、通信等多種安全技術鞏固云控的安全防御系統，免遭高級威脅攻擊，設置多重賬戶權限，提升登錄安全等級，高度保障用戶及工程的信息安全。

六、彩域互動形成了標準化及產品化，解決了因定制帶來的周期長、成本高等問題。

經濟評價分析：

技術及工藝創新要點：

彩域云控3.1面向智慧城市、文旅景觀等大型照明燈光工程的場景聯動而打造，融合三維仿真及燈光互動等領先技術，具有云聯動、云場景、云運維、云互動、 云仿真五大板塊，系統創新點主要體現在“全場景聯動”、“廣域云互動”、 “仿真級運維” 三大創新特征:

一、全場景聯動
1）全面支持多設備接入，實現全場景燈光智慧總控
基于開放性、兼容性的系統架構，除了支持市面上常見的智慧照明、燈光聯動、智慧燈桿、智能強電、舞美燈光、激光投影、噴泉音響、現場監控等功能模塊，還創新性地引入仿真監測、燈光互動、智慧定制等核心模塊，實現多設備同步聯動和全場景智慧總控。
2）創新引入自定義場景，實現內容靈活制作編排
支持授權用戶對燈光及各類設備進行隨意的內容制作及編排。區別于節點終端僅支持整體顯示的單一方式，本系統創新性地配置了節點終端間“單體顯示 · 分組聯動 · 整體呈現"的混合組合方式。同時，基于時間軸的場景編排，通過選取精準切割后的視頻素材，并進行多圖層可視化的播放設置，靈活應對不同應用場景的自定義編輯。

二、廣域云互動
1）支持多模式互動，覆蓋各種應用場景
涵蓋星互動、云互動、 聯互動三大創新交互方式，具有“互動情景感知”、“互動情景處理”、“互動情景呈現”三個核心步驟，全面應用于文旅景觀等各類互動場景。其中，星互動模塊采用了我司獨創的專利技術，實現了基于手機等移動終端的廣域燈光交互。
2）引入彩域互動系統，實現廣域互動設備集中管控
云互動支持彩域互動系統，該系統基于邊緣計算等技術，優化云邊協同的工作機制，具有高集成度、高開放性、高兼容性的特點：
①整合多類感知方式，如熱釋電、雷達、Kinect、攝像頭、環境檢測等；
②智能交互處理內核，支持多種互動形式，如追蹤、動作捕捉、音控、AI語音、圖像識別、AR/VR等。
③在云端進行互動的智慧化控制及可視化管理，包括對全場景的互動裝置進行移動支付設置、信息安全審核、互動素材更新、管理播放列表、互動數據統計和分析等。
④支持多引擎(U3D、UE4等)實時渲染，實現人、物、環境等與內容的全交互、情景式呈現；
⑤對授權用戶開放互動素材進行參數化設置，包括模型、重力、顏色、角度、路徑、生命等；
⑥為開放式協議架構，支持多種設備交互控制，如投影、演藝激光、音樂噴泉、LED顯示屏、三維顯示等，同時支持多種交互組合，實現各類互動數據的融合展現。

三、仿真級運維
依托云計算、大數據、虛擬現實、增強現實、三維圖形處理、數字孿生等數字技術，彩域云控創新性地實現了全場景任意視角的仿真級運維，包括燈光仿真、設備仿真及仿真監測三個方面。
1）打造高度仿真的燈光秀，實現虛實場景的實時同步聯動
利用自主創新的“大容量分布式全場景”虛擬現實技術，實現了虛擬場景與真實場景的燈光同步仿真。攻克了照明燈光仿真的各種難題：
①超一億的燈體數量；
②虛擬場景可達到30FPS的4K超高清畫質；
③燈體種類繁多、燈具形態各異、色彩千變萬化等高復雜性。
2）“燈光-設備-通信-供電”全鏈路動態仿真
對真實場景的運行設備進行1：1的三維可視化仿真，虛實同步展示“燈光-設備-通信-供電”全鏈路的動態展示方式，簡化現場定位工作。
3）可視化三維仿真監測，提升工程運維效率
區別于傳統列表式的運維，本系統基于3D-GIS三維地理信息技術，融合大數據分析及可視化、實景影像同步等技術，實現全場景仿真的可視化運維，在任意位置出現故障時，在仿真場景中快速定位故障位置并精準呈現告警信息。

實際運用案例和用戶評價意見：

1、青島國際啤酒節燈光秀
2、武漢光谷步行街燈光秀
3、山東青島群樓聯動
4、云南順通大道群樓聯動
5、廣東韶關翁源龍湖華府聯動
6、安徽蕭縣城市中心亮化
7、河北張家口全市聯動
8、揭西一江兩岸聯動
9、山東威海林泉河濕地公園
10、重慶大足香國公園
11、貴州丹寨萬達小鎮
12、韶關乳源 五鼓豐登互動燈光
13、廣州動感單車互動
14、濟南九州洼月季公園（雷達+體感互動）
15、湖南醴陵瓷谷（手機互動）
16、廣西河池水滴主題雕塑
17、山東青島溫度計
18、四川瀘州摩天輪

獲獎、專利情況：

專利：
一、發明專利：
1、基于定位的互動系統及其應用（201910588160.5）
2、一種基于定位控制的顯示陣列及其控制方法（201910362005.1）
3、一種基于手持終端作為顯示單元的顯示矩陣及其顯示控制方法（201910362023.X）
4、一種由無序分布的顯示單元所組成的顯示陣列的顯示控制方法（201910363318.9）
5、一種由無序移動的顯示單元所組成的顯示陣列的顯示控制方法（201910363317.4）
6、一種燈光互動仿真系統（202010971244.X）
7、協議自適應控制器（201710871922.3）
8、控制芯片的自動編址方法（201910908832.6）

二、實用新型：
1、一種燈光互動系統（202021065050.5）
2、信號備份傳輸系統（201721226088.4）
3、紅外感應互動模塊（201520506544.5）
4、基于定位的互動系統及其應用（201921012960.4）
5、一種感應互動系統（201921258459.6）
6、互動裝置信號采集器（2021202559608）
7、一種基于二維碼識別的照明控制器（202020009533.7）

三、軟件著作權：
1、思域LED布線工具1.0（2013SR017871）
2、LED系統編播控制軟件（2018SR972363）
3、LED顯示系統的編輯控制播放軟件 1.0（2014SR140050）
4、思域云控制操控平臺v1.0（2017SR631205）
5、彩域云控軟件（2020R11L2075320）
6、彩立方三維交互平臺v1.0（2017SR636754）
7、彩立方互動控制播放軟件v1.0（2014SR135853）
8、星光云互動控制軟件（2020R11L1200339）

獲獎：
1、國家高新技術企業
2、廣東省LED智能交互控制工程技術研究中心
3、廣東省第一批產教融合型企業
4、2020中國照明網“金手指獎”十大智能照明品牌獎
5、2020“彩立方3D Player 3.0”獲第25屆阿拉丁神燈獎優秀技術獎（彩域慧城仿真系統）
6、2019“彩域LED智能交互云控系統”獲第24屆阿拉丁神燈獎優秀技術獎（彩域云控2.0系統）
7、2018中國照明網“金手指獎”優秀智能照明控制品牌
8、2018“LED智能控制系統”被認定為廣東省高新技術產品

是否有“智能設計”？

彩域云控3.1深度融合“全場景聯動、廣域云互動、仿真級運維”三大創新特征，實現大型照明燈光工程的聲、光、水、電等全場景多設備的總控與管理。①全場景聯動：面向全場景，靈活接入燈光、控電、監測、音響、激光、噴泉、投影、互動等各類設備。②廣域云互動：涵蓋星互動、云互動、聯互動三大交互方式，全面支持紅外、雷達、Kinect、移動端、鼓樂、UWB、超聲波、心率、天氣等多形式感知設備。③仿真級運維：通過結合GIS+BIM技術，仿真級運維對各種照明景觀工程進行全場景任意視角的燈光及系統實時仿真，實現“一張圖”多層面立體化的智慧監管控。

申報單位介紹：

思域科技成立于2004年, 是一家專注于智能照明控制系統的高新技術企業，為廣東彩立方科技有限公司的全資子公司。自成立以來持續深耕智能照明控制技術，擁有近百項發明專利及軟著，是國內智能照明控制系統實力廠商（十大智能照明品牌）。
公司總部及現代化生產基地位于江門市，研發中心位于深圳、廣州及江門，在深圳、廣州、無錫、重慶、上海、昆明、中山等地設有銷售分公司，致力于提供研發、設計、制造、銷售及工程服務的一站式解決方案。
本企業獲多項行業權威獎項及認定，包括廣東省LED智能交互控制工程技術研究中心、廣東省江門市工程技術研究中心、廣東省第一批產教融合型企業、中山大學工學院本科實習教學等基地認定。其中，近兩年主要獲得以下行業獎項：
阿拉丁神燈獎最佳產品獎
阿拉丁神燈獎優秀技術獎
全國十大智能照明品牌
全國優秀智能照明控制品牌
十大景觀照明品牌獎
中國景觀照明獎產品一等獎
中國景觀照明獎產品研發生產優秀單位
歷經十七年的沉淀，深度融合物聯網（基于NBIOT/LORA/BLE/ZIGBEE）、云平臺、三維仿真、嵌入式系統（ARM/LINUX）等技術，本企業形成了“一平臺 六系統 三大產品體系”的整體產品布局，即包括基于“彩域云平臺”的“彩域云控、彩域互動、彩域慧城、彩域星控、三維顯示、智慧展示”六大系統，及覆蓋全場景燈光控制的“控制器-播放器-驅動器”的三大產品體系。目前，已為國內外200+城市、5000+客戶提供安全可信賴的產品與解決方案。憑著創新的控制技術、強大的定制化能力和嚴謹的ISO9001質量管理體系，本企業與華為、Apple、Amazon、Google等多家國內外知名企業建立長期合作關系。
思域科技將積極布局在智慧城市照明和文旅夜游工程，繼續提供智能化、定制化的照明工程項目系統研發、內容設計、生產銷售、工程服務一體化的綜合服務，力求為客戶提供更專業的解決方案，以及更優質的工程服務。

產品圖片：