项目名称： 融合三维仿真及灯光互动的智慧照明云控系统

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

申报单位： 江门市思域科技有限公司、广东彩立方科技有限公司

综合介绍或申报理由：

彩域云控3.1是我司全新升级的第三代智慧照明云控系统，系统依托云计算、大数据、5G、物联网、虚拟现实、数字孪生等信息技术打造，深度融合“全场景联动、广域云互动、仿真级运维”三大创新特征，实现大型照明灯光工程的声、光、水、电等全场景多设备的总控与管理，全面应用于智慧城市照明、文旅景观灯光等领域。

【全场景联动】
作为开放式的系统平台，灵活接入灯光、控电、监测、音响、激光、喷泉、投影、互动等各类设备。基于面向场景的系统架构，通过“场景制作”、“场景编排”、“场景演绎”三大核心步骤，对所有节点端的设备制定运行内容和管理播控流程，并借助GPS/北斗/BTS/NTP/千寻等同步校正技术，实现创意设计与现场执行的对接、预演，及全场景的同步联动控制。

【广域云互动】
涵盖星互动、云互动、联互动三大交互方式，全面支持红外、雷达、Kinect、移动端、鼓乐、UWB、超声波、心率、天气等多形式感知设备。通过“互动情景感知”、“互动情景处理”、“互动情景呈现”三大核心步骤，在云端进行智慧化控制及可视化管理，如移动支付设置、信息安全审核、互动素材更新等，同时进行互动数据的采集-分析-优化，提供多元化的互动运营服务，体现商业化价值。其中，“星互动”采用了我司独创的专利技术，具有高精度定位和低延时通信的特点，通过公众号/小程序自识别“人-灯”定位，实现了基于手机等移动终端的灯光交互云端控制，及多设备、多系统的跨区域光影联动。”云互动”支持彩域互动系统，该系统融合“全方位泛在感知、大容量云边协同、多引擎实时渲染、跨平台全景呈现”四大创新特征，具有高集成度、高开放性、高兼容性的特点。

【仿真级运维】
基于云计算、三维仿真、RDM监测等技术，在照明灯光领域，创新性地构建了涵盖“大数据”、“云安全”、“云监测”的仿真级运维体系，以故障告警、能耗管理、实景监控、仿真监测等工具为依托，实现了“大数据采集-精细化分析-可视化呈现-交互式仿真”的智慧运维，为用户提供了直观形象的监测及管理。通过结合GIS+BIM技术，仿真级运维对各种照明景观工程进行全场景任意视角的灯光及系统实时仿真，实现“一张图”多层面立体化的智慧监管控。在任意位置出现故障时，针对“灯光层、中控层、信号层、强电层、监测层”采取全链路的动态仿真展现方式，让用户在仿真场景中实时监测运行状态，快速定位故障位置并精准呈现告警信息，为优化工程管理提供了全新的专业技术支撑和智慧运营方案。

项目宣传视频： https://b2b.alighting.com/exh/seekway/videodetail-5559.html

主要技术参数：

一、服务器配置参数：
服务器以集群方式工作，以下为单台服务器的技术参数
1、程序服务器：
1）硬件配置
CPU： 8核或以上
内存： 16 GiB
实例类型： I/O优化
操作系统： CentOS?7.6
当前使用带宽： 200Mbps
2）响应速度：毫秒级
3）节点类型：灯光设备、控电设备、喷泉设备、激光设备、投影设备、音响设备
4）节点数量：>=1000

2、备份服务器：
硬件配置
CPU： 8核
内存： 16 GiB
实例类型： I/O优化
操作系统： CentOS?7.6
当前使用带宽： 200Mbps
备份方式：定时同步
3、视频服务器：
1）硬件配置
CPU： 8核
内存： 16 GiB
实例类型：视频处理
操作系统： CentOS?7.6
当前使用带宽： 200Mbps
2）视频格式：MP4,AVI
3）视频编码：H.264
4）视频大小：<=4G
5）视频尺寸：<=8192*4096

4、仿真服务器：
1）硬件配置
CPU： 24核
内存： 16 GiB
实例类型：视频处理
操作系统： CentOS?7.6
当前使用带宽： 200Mbps
2）渲染点数：>1亿点

二、系统架构
采用先进的微服务的体系架构，具有水平拓展能力，能连接海量设备。将系统进行模块化开发，具有模块隔离能力、阻断错误传播、动态更新程序等优点，可快速构建各种业务解决方案。模块间通信使用RPC进程间通信和分布式协调组件，提高开发效率和通信效率，系统接口响应时间不大于1秒。系统采用前后端分离设计，可支持多端快速接入，如手机端、浏览器、公众号、小程序等。

1、使用SpringBoot搭建web应用，对Java对象进行统一的配置和管理，简化应用的搭建以及开发过程。
2、使用Redis缓存部分数据，加快系统速度，减轻数据库压力。
3、使用mq消息队列，使得应用间解耦，并且其异步操作提供了更好的用户体验。
5、基于netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序。
6、使用vue前端框架实现用户界面，不仅易于上手，还便于与第三方库或既有项目整合。
7、使用zookeeper为分布式应用提供一致性服务。
8、使用SkyWalking做分布式追踪，可以观察服务内部或者服务间的运行状态，还可以监控服务的性能，及时优化服务的性能瓶颈。
9、使用Zabbix进行服务指标监控，实时监控服务的异常，并发出告警给运维人员，减少停机时间。
10、使用Dubbo实现服务间的RPC调用，和实现分布式服务注册中心，减少服务间的耦合，减轻运维人员的工作。

三、五大功能板块（云联动 · 云场景 · 云互动 · 云仿真 · 云运维）
1、云联动
1)多装置接入：支持各类灯光秀设备的跨区域接入，实现对灯光、互动装置、激光投影、喷泉水秀、音响、三维显示、强电等各种终端设备的集中控制、联动控制、互动控制。
2)多协议兼容：遵循Restful规范的开放性接口设计，兼容性强，支持DMX/Artnet/UDP/Modbus等多种协议。
3)大容量扩展：采用分布式处理和存储的大数据构架，可扩展系统容量，支持高并发数据访问，实现上亿物联网节点的接入和数据交互。
4)跨区域联动：提供自定义设备分区进行管控，实现多设备跨区域联动。

2、云场景
本系统创新性地引入面向场景的系统架构，包括以下三大核心步骤：
1）场景制作：实时控制各个节点端的播放状态，可随意切换整体、分组及单体等播放模式；根据布局节点进行智能化分屏精准切割，节点端快速响应下载指令。
2）场景编排：对灯光及其他控制设备进行全场景编排，通过时间编辑面板实现可视化编排，设置不同应用场景的多种节点时控，灵活规划各种设备的整体编播策略。
3）场景演绎：在控制中心的基础上，引入无人值守模式，通过手机控制即可快速应对紧急场景，有效降低运维人员的专业要求。

3、云互动
云互动板块支持以下三大交互方式：
1）星互动方式：领先性地引入免感知设备的星互动，游客扫码并开启手机定位后，用户在云端可为不同游客制定专属互动效果、定位范围等，实现大容量任意分布的灯的定位和人的定位。
2）云互动方式：支持彩域互动系统，支持公众号/小程序的接入和移动支付，游客关注后可进行与灯光装置进行互动。通过在云端的逻辑配置，可配置是否收费、收费后时长限制、收费后次数限制、打卡点设置、打卡逻辑等。
3）联互动方式：同时接入各类常规感应设备（如红外、雷达、体感、手机、鼓乐等），用户在云端进行远程集中设置多个互动装置的启停、效果及玩法规则等。领先的真三维LED互动模式，结合彩立方独有的特殊坐标定点算法，将三维灯光融合人机交互体验。

4、云仿真
融合我司彩域慧城系统，基于自主创新的“大容量分布式全场景”虚拟现实技术，对照明工程进行高精度三维全景建模，实现了虚拟场景与真实场景的灯光及系统设备同步仿真。
1）运用三维仿真、虚拟现实、数字孪生等技术，对夜景照明场景进行任意视角的灯光仿真。
2）系统中虚拟场景的灯光形态、色彩、周边环境、设备运行状况等多方面皆与真实场景高度仿真。
3）通过漫游、位移旋转等功能，用户在仿真场景中可实现自由移动、智能巡检。
4）对设备进行虚拟仿真，实时展示控制系统、通信及供电网络的“动态”工作过程，实现3D可视化，简化现场定位工作。
5）结合大数据分析，各设备管理、能耗管理、故障预警等实时数据信息和仿真场景交互展示，更加直观形象。

5、云运维
搭建了服务器指标监控系统和分布式链路追踪系统，对系统进行全方位的监控，系统可靠性可达99.9%。
使用容器编排框架，具有弹性伸缩能力，能根据实时需求调配平台资源，满足大量用户访问和IOT应用场景的吞吐量需求。
1）大数据
①采用GIS地理信息技术，建立基于地理信息的可视化动态服务平台。
②全面的数据分析模块，包括资产管理、能耗管理、设备状态、故障预警、工作日志等。
2）云监测
①利用云监测技术，自动化实时监测工程的节点运行状态，预测设备寿命，配置监控各种报警指标，提供故障警报功能，快速响应推送事件，并及时推送信息给用户。
②实景监测：采用图像分析技术，实现全天候的影像自动化上传。
③仿真监测：仿真级运维通过对夜景照明工程进行全场景任意视角的灯光及系统仿真，实现了虚拟场景与真实场景的实时同步。在任意位置出现故障时，采用“灯光-设备-通信-供电”全链路的动态展示方式，在仿真场景中快速定位故障位置并精准呈现告警信息。
3）云安全
采用服务器、网络、数据、通信等多种安全技术巩固云控的安全防御系统，免遭高级威胁攻击，设置多重账户权限，提升登录安全等级，高度保障用户及工程的信息安全。
①网络安全：满足国家网络安全等级保护2.0版，支持白名单、入侵防御、网关机制。
②账号安全：使用SSO技术认证，实现严格的登录控制及权限管理。
③数据安全：通过数字证书、加密算法、非对称密钥等技术完成互联网数据传输AES?256位加密，支持数据加密、数据脱敏等。
④服务器安全：支持Web安全防护、补丁管理、漏洞管理、防病毒、服务器监控；
⑤稳定性：采用服务器双机热备份功能、数据库备份机制。
⑥双服务器同时工作，若主服务器出现故障，系统自动快速地切换到备用服务器。
⑦主从数据库备份机制可在主数据故障后保障能迅速恢复所有数据。
⑧采用RDM（Remote Device Management）远程设备管理，实时检测并反馈系统及设备状态信息。
⑨采用云态势感知技术，自动发现和修复服务器系统漏洞，数据库备份使用服务器全量/镜像备份以保证数据备份完整性。

与国内外同类产品或同类技术的比较情况：

一、市面上简单结构的灯光云控系统，设备端往往仅支持特定协议的硬件设备，与其他设备的融合程度较低。而彩域云控3.0是开放式总控平台，其云联动功能支持多协议、多设备的接入，在云端不仅可实现集中的设备管控，还可实现联动同步显示控制。

二、在城市管理智慧化的进程中，面临各类云控系统互不兼容的难题。区别于开放程度较低的云控系统，彩域云控3.0基于开放性的系统架构，易于纳入城市管理平台统一管理。

三、互动装置作为吸引游客、形成网红景点的利器，在单个文旅景观工程中往往也大量布局并分散放置，对这些装置的维护目前以低效率的人工管理为主。而彩域云控3.0领先性地引入“云互动”功能，支持各类互动设备连接上云，在云端集中规划，智慧运营。其中，星互动为自主专利技术，为本系统的独创模块。（注释：星互动为基于北斗卫星/千寻位置等精确定位和5G低时延通信技术的定位互动）

四、区别于以常规表单呈现为主的传统运维模式，彩域云控3.0领先性地引入“云仿真”功能，对夜景照明场景、控制设备及其网路进行任意视角的灯光仿真，通过漫游、位移等功能，在仿真场景中实现自由巡检。

五、区别于常规系统的安全防御措施，彩域云控3.0基于大数据、GIS地理信息等技术，综合安全性、稳定性、智能性制定安全防署策略，采用服务器、网络、数据、通信等多种安全技术巩固云控的安全防御系统，免遭高级威胁攻击，设置多重账户权限，提升登录安全等级，高度保障用户及工程的信息安全。

六、彩域互动形成了标准化及产品化，解决了因定制带来的周期长、成本高等问题。

经济评价分析：

技术及工艺创新要点：

彩域云控3.1面向智慧城市、文旅景观等大型照明灯光工程的场景联动而打造，融合三维仿真及灯光互动等领先技术，具有云联动、云场景、云运维、云互动、 云仿真五大板块，系统创新点主要体现在“全场景联动”、“广域云互动”、 “仿真级运维” 三大创新特征:

一、全场景联动
1）全面支持多设备接入，实现全场景灯光智慧总控
基于开放性、兼容性的系统架构，除了支持市面上常见的智慧照明、灯光联动、智慧灯杆、智能强电、舞美灯光、激光投影、喷泉音响、现场监控等功能模块，还创新性地引入仿真监测、灯光互动、智慧定制等核心模块，实现多设备同步联动和全场景智慧总控。
2）创新引入自定义场景，实现内容灵活制作编排
支持授权用户对灯光及各类设备进行随意的内容制作及编排。区别于节点终端仅支持整体显示的单一方式，本系统创新性地配置了节点终端间“单体显示 · 分组联动 · 整体呈现"的混合组合方式。同时，基于时间轴的场景编排，通过选取精准切割后的视频素材，并进行多图层可视化的播放设置，灵活应对不同应用场景的自定义编辑。

二、广域云互动
1）支持多模式互动，覆盖各种应用场景
涵盖星互动、云互动、 联互动三大创新交互方式，具有“互动情景感知”、“互动情景处理”、“互动情景呈现”三个核心步骤，全面应用于文旅景观等各类互动场景。其中，星互动模块采用了我司独创的专利技术，实现了基于手机等移动终端的广域灯光交互。
2）引入彩域互动系统，实现广域互动设备集中管控
云互动支持彩域互动系统，该系统基于边缘计算等技术，优化云边协同的工作机制，具有高集成度、高开放性、高兼容性的特点：
①整合多类感知方式，如热释电、雷达、Kinect、摄像头、环境检测等；
②智能交互处理内核，支持多种互动形式，如追踪、动作捕捉、音控、AI语音、图像识别、AR/VR等。
③在云端进行互动的智慧化控制及可视化管理，包括对全场景的互动装置进行移动支付设置、信息安全审核、互动素材更新、管理播放列表、互动数据统计和分析等。
④支持多引擎(U3D、UE4等)实时渲染，实现人、物、环境等与内容的全交互、情景式呈现；
⑤对授权用户开放互动素材进行参数化设置，包括模型、重力、颜色、角度、路径、生命等；
⑥为开放式协议架构，支持多种设备交互控制，如投影、演艺激光、音乐喷泉、LED显示屏、三维显示等，同时支持多种交互组合，实现各类互动数据的融合展现。

三、仿真级运维
依托云计算、大数据、虚拟现实、增强现实、三维图形处理、数字孪生等数字技术，彩域云控创新性地实现了全场景任意视角的仿真级运维，包括灯光仿真、设备仿真及仿真监测三个方面。
1）打造高度仿真的灯光秀，实现虚实场景的实时同步联动
利用自主创新的“大容量分布式全场景”虚拟现实技术，实现了虚拟场景与真实场景的灯光同步仿真。攻克了照明灯光仿真的各种难题：
①超一亿的灯体数量；
②虚拟场景可达到30FPS的4K超高清画质；
③灯体种类繁多、灯具形态各异、色彩千变万化等高复杂性。
2）“灯光-设备-通信-供电”全链路动态仿真
对真实场景的运行设备进行1：1的三维可视化仿真，虚实同步展示“灯光-设备-通信-供电”全链路的动态展示方式，简化现场定位工作。
3）可视化三维仿真监测，提升工程运维效率
区别于传统列表式的运维，本系统基于3D-GIS三维地理信息技术，融合大数据分析及可视化、实景影像同步等技术，实现全场景仿真的可视化运维，在任意位置出现故障时，在仿真场景中快速定位故障位置并精准呈现告警信息。

实际运用案例和用户评价意见：

1、青岛国际啤酒节灯光秀
2、武汉光谷步行街灯光秀
3、山东青岛群楼联动
4、云南顺通大道群楼联动
5、广东韶关翁源龙湖华府联动
6、安徽萧县城市中心亮化
7、河北张家口全市联动
8、揭西一江两岸联动
9、山东威海林泉河湿地公园
10、重庆大足香国公园
11、贵州丹寨万达小镇
12、韶关乳源 五鼓丰登互动灯光
13、广州动感单车互动
14、济南九州洼月季公园（雷达+体感互动）
15、湖南醴陵瓷谷（手机互动）
16、广西河池水滴主题雕塑
17、山东青岛温度计
18、四川泸州摩天轮

获奖、专利情况：

专利：
一、发明专利：
1、基于定位的互动系统及其应用（201910588160.5）
2、一种基于定位控制的显示阵列及其控制方法（201910362005.1）
3、一种基于手持终端作为显示单元的显示矩阵及其显示控制方法（201910362023.X）
4、一种由无序分布的显示单元所组成的显示阵列的显示控制方法（201910363318.9）
5、一种由无序移动的显示单元所组成的显示阵列的显示控制方法（201910363317.4）
6、一种灯光互动仿真系统（202010971244.X）
7、协议自适应控制器（201710871922.3）
8、控制芯片的自动编址方法（201910908832.6）

二、实用新型：
1、一种灯光互动系统（202021065050.5）
2、信号备份传输系统（201721226088.4）
3、红外感应互动模块（201520506544.5）
4、基于定位的互动系统及其应用（201921012960.4）
5、一种感应互动系统（201921258459.6）
6、互动装置信号采集器（2021202559608）
7、一种基于二维码识别的照明控制器（202020009533.7）

三、软件著作权：
1、思域LED布线工具1.0（2013SR017871）
2、LED系统编播控制软件（2018SR972363）
3、LED显示系统的编辑控制播放软件 1.0（2014SR140050）
4、思域云控制操控平台v1.0（2017SR631205）
5、彩域云控软件（2020R11L2075320）
6、彩立方三维交互平台v1.0（2017SR636754）
7、彩立方互动控制播放软件v1.0（2014SR135853）
8、星光云互动控制软件（2020R11L1200339）

获奖：
1、国家高新技术企业
2、广东省LED智能交互控制工程技术研究中心
3、广东省第一批产教融合型企业
4、2020中国照明网“金手指奖”十大智能照明品牌奖
5、2020“彩立方3D Player 3.0”获第25届阿拉丁神灯奖优秀技术奖（彩域慧城仿真系统）
6、2019“彩域LED智能交互云控系统”获第24届阿拉丁神灯奖优秀技术奖（彩域云控2.0系统）
7、2018中国照明网“金手指奖”优秀智能照明控制品牌
8、2018“LED智能控制系统”被认定为广东省高新技术产品

是否有“智能设计”？

彩域云控3.1深度融合“全场景联动、广域云互动、仿真级运维”三大创新特征，实现大型照明灯光工程的声、光、水、电等全场景多设备的总控与管理。①全场景联动：面向全场景，灵活接入灯光、控电、监测、音响、激光、喷泉、投影、互动等各类设备。②广域云互动：涵盖星互动、云互动、联互动三大交互方式，全面支持红外、雷达、Kinect、移动端、鼓乐、UWB、超声波、心率、天气等多形式感知设备。③仿真级运维：通过结合GIS+BIM技术，仿真级运维对各种照明景观工程进行全场景任意视角的灯光及系统实时仿真，实现“一张图”多层面立体化的智慧监管控。

申报单位介绍：

思域科技成立于2004年, 是一家专注于智能照明控制系统的高新技术企业，为广东彩立方科技有限公司的全资子公司。自成立以来持续深耕智能照明控制技术，拥有近百项发明专利及软著，是国内智能照明控制系统实力厂商（十大智能照明品牌）。
公司总部及现代化生产基地位于江门市，研发中心位于深圳、广州及江门，在深圳、广州、无锡、重庆、上海、昆明、中山等地设有销售分公司，致力于提供研发、设计、制造、销售及工程服务的一站式解决方案。
本企业获多项行业权威奖项及认定，包括广东省LED智能交互控制工程技术研究中心、广东省江门市工程技术研究中心、广东省第一批产教融合型企业、中山大学工学院本科实习教学等基地认定。其中，近两年主要获得以下行业奖项：
阿拉丁神灯奖最佳产品奖
阿拉丁神灯奖优秀技术奖
全国十大智能照明品牌
全国优秀智能照明控制品牌
十大景观照明品牌奖
中国景观照明奖产品一等奖
中国景观照明奖产品研发生产优秀单位
历经十七年的沉淀，深度融合物联网（基于NBIOT/LORA/BLE/ZIGBEE）、云平台、三维仿真、嵌入式系统（ARM/LINUX）等技术，本企业形成了“一平台 六系统 三大产品体系”的整体产品布局，即包括基于“彩域云平台”的“彩域云控、彩域互动、彩域慧城、彩域星控、三维显示、智慧展示”六大系统，及覆盖全场景灯光控制的“控制器-播放器-驱动器”的三大产品体系。目前，已为国内外200+城市、5000+客户提供安全可信赖的产品与解决方案。凭着创新的控制技术、强大的定制化能力和严谨的ISO9001质量管理体系，本企业与华为、Apple、Amazon、Google等多家国内外知名企业建立长期合作关系。
思域科技将积极布局在智慧城市照明和文旅夜游工程，继续提供智能化、定制化的照明工程项目系统研发、内容设计、生产销售、工程服务一体化的综合服务，力求为客户提供更专业的解决方案，以及更优质的工程服务。

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