一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法，属于智慧校园管理技术领域，该管理方法具体步骤如下：步骤(1)创建校园地理围栏及数字孪生体；步骤(2)围栏虚拟绘制标记；步骤(3)应用管理；本发明专利技术以地理围栏技术和数字孪生技术为依托，进行虚拟场景构建管理，其相较于现有校园管理中的学校考勤和学校门禁等多个独立系统而言，无需搭建多个硬件设施，有利于减少管理成本，且管理效率较高；且能够有效实现对师生教学任务的统一监督；实现对师生住宿的自动化管理；以及实现对师生校园出入进行安全预警。入进行安全预警。入进行安全预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法及系统


[0001]本专利技术涉及智慧校园管理
，尤其涉及一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法及系统。

技术介绍

[0002]地理围栏技术，是LBS(Location Based Service)的一种新应用，是用虚拟的地理边界构建出一个虚拟地理边界，以该边界来探测进入或者离开当前范围的智能移动终端，当智能移动终端进入或离开某个特定地理区域、或在该区域内活动时，智能移动终端就可以接收自动通知和警告；目前地理围栏技术已经被广泛地应用于商业目的中，其通过结合多种推荐系统向该区域内活动的移动设备推送各种内容的消息，以实现商业价值；
[0003]数字孪生技术，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程；目前，其广泛被应用于工业领域中；
[0004]近些年来，随着教育事业的不断发展以及国家对教育事业的越加重视，校园管理也正逐步朝着智能化方向进行迈进，校园管理包括日常教学、学生住宿和学生安全等多个管理方面；目前，校园管理主要通过学校考勤和学校门禁等多个独立系统实现，其存在较多缺陷：(1)管理成本较高，且管理效率较低；(2)无法实现对师生教学任务的统一监督；(3)无法实现对师生住宿的自动化管理；(4)无法实现对师生校园出入进行安全预警；因此，如何通过现有前沿技术以解决校园校区的自动化管理问题，以实现对学生和老师的规范化管理成为当下热点研究课题；为此，我们提出一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法及系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法及系统。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法，该管理方法具体步骤如下：
[0008]创建校园地理围栏及数字孪生体：根据学校数据库中的基础数据构建校园地理围栏和校园数字孪生体，所述基础数据包括学校三维电子地图数据、学校建筑模型信息和人物模型数据；所述学校建筑模型信息具体为学校建筑及相关设施的几何模型信息和物理属性信息；
[0009]围栏虚拟绘制标记：将构建得到所述校园地理围栏绘制于所述校园数字孪生体中，并进行三维标记；
[0010]应用管理：通过师生智能移动终端APP获取实时定位信息，基于预设时间管理范围并根据所述校园地理围栏对学校师生进行自动化预警提醒以及管理控制，同时基于预设人物模型数据对所述校园数字孪生体进行实时更新，并进行同步三维可视化显示。
[0011]进一步地，所述校园地理围栏包括一个中心地理围栏和多个区域围栏网格，所述校园地理围栏的创建过程具体如下：
[0012]A1：确定校园中心坐标，并以其为基准点，同时获取所述校园中心坐标到校园边界的距离，并以此为围栏半径构建中心地理围栏；
[0013]A2：获取中心地理围栏中多个感兴趣区域，根据所述学校三维电子地图数据对所述多个感兴趣区域进行边界范围确定，生成多个区域围栏网格。
[0014]进一步地，所述预设管理时间范围包括教学时间管理范围、住宿时间管理范围和在校要求时间管理范围三个层次，所述教学时间管理范围是指课堂教学时间区间；所述住宿时间管理范围是指师生就寝时间区间；所述在校要求时间管理范围是指规定在校时间区间；所述三个层次的预设管理时间范围可根据实际情况进行人为调控。
[0015]进一步地，所述自动化预警提醒以及管理控制具体过程如下：
[0016]B1：基于师生智能移动终端APP，通过WIFI+GPS定位方式，实时获取师生位置信息；
[0017]B2：获取所述师生位置信息，同时根据预警时间区间检测判断所述师生智能移动终端是否处于校园地理围栏之中：
[0018]若不处于，则自动向对应所述师生智能移动终端APP发送预警提醒信息；
[0019]若处于：则视为正常；
[0020]B3：基于预设时间管理范围内，即教学时间管理范围、住宿时间管理范围和在校要求时间管理范围内，检测判断所述师生智能移动终端是否处于校园地理围栏之中：
[0021]若不处于，则根据所述师生位置信息，并基于预设人物模型对所述校园数字孪生体进行实时更新，同时进行同步三维可视化显示，并通知校区管理负责人，让其根据可视化校园数字孪生体对对应师生进行管理控制；
[0022]若处于，则视为正常。
[0023]进一步地，所述预警时间区间包括教学预警时间区间、住宿预警时间区间和在校预警时间区间，其主要作用是通过预留时间以进行预警。
[0024]一种基于地理围栏的数字孪生校园管理系统，包括学校数据库、地理围栏创建模块、校园孪生体构建模块、校园孪生体存储模块、可视化模块、位置信息获取模块、实时判断模块、自动通知模块和校园管理模块；
[0025]所述学校数据库用于存储学校三维电子地图数据、学校建筑模型信息和人物模型数据；
[0026]所述地理围栏创建模块用于根据学校三维电子地图数据构建校园地理围栏，所述校园地理围栏包括一个中心地理围栏和多个区域围栏网格；
[0027]所述校园孪生体构建模块用于根据学校建筑模型信息构建校园数字孪生体；
[0028]所述校园孪生体存储模块用于存储所述校园数字孪生体；
[0029]所述可视化模块用于显示校园数字孪生体以及其更新过程；
[0030]所述位置信息获取模块用于根据智能终端设备预安装APP，并基于WIFI+GPS定位方式，实时获取师生位置信息；
[0031]所述实时判断模块用于接收师生位置信息，并根据预警时间区间、预设时间管理范围以及校园地理围栏进行实时检测判断；
[0032]所述自动通知模块根据实时检测判断结果向师生智能移动终端 APP发送提醒信
息；
[0033]所述校园管理模块用于根据实时检测判断结果，并基于可视化校园数字孪生体对对应师生进行人为管理控制，同时进行事件统计记录。
[0034]进一步地，所述校园孪生体构建模块包括绘制标记模块和模型更新模块；所述绘制标记模块用于将所述校园地理围栏绘制于所述校园数字孪生体中，并进行三维标记；所述模型更新模块用于根据对应师生的实时检测判断结果并基于人物模型数据对所述校园数字孪生体进行更新。
[0035]进一步地，所述实时判断模块包括教学时间段判断单元、住宿时间段判断单元和在校时间段判断单元；所述教学时间段判断单元、住宿时间段判断单元和在校时间段判断单元可同时并行处理。
[0036]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0037]1、本申请公开了一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法及系统，其以地理围栏技术和数字孪生技术为依托，进行虚拟场景构建管理，其相较于现有校园管理中的学校考勤和学校门禁等多个独立系统而言，无需搭建多个硬件设施，有利于减少管理成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法，其特征在于，该管理方法具体步骤如下：创建校园地理围栏及数字孪生体：根据学校数据库中的基础数据构建校园地理围栏和校园数字孪生体，所述基础数据包括学校三维电子地图数据、学校建筑模型信息和人物模型数据；所述学校建筑模型信息具体为学校建筑及相关设施的几何模型信息和物理属性信息；围栏虚拟绘制标记：将构建得到所述校园地理围栏绘制于所述校园数字孪生体中，并进行三维标记；应用管理：通过师生智能移动终端APP获取实时定位信息，基于预设时间管理范围并根据所述校园地理围栏对学校师生进行自动化预警提醒以及管理控制，同时基于预设人物模型数据对所述校园数字孪生体进行实时更新，并进行同步三维可视化显示。2.根据权利要求1所述的一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法，其特征在于，所述校园地理围栏包括一个中心地理围栏和多个区域围栏网格，所述校园地理围栏的创建过程具体如下：A1：确定校园中心坐标，并以其为基准点，同时获取所述校园中心坐标到校园边界的距离，并以此为围栏半径构建中心地理围栏；A2：获取中心地理围栏中多个感兴趣区域，根据所述学校三维电子地图数据对所述多个感兴趣区域进行边界范围确定，生成多个区域围栏网格。3.根据权利要求1所述的一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法，其特征在于，所述预设管理时间范围包括教学时间管理范围、住宿时间管理范围和在校要求时间管理范围三个层次，所述教学时间管理范围是指课堂教学时间区间；所述住宿时间管理范围是指师生就寝时间区间；所述在校要求时间管理范围是指规定在校时间区间；所述三个层次的预设管理时间范围可根据实际情况进行人为调控。4.根据权利要求1所述的一种基于地理围栏的数字孪生校园管理方法，其特征在于，所述自动化预警提醒以及管理控制具体过程如下：B1：基于师生智能移动终端APP，通过WIFI+GPS定位方式，实时获取师生位置信息；B2：获取所述师生位置信息，同时根据预警时间区间检测判断所述师生智能移动终端是否处于校园地理围栏之中：若不处于，则自动向对应所述师生智能移动终端APP发送预警提醒信息；若处于：则视为正常；B3：基于预设时间管理范围内，即教学时间管理范围、住宿时间管理范围和在校要求时间管理范围内，检测判断所述师生智能移动终端是否处于校园地理围栏之中：若不处...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，程莹莹，陈芳，卢书芳，邓愫愫，叶俊华，翁翔，李颜娥，谢潇，朱雪芬，袁胜古，周俊晖，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：