本發(fā)明涉及一種對(duì)工業(yè)項(xiàng)目或生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控和管理的方法，尤其涉及一種描述事物空間屬性并基于所述描述進(jìn)行查找的方法。

背景技術(shù)：

數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了層次、網(wǎng)狀、關(guān)系型和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢必不可少的系統(tǒng)，現(xiàn)在，也有一些所謂的時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)，也是主要是GIS(地理信息系統(tǒng))借用關(guān)系庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫(kù)，借助于集合代數(shù)等數(shù)學(xué)概念和方法來處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)實(shí)世界中的各種實(shí)體以及實(shí)體之間的各種聯(lián)系均用關(guān)系模型來表示。關(guān)系模型就是指二維表格模型，因而一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)就是由二維表及其之間的聯(lián)系組成的一個(gè)數(shù)據(jù)組織。當(dāng)前主流的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)有Oracle、Microsoft SQL Server、MySQL等。

在工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控和管理領(lǐng)域，有SCADA監(jiān)控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系庫(kù)、也有開源非關(guān)系庫(kù)的應(yīng)用，還沒有一種數(shù)據(jù)庫(kù)能提高這幾種數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，而且是可以組態(tài)實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)指的是地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和，一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件的形式組織在存儲(chǔ)介質(zhì)之上的。

目前眾多的空間數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)空間信息都是采用存儲(chǔ)坐標(biāo)信息來支持空間信息，加上使用一個(gè)自增長(zhǎng)ID(Identity，序列號(hào))來提供索引，在搜索上需要依靠空間結(jié)構(gòu)算法來實(shí)現(xiàn)。為解決上述問題，現(xiàn)在很多專利通過使用更加簡(jiǎn)單的空間索引技術(shù)，能夠簡(jiǎn)化空間數(shù)據(jù)庫(kù)字段結(jié)構(gòu)，節(jié)省占用的存儲(chǔ)空間。

中國(guó)專利(CN102622349B)公開了一種空間位置信息數(shù)據(jù)庫(kù)的處理方法，其特征在于，該空間位置信息數(shù)據(jù)庫(kù)的處理方法包括：獲取一空間位 置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；根據(jù)所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成與所述空間位置對(duì)應(yīng)的空間位置信息編碼；在空間位置信息數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)所述空間位置信息編碼，將所述空間位置信息編碼作為所述空間位置在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的索引和位置信息。。上述方案中，存在的問題是：(1)對(duì)空間描述準(zhǔn)確度、精確度不夠高，比如對(duì)工廠中某一設(shè)備上部、底部無法準(zhǔn)確、區(qū)分描述；(2)空間解析和編碼對(duì)于數(shù)據(jù)的查詢和調(diào)用不方便，比如查看工廠鍋爐工作情況，還需要去找該鍋爐對(duì)應(yīng)的編碼，不能直接進(jìn)行查詢；(3)當(dāng)物理位置更新改變后，數(shù)據(jù)庫(kù)沒有動(dòng)態(tài)更新。

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上的、可共享的、有組織的關(guān)系型數(shù)據(jù)的集合。關(guān)系型數(shù)據(jù)是以關(guān)系數(shù)字模型來表示的數(shù)據(jù)，關(guān)系數(shù)學(xué)模型中以二維表的形式來描述數(shù)據(jù)。在使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)信息的應(yīng)用系統(tǒng)中，存在大量的多維度查詢，這類查詢提供了多種維度的查詢條件供使用者輸入，同時(shí)使用者需要簡(jiǎn)單、快速、智能地檢索到需要的信息。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的優(yōu)化方法主要有以下幾種：(1)合理利用索引：對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)表，按被查詢字段創(chuàng)建獨(dú)立有序的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，類似給書籍創(chuàng)建目錄，以空間換取時(shí)間，提高查詢性能。(2)冗余關(guān)系數(shù)據(jù)：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需遵循一定的規(guī)范，以確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，而適當(dāng)采取反向規(guī)范化，在二維表中冗余存儲(chǔ)其它相關(guān)表中信息，以減少查詢時(shí)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，提高查詢性能。(3)分離存放海量數(shù)據(jù)：對(duì)于海量數(shù)據(jù)，按某些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類獨(dú)立存儲(chǔ)，如電話號(hào)碼信息按所屬地區(qū)分別存儲(chǔ)，增加了業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜程度，提高了應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)難度以及數(shù)據(jù)維護(hù)難度，但縮小了查詢范圍，可以提高查詢性能。

中國(guó)專利(CN100483411C)公開了一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中信息檢索方法，包括步驟：構(gòu)造維度縮減策略樹并置于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，所述維度縮減策略樹包括至少一個(gè)子節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)至少包含本節(jié)點(diǎn)編號(hào)標(biāo)識(shí)信息及查詢條件組合信息和下級(jí)子節(jié)點(diǎn)編號(hào)；當(dāng)按用戶查詢條件檢索所述數(shù)據(jù)庫(kù)未得到所需數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)維度縮減策略樹依次構(gòu)造新的查詢條件；按照新的查詢條件檢索數(shù)據(jù)庫(kù)直到得到所需的數(shù)據(jù)或查詢到維度縮減策略樹的根節(jié)點(diǎn)返回?zé)o所需數(shù)據(jù)的信息。本發(fā)明還公開了一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中信息檢索裝置，包括：查詢條件獲取單元，查詢結(jié)果輸出單元，策略樹存儲(chǔ)單元 和查詢操作單元。利用該發(fā)明，可以提高數(shù)據(jù)庫(kù)檢索效率。然而，該專利存在的問題是：查詢和調(diào)用數(shù)據(jù)時(shí)需要特定的編號(hào)標(biāo)識(shí)信息，在某些領(lǐng)域，比如工業(yè)過程控制領(lǐng)域，設(shè)備和過程參數(shù)的類型和數(shù)量都很多，使用編號(hào)查詢數(shù)據(jù)很不方便。這是傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)始終存在的問題——每個(gè)對(duì)象必須通過唯一對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼才能檢索到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。如果有一種方法能直接通過設(shè)備的位置或者過程參數(shù)所在的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行檢索，檢索效率會(huì)提高很多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種描述事物空間屬性并基于所述描述進(jìn)行查找的方法，所述描述事物空間屬性的方法為依據(jù)待描述事物的空間狀態(tài)實(shí)現(xiàn)待描述對(duì)象的空間信息標(biāo)注，具體為：

通過空間對(duì)象編輯器加載地理信息坐標(biāo)系，并基于待描述事物所在地理位置信息和空間狀態(tài)信息通過矩形、不規(guī)則多邊形、點(diǎn)和折線建立多級(jí)空間對(duì)象，基于多級(jí)空間對(duì)象實(shí)現(xiàn)多層級(jí)結(jié)構(gòu)待描述事物各組成元素的空間信息標(biāo)注；并依據(jù)待描述事物的空間對(duì)象信息實(shí)現(xiàn)事物的查找。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述空間信息標(biāo)注過程為：通過空間對(duì)象編輯器加載地理信息坐標(biāo)系，并基于待描述事物所在地理位置繪制一個(gè)root根節(jié)點(diǎn)的空間范圍，在root根節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)用矩形、不規(guī)則多邊線、點(diǎn)和折線繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到待描述事物的第一級(jí)空間對(duì)象；

基于上一級(jí)空間對(duì)象，用矩形、不規(guī)則多邊線、點(diǎn)和折線逐級(jí)實(shí)現(xiàn)待描述事物的組成元素的空間繪制過程以得到所述組成元素對(duì)應(yīng)等級(jí)空間對(duì)象；

將待描述事物的空間狀態(tài)與空間對(duì)象中各級(jí)空間對(duì)象相對(duì)應(yīng)匹配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多級(jí)和/或多層次待描述事物的空間信息標(biāo)注。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述待描述事物的空間屬性是基于生產(chǎn)工業(yè)過程自定的多層級(jí)結(jié)構(gòu)；

上一級(jí)空間對(duì)象為次級(jí)空間對(duì)象的父對(duì)象，次級(jí)空間對(duì)象為上一級(jí)空間對(duì)象的子對(duì)象；所述子對(duì)象具有一個(gè)父對(duì)象，所述父對(duì)象包括至少一個(gè)子對(duì)象。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述空間對(duì)象是對(duì)待描述事物的空間屬性的描述，所述空間對(duì)象包括待描述事物的空間形狀、空間范圍和空間位置的描 述。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述基于事物空間屬性的描述進(jìn)行查找的方法具體為：基于包含空間形狀、空間范圍和空間位置的所述多級(jí)和/或多層次待描述事物的空間對(duì)象信息進(jìn)行檢索。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述空間形狀是待描述事物物理形狀，所述待描述事物物理形狀通過幾何的點(diǎn)、線、面實(shí)現(xiàn)所述空間形狀的描述。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述空間范圍是待描述事物包絡(luò)，所述待描述事物包絡(luò)通過矩形或立方體來表示；并通過所述待描述事物的空間形狀計(jì)算出空間范圍的長(zhǎng)、寬、高。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述空間位置是描述待描述事物在空間上所處的位置信息，所述位置信息包括精確位置信息和邏輯位置信息；

所述精確位置至少為待描述事物的地理坐標(biāo)位置，所述邏輯位置為待描述事物中各組成元素的位置信息和/或關(guān)系，其中，包括同級(jí)空間模型之間位置關(guān)系與不同級(jí)空間模型的位置關(guān)系。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述待描述事物包括靜態(tài)對(duì)象和動(dòng)態(tài)對(duì)象，所述靜態(tài)對(duì)象包括待描述事物的精確位置處于靜態(tài)和/或邏輯位置處于靜態(tài)；所述動(dòng)態(tài)對(duì)象包括待描述事物的精確位置處于動(dòng)態(tài)和/或邏輯位置處于動(dòng)態(tài)；

所述待描述事物的邏輯位置信息包括所述待描述事物的邏輯位置定義信息以及邏輯位置關(guān)系信息，所述待描述事物的邏輯位置定義為通過自然語言實(shí)現(xiàn)對(duì)待描述事物的標(biāo)記；所述待描述事物的邏輯位置關(guān)系信息包括位置的隸屬關(guān)系和/或?qū)哟侮P(guān)系。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述描述事物空間屬性并實(shí)現(xiàn)事物查找的方法可基于如下裝置實(shí)現(xiàn)，具體為：

通過空間對(duì)象編輯器建立多級(jí)空間對(duì)象，并將待描述事物各組成元素對(duì)應(yīng)的多級(jí)空間對(duì)象按時(shí)間屬性分別儲(chǔ)存于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)單元、歷史數(shù)據(jù)單元和計(jì)劃數(shù)據(jù)單元；用戶通過待描述事物的空間對(duì)象信息基于交互模塊實(shí)現(xiàn)事物的查找。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明通過空間形狀、空間范圍和空間位置實(shí)現(xiàn)了對(duì)待描述事物的空間模型化，不僅實(shí)現(xiàn)了待描述事物的精確位置信息描述，同時(shí)是實(shí)現(xiàn)了待描述事物的邏輯位置的描述。

(2)本發(fā)明通過對(duì)事物邏輯位置的描述，使得對(duì)事物位置信息的查找不再需要依靠經(jīng)度、緯度和海拔信息，僅靠其名稱或其它定義信息即可完成對(duì)事物位置的查詢。同時(shí)，基于事物邏輯位置的描述信息，可實(shí)現(xiàn)其隸屬關(guān)系的查詢。

(3)同時(shí)，還可通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)事物動(dòng)態(tài)精確位置和/或動(dòng)態(tài)邏輯位置的記錄與更新，從而實(shí)現(xiàn)事物歷史位置追溯查詢和實(shí)時(shí)位置查詢功能。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供了涉及一種描述事物空間屬性并基于所述描述進(jìn)行查找的方法。該方法通過一種時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)來實(shí)現(xiàn)。所述時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存有企業(yè)或具體項(xiàng)目的生產(chǎn)過程中的計(jì)劃、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，分別對(duì)應(yīng)三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)企業(yè)未來計(jì)劃數(shù)據(jù)，生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)記錄。每個(gè)數(shù)據(jù)包含時(shí)間和空間屬性。所述時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部至少分成三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)：歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、計(jì)劃數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)用來存儲(chǔ)當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)時(shí)值；歷史數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)配置的條件進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)計(jì)劃數(shù)據(jù)。描述事物空間屬性并實(shí)現(xiàn)事物查找的方法可基于如下裝置實(shí)現(xiàn)，具體為：通過空間對(duì)象編輯器建立多級(jí)空間對(duì)象，并將待描述事物各組成元素對(duì)應(yīng)的多級(jí)空間對(duì)象按時(shí)間屬性分別儲(chǔ)存于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)單元、歷史數(shù)據(jù)單元和計(jì)劃數(shù)據(jù)單元。用戶通過待描述事物的空間對(duì)象信息基于交互模塊實(shí)現(xiàn)事物的查找。所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)單元至少儲(chǔ)存有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。所述歷史數(shù)據(jù)單元至少儲(chǔ)存有歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。所述計(jì)劃數(shù)據(jù)單元至少儲(chǔ)存有計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)。所述交互模塊至少包括例如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏顯示器、語音輸入輸出設(shè)備和圖像輸入輸出設(shè)備。

描述生產(chǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)間維度分為過去、現(xiàn)在和未來。所述三種數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與實(shí)現(xiàn)方式皆不相同。其中，計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)針對(duì)同一時(shí)間和空間包含有多個(gè)數(shù)據(jù)內(nèi)容或多個(gè)數(shù)據(jù)版本。其中多個(gè)數(shù)據(jù)內(nèi)容或多個(gè)數(shù)據(jù)版本涉及針對(duì) 不同的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的不同計(jì)劃數(shù)據(jù)。其中涉及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的觸發(fā)或匹配過程。所述計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)觸發(fā)或匹配過程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)觸發(fā)數(shù)據(jù)的匹配計(jì)劃數(shù)據(jù)。其中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有很高的實(shí)時(shí)性，每秒對(duì)應(yīng)刷新的上百萬條記錄的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)于沒有及時(shí)刷新的數(shù)據(jù)會(huì)有新鮮期的限制。歷史數(shù)據(jù)多數(shù)為時(shí)序數(shù)據(jù)，所述時(shí)序數(shù)據(jù)可以做壓縮并儲(chǔ)存，當(dāng)然也有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的非壓縮存儲(chǔ)。

時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)通過三段時(shí)間維度來描述生產(chǎn)監(jiān)控管理的數(shù)據(jù)信息，通過一個(gè)庫(kù)解決多種系統(tǒng)應(yīng)用的問題，可以降低用戶的投資和系統(tǒng)的維護(hù)成本。不同于按照層次庫(kù)的按ID檢索還是關(guān)系庫(kù)的SQL查詢，數(shù)據(jù)查詢時(shí)按照時(shí)間和空間查詢某個(gè)模型的對(duì)象，這種查詢方式是用戶最為熟悉的方式，很自然也很方便。所示時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)用戶要管理的事物進(jìn)行抽象總結(jié)，每個(gè)事物都是一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象來進(jìn)行存儲(chǔ)，事物的相似性決定了他們可以來自同一個(gè)模型，但是事物也有差異性和事物變遷，通過模型的版本可以實(shí)現(xiàn)對(duì)事物存儲(chǔ)的管理，在查詢時(shí)不僅能查當(dāng)前事物的數(shù)據(jù)還能查到事物變遷，這些在使用時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)都可以通過版本控制實(shí)現(xiàn)。

所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包含有時(shí)間和空間屬性，時(shí)間是對(duì)象不可分割的屬性。例如，一個(gè)工程或項(xiàng)目，如果時(shí)空體系發(fā)生變化，意味著工程或項(xiàng)目的重建。時(shí)間和空間都有位置、長(zhǎng)度(粒度)。例如，生產(chǎn)批次就是一種長(zhǎng)度，某個(gè)車間第一批次的信息。不用去寫某個(gè)時(shí)間段去獲取可能的批次信息。因?yàn)楸景l(fā)明的空間信息，在展示數(shù)據(jù)的時(shí)候我們可以通過空間展示函數(shù)直接以地理信息的形式展示出來。同一模型實(shí)例化的對(duì)象，如果他們的時(shí)間位置、空間位置、時(shí)間長(zhǎng)度、空間長(zhǎng)度都相同，那么他們一定是同一對(duì)象。

所述時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施過程包括對(duì)事和/或物或數(shù)據(jù)的建模過程以及對(duì)模型進(jìn)行實(shí)例化過程。模型可以很好解決相同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)象的描述，通過模型可以快速實(shí)例化，面向?qū)ο缶幊淌菍?duì)一類對(duì)象本身的抽象表達(dá)和描述。在組態(tài)軟件行業(yè)，數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用非常廣泛，有的模型本身也有一些簡(jiǎn)單的計(jì)算邏輯，這只是解決了模型內(nèi)部成員的計(jì)算，模型和模型之間沒有實(shí)現(xiàn)計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用過程中不僅要計(jì)算模型內(nèi)部的計(jì)算還有模型之間的計(jì)算。

所述對(duì)事和/或物或數(shù)據(jù)的建模過程，包括空間建模過程和時(shí)間建模過程。所述空間建模過程包括依據(jù)待管理對(duì)象的空間狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行模型化。即： 依據(jù)待描述對(duì)象的空間狀態(tài)確定多級(jí)空間對(duì)象。優(yōu)選地，通過空間對(duì)象編輯器加載地理信息坐標(biāo)系，所述地理信息坐標(biāo)系可以是谷歌地圖、百度地圖等電子地圖。例如，通過空間對(duì)象編輯器加載谷歌地圖或者百度地圖，基于工廠所在地理位置繪制一個(gè)Root根節(jié)點(diǎn)的空間范圍，在Root根節(jié)點(diǎn)的空間范圍內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到第一級(jí)空間對(duì)象。優(yōu)選地，在第一級(jí)空間對(duì)象內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到第二級(jí)空間對(duì)象，直至第n-1級(jí)空間對(duì)象，即是，在第n-1級(jí)空間模型內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到第n級(jí)空間對(duì)象。將待描述對(duì)象的空間狀態(tài)與空間模型相對(duì)應(yīng)匹配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的工廠、車間和產(chǎn)生線甚至機(jī)械設(shè)備的空間信息標(biāo)注。

所述空間對(duì)象是一種層級(jí)的關(guān)系，空間對(duì)象最主要的特點(diǎn)是子對(duì)象的范圍不能超過父對(duì)象。一個(gè)父空間對(duì)象可以有多個(gè)子級(jí)空間對(duì)象，一個(gè)子級(jí)空間對(duì)象只能有一個(gè)父空間對(duì)象?？臻g對(duì)象是對(duì)物理對(duì)象的空間屬性的描述，即是，所述空間對(duì)象包括物理對(duì)象的空間形狀、空間范圍和空間位置的描述。所述空間除了表達(dá)實(shí)際的物理對(duì)象的實(shí)際空間位置也可以表達(dá)一個(gè)單位的管轄范圍，比如某個(gè)集團(tuán)，他是由若干分公司構(gòu)成，這些分公司下有若干個(gè)工廠構(gòu)成。每個(gè)工廠有實(shí)際的空間位置，分公司雖然有公司大樓，但是分公司的空間范圍是工廠和大樓的外邊輪廓。集團(tuán)的空間范圍是多有分公司的外邊輪廓。

空間是一種位置屬性的定位，所有事物都是由時(shí)間和空間構(gòu)成，空間最主要還是有空間粒度、空間范圍、空間位置等屬性。空間屬性都是為了描述動(dòng)靜態(tài)對(duì)象的空間信息存在的。不僅僅是描述空間對(duì)象的繪制過程。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，通過空間對(duì)象編輯器加載地理信息坐標(biāo)系，所述地理信息坐標(biāo)系可以是谷歌地圖、百度地圖等電子地圖，也可以是手動(dòng)輸入的坐標(biāo)體系。根據(jù)空間屬性將待標(biāo)注事物信息標(biāo)注至圖層的相應(yīng)位置，同時(shí)標(biāo)注事物的經(jīng)度、緯度和海拔的空間屬性信息，以及標(biāo)注事物固有屬性。所述信息標(biāo)注過程包括文字標(biāo)注與圖形標(biāo)注，其中圖形標(biāo)注過程，用戶可以用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象，這個(gè)空間對(duì)象就對(duì)應(yīng)的是第一級(jí)空間模型，例如工廠，繪制完工廠，可以把工廠這個(gè)圖形放大，在里面再繪制車間，或者導(dǎo)入工廠CAD圖紙，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的工廠、 車間和產(chǎn)生線甚至機(jī)械設(shè)備的空間信息標(biāo)注。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，還可以通過地名、路標(biāo)等方式實(shí)現(xiàn)事物的空間位置標(biāo)注，例如第一車間、第二流水線、第三工位、鍋爐房、鍋爐控制室、鍋爐值班室、鍋爐備用件庫(kù)房、鍋爐頂部、鍋爐底部、備件在鍋爐房?jī)?nèi)的具體位置等。從而避免空間坐標(biāo)標(biāo)記復(fù)雜和檢索復(fù)雜的特性。

基于空間對(duì)象，用戶可以實(shí)現(xiàn)通過事物的經(jīng)度、緯度和海拔的空間屬性信息完成對(duì)應(yīng)位置事物的檢索，從而查看該位置事物的歷史信息、實(shí)時(shí)信息以及計(jì)劃信息。同時(shí)，用戶也可以直接通過事物的邏輯位置信息，例如地名、路標(biāo)等方式實(shí)現(xiàn)事物的空間位置標(biāo)注。具體可以是：第一車間、第二流水線、第三工位、鍋爐房、鍋爐控制室、鍋爐值班室、鍋爐備用件庫(kù)房等事物的邏輯位置描述實(shí)現(xiàn)事物查找。

計(jì)算模型和數(shù)據(jù)模型也是構(gòu)成所述時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)模型，所述時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)中包含開發(fā)時(shí)的模型庫(kù)和工程庫(kù)，運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)、歷史、計(jì)劃庫(kù)和計(jì)算引擎。信息系統(tǒng)建設(shè)分為解決方案階段和工程階段，解決方案階段主要是在模型庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)模型和計(jì)算模型的定義，工程階段在客戶現(xiàn)場(chǎng)安裝工程庫(kù)，加載模型庫(kù)的相關(guān)數(shù)據(jù)模型和計(jì)算模型以后再實(shí)例化對(duì)象，這些對(duì)象被指定在某個(gè)機(jī)器節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，這些機(jī)器節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)安裝部署我們的實(shí)時(shí)庫(kù)、歷史庫(kù)和計(jì)劃庫(kù)以及計(jì)算任務(wù)。

所述數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界管理事物的抽象描述。事物具備時(shí)間和空間的固有屬性，監(jiān)控的系統(tǒng)有安全權(quán)限的要求。所以，數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)屬性包括名稱、安全模型、時(shí)間模型、空間模型、數(shù)據(jù)方向、存儲(chǔ)方式、創(chuàng)建人、創(chuàng)建時(shí)間、修改時(shí)間等構(gòu)成?；A(chǔ)屬性是固有的，不需要用戶單獨(dú)創(chuàng)建，有的屬性是自動(dòng)生成的如創(chuàng)建人、創(chuàng)建時(shí)間和修改時(shí)間，有的必須配置，未完成配置的數(shù)據(jù)模型不能正常使用。數(shù)據(jù)模型的成員是用戶自定義的，成員有名稱、類型、單位、初值。成員的類型由系統(tǒng)提供，讓用戶選擇，成員類型包含時(shí)間、空間、數(shù)字、資源、枚舉、音頻、視頻、文件等一系列客觀數(shù)據(jù)，如果一個(gè)計(jì)劃既有數(shù)字信息，又有音視頻信息，我們就可以定義這個(gè)計(jì)劃數(shù)據(jù)模型的多個(gè)成員的類型分別是int，float，音頻和視頻、文件等。

每個(gè)模型都有唯一的時(shí)間粒度和空間粒度，以一個(gè)計(jì)劃數(shù)據(jù)為例，描述的是一條生產(chǎn)線班次計(jì)劃，生產(chǎn)線模型和班次模型是實(shí)現(xiàn)定義的空間模型和 時(shí)間模型，模型確定以后在工程階段假設(shè)生產(chǎn)線模型有3條生產(chǎn)線對(duì)象，班模型有甲乙丙三班。那么數(shù)據(jù)模型只能實(shí)例化3條生產(chǎn)線3個(gè)班組共計(jì)9個(gè)計(jì)劃數(shù)據(jù)對(duì)象，不能實(shí)例化其他時(shí)空粒度的計(jì)劃。模型的時(shí)間粒度和空間粒度確定以后不能再進(jìn)行修改，只有修改了屬性或者變更成員才會(huì)生成新的模型版本。

所述數(shù)據(jù)模型的成員變更，除時(shí)間和空間以外的屬性發(fā)生變更就會(huì)產(chǎn)生新版本。時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)允許一個(gè)模型存在多個(gè)版本。以車間的生產(chǎn)設(shè)備舉例，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，會(huì)面臨設(shè)備的升級(jí)，升級(jí)的設(shè)備變得更智能，采集的信息更完整，這時(shí)描述這個(gè)設(shè)備的模型就產(chǎn)生新的版本，但是不是全部設(shè)備都升級(jí)，所以會(huì)出現(xiàn)一部分設(shè)備是老版本，一部分設(shè)備是新版本。數(shù)據(jù)模型出現(xiàn)新版本，相應(yīng)的計(jì)算模型也會(huì)有新版本，計(jì)算的邏輯要處理不同版本對(duì)象的計(jì)算公式。

計(jì)算模型是用于處理數(shù)據(jù)模型的計(jì)算關(guān)系、屬于關(guān)系和傳輸關(guān)系。計(jì)算關(guān)系是時(shí)間和空間粒度發(fā)生變化，例如，一個(gè)日計(jì)劃分解分班計(jì)劃。屬于關(guān)系是多個(gè)子對(duì)象合成了父對(duì)象，比如一個(gè)主物料數(shù)據(jù)和一個(gè)零件數(shù)據(jù)合成一個(gè)半成品數(shù)據(jù)，這也是計(jì)算。傳輸是對(duì)象的時(shí)空粒度不變但是位置發(fā)生變化，比如原料數(shù)據(jù)從庫(kù)房運(yùn)輸?shù)骄€邊庫(kù)、半成品從一個(gè)工序移動(dòng)到另一個(gè)工序，這是對(duì)象的位置發(fā)生變化。

所述計(jì)算模型本身也具備時(shí)間模型和空間模型基本屬性，確定了計(jì)算模型的時(shí)空屬性，所述計(jì)算模型只能計(jì)算小于等于這個(gè)時(shí)空粒度的數(shù)據(jù)模型，而且計(jì)算里直接按照計(jì)算模型的粒度范圍去查看相關(guān)的數(shù)據(jù)模型。除了名稱、時(shí)空、版本、安全固有屬性，計(jì)算模型也有成員和通道和計(jì)算邏輯，計(jì)算模型的成員只是某個(gè)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型，可以保存計(jì)算用到的最后一個(gè)值，因?yàn)橛?jì)算模型有時(shí)間和空間模型，計(jì)算模型和計(jì)算模型就有父子關(guān)系，比如年計(jì)劃制定計(jì)算模型是月計(jì)劃制定計(jì)算模型的父，父計(jì)算模型可以直接操作子計(jì)劃模型的成員也就是給成員設(shè)值，子不能給父設(shè)值。計(jì)算通道除了可以是數(shù)據(jù)類型還可以是數(shù)據(jù)模型，所述計(jì)算通道為一個(gè)數(shù)組或者一個(gè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)，計(jì)算向數(shù)據(jù)庫(kù)訂閱查詢數(shù)據(jù)會(huì)存在數(shù)據(jù)通道內(nèi)，計(jì)算和計(jì)算之間傳輸數(shù)據(jù)也是傳輸?shù)酵ǖ览铩Ｓ?jì)算通道分系統(tǒng)通道和自定義通道，系統(tǒng)通道有系統(tǒng)消息通道、鼠標(biāo)通道、鍵盤通道等，這些主要處理系統(tǒng)異步消息和緩存圖形 數(shù)據(jù)。自定義通道可以是存放模型定義、對(duì)象定義和對(duì)象數(shù)據(jù)，一個(gè)通道只能選擇一種類型，一般我們系統(tǒng)運(yùn)行起來通道主要存儲(chǔ)計(jì)算查詢的數(shù)據(jù)。通道是計(jì)算對(duì)象接收異步消息和計(jì)算所需數(shù)據(jù)必不可少的組成部分。

父計(jì)算設(shè)置子計(jì)算的成員，一個(gè)計(jì)算是另一個(gè)計(jì)算的父，那么這個(gè)父計(jì)算時(shí)間或者空間一定是子計(jì)算的時(shí)間或者空間的父。計(jì)算可以把數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)計(jì)算的通道。計(jì)算可以訂閱、查詢、連接實(shí)時(shí)、歷史、計(jì)劃、工程庫(kù)的數(shù)據(jù)。其中實(shí)時(shí)、歷史、計(jì)劃庫(kù)只是數(shù)據(jù)，工程庫(kù)是模型、對(duì)象的定義，而且工程庫(kù)的模型只能訂閱和查詢不能連接修改，實(shí)時(shí)歷史和計(jì)劃庫(kù)的數(shù)據(jù)可以連接修改也可以查詢和訂閱。數(shù)據(jù)的連接相當(dāng)于鎖定，鎖定的數(shù)據(jù)值還可以被訪問但是不能被其他人連接修改，只有別人修改完產(chǎn)生了新的數(shù)據(jù)版本以后斷開了這個(gè)數(shù)據(jù)的連接第三方才可以進(jìn)行連接操作。

系統(tǒng)運(yùn)行過程中，用戶通過配置界面指定實(shí)時(shí)服務(wù)器、歷史服務(wù)器、計(jì)劃服務(wù)器。各個(gè)服務(wù)器客戶端自動(dòng)將數(shù)據(jù)發(fā)給對(duì)應(yīng)的服務(wù)器，例如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)客戶端將本系統(tǒng)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送給實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器上會(huì)自動(dòng)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建表格，并將相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)服務(wù)器上創(chuàng)建的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)也如前述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)采集方式采集數(shù)據(jù)。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，對(duì)于同一個(gè)實(shí)時(shí)模型可以有多個(gè)數(shù)據(jù)版或數(shù)據(jù)類型實(shí)現(xiàn)多個(gè)對(duì)象的實(shí)例化。例如，一個(gè)車間做升級(jí)，新老系統(tǒng)并存，新老系統(tǒng)即是使用的一個(gè)模型的兩個(gè)版本，時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)這兩個(gè)版本下的系統(tǒng)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控，如果某個(gè)對(duì)象升級(jí)，切換到新的版本，在歷史存儲(chǔ)的時(shí)候，會(huì)存儲(chǔ)每個(gè)版本對(duì)應(yīng)的歷史記錄。對(duì)歷史數(shù)據(jù)的回放，不僅能看到每個(gè)系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，而且還能查看歷史變遷。例如車間采集模型為V1版本，只支持采集溫度和濕度兩個(gè)參數(shù)?；谒鯲1版本的采集模型建立了第一車間的對(duì)象，采集到溫度和濕度的值存儲(chǔ)到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，歷史庫(kù)中也會(huì)記錄對(duì)應(yīng)的模型的版本。運(yùn)行一段時(shí)間后，現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)升級(jí)，除了要采集溫度和濕度，還需要采集壓力，那么采集模型升級(jí)為V2版本，增加了壓力的參數(shù)。第一車間對(duì)象升級(jí)后，第一車間實(shí)現(xiàn)采集溫度、濕度和壓力三個(gè)值，并把對(duì)應(yīng)的值存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。在歷史庫(kù)中，將記錄第一車間不同版本情況下產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)。

實(shí)施例1

以事物的空間屬性描述和查找為例。描述事物空間屬性的方法為依據(jù)待描述對(duì)象的空間狀態(tài)實(shí)現(xiàn)空間信息標(biāo)注。所述待描述事物的空間屬性是基于生產(chǎn)工業(yè)過程自定的多層級(jí)結(jié)構(gòu)；上一級(jí)空間對(duì)象為次級(jí)空間對(duì)象的父對(duì)象，次級(jí)空間對(duì)象為上一級(jí)空間對(duì)象的子對(duì)象；所述子對(duì)象具有一個(gè)父對(duì)象，所述父對(duì)象包括至少一個(gè)子對(duì)象。例如，待描述事物為以一個(gè)集團(tuán)化公司，則將空間粒度分為總公司、分廠、車間(庫(kù)房)、生產(chǎn)線、工序、工位、設(shè)備等，其中，通過空間對(duì)象編輯器加載谷歌地圖或者百度地圖，并在地圖配置里選擇設(shè)定相應(yīng)的坐標(biāo)系，基于總公司所在地理位置繪制一個(gè)Root根節(jié)點(diǎn)的空間范圍，在Root根節(jié)點(diǎn)的空間范圍內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到總公司的第一級(jí)空間對(duì)象。在第一級(jí)空間對(duì)象內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到關(guān)于分廠的第二級(jí)空間對(duì)象。在第二級(jí)空間模型內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到關(guān)于某車間的第三級(jí)空間對(duì)象。因以此方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線空間對(duì)象、第幾道工序的空間對(duì)象、工位空間對(duì)象、設(shè)備空間對(duì)象甚至具體零部件空間對(duì)象的描述。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，加載的地圖放大以后，不能顯示具體的工廠車間，需要在地圖上標(biāo)出大概的位置，除了通過繪制空間對(duì)象的位置信息外，還可以通過導(dǎo)入工廠或車間地圖CAD文件，按照工廠或車間布局描繪空間對(duì)象的位置信息。描繪的地理信息的相對(duì)布局和CAD的線框一一重合。同時(shí)，在空間對(duì)象列表顯示對(duì)象清單中屬性欄可以看到待描述對(duì)象的屬性信息，包括對(duì)象名稱、位置、大小?？臻g對(duì)象對(duì)應(yīng)的子空間對(duì)象，空間對(duì)象的父空間等。

空間對(duì)象是對(duì)待描述事物的空間屬性的描述，所述空間對(duì)象包括待描述事物的空間形狀、空間范圍和空間位置的描述。也即是實(shí)現(xiàn)待描述事物的形狀、大小和位置的描述。所述空間形狀是待描述事物物理形狀，所述待描述事物物理形狀通過幾何的點(diǎn)、線、面實(shí)現(xiàn)所述空間形狀的描述。所述空間范圍是待描述事物包絡(luò)，所述待描述事物包絡(luò)通過矩形或立方體來表示；并通過所述待描述事物的空間形狀計(jì)算出空間范圍的原點(diǎn)，長(zhǎng)、寬、高。所述空 間位置是描述待描述事物在空間上所處的位置信息，所述位置信息包括精確位置信息和邏輯位置信息。所述精確位置至少為待描述事物的地理坐標(biāo)位置，所述邏輯位置為待描述事物中各組成元素的位置信息和/或關(guān)系，其中，包括同級(jí)空間對(duì)象之間位置關(guān)系與不同級(jí)空間對(duì)象的位置關(guān)系。

所述待描述事物的邏輯位置信息和/或關(guān)系包括所述待描述事物的邏輯位置定義信息記憶邏輯位置關(guān)系信息，所述待描述事物的邏輯位置定義為通過自然語言實(shí)現(xiàn)對(duì)待描述事物的標(biāo)記，所述對(duì)待描述事物的自然語言標(biāo)記可以是將待描述事物標(biāo)記為第一集團(tuán)公司、第一分廠、第一車間、第一流水線、第一工位等信息。所述待描述事物的邏輯位置關(guān)系信息包括位置的隸屬關(guān)系和/或?qū)哟侮P(guān)系。例如，將待描述事物的空間狀態(tài)與集團(tuán)化公司的空間對(duì)象相對(duì)應(yīng)匹配，實(shí)現(xiàn)工廠、工廠下設(shè)車間、車間里的產(chǎn)生線和機(jī)械設(shè)備的空間信息標(biāo)注。所述待描述事物包括靜態(tài)對(duì)象和動(dòng)態(tài)對(duì)象，所述靜態(tài)對(duì)象包括待描述事物的精確位置處于靜態(tài)和/或邏輯位置處于靜態(tài)。所述動(dòng)態(tài)對(duì)象包括待描述事物的精確位置處于動(dòng)態(tài)和/或邏輯位置處于動(dòng)態(tài)。例如，所述動(dòng)態(tài)對(duì)象可以是設(shè)備或設(shè)備上的零部件。所述設(shè)備或設(shè)備上的零部件的精確位置可以是地圖上的經(jīng)度、緯度和海拔等位置信息。所述設(shè)備或設(shè)備上的零部件的邏輯位置可以是該設(shè)備或設(shè)備上的零部件移動(dòng)至或正處于某一生產(chǎn)線、某一車間或某一工廠。

所述基于事物空間屬性的描述進(jìn)行查找的方法具體為：基于所述多級(jí)和/或多層次待描述事物的空間對(duì)象信息進(jìn)行檢索。即是，基于多級(jí)和/或多層次事物的空間形狀、空間范圍和空間位置的描述實(shí)現(xiàn)對(duì)事物的檢索。例如，通過描述事物的幾何的點(diǎn)、線、面的空間形狀信息實(shí)現(xiàn)事物的檢索。通過描述事物空間范圍的矩形或立方體的原點(diǎn)、長(zhǎng)、寬和高的事物包絡(luò)信息進(jìn)行事物或?qū)ο髾z索。通過描述事物在空間上所處的精確位置信息和/或邏輯位置信息實(shí)現(xiàn)事物的檢索。即是，基于所述多級(jí)和/或多層次空間對(duì)象信息進(jìn)行檢索。通過對(duì)事物邏輯位置的描述，使得對(duì)事物位置信息的查找不再需要依靠經(jīng)度、緯度和海拔信息，僅靠其名稱或其它定義信息即可完成對(duì)事物位置的查詢。同時(shí)，基于事物邏輯位置的描述信息，可實(shí)現(xiàn)其隸屬關(guān)系的查詢。同時(shí)，還可通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)事物動(dòng)態(tài)精確位置和/或動(dòng)態(tài)邏輯位置的記錄與更新，從而實(shí)現(xiàn)事物歷史位置追溯查詢和實(shí)時(shí)位置查詢功能。

實(shí)施例2

以工廠生產(chǎn)過程中時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間和空間的建模為例進(jìn)行說明。依據(jù)每個(gè)待管理對(duì)象的時(shí)間狀態(tài)和空間狀態(tài)分別建立時(shí)間模型、空間模型和/或時(shí)空模型。

時(shí)間模型：時(shí)間模型是用于描述所述待管理對(duì)象時(shí)間狀態(tài)的數(shù)據(jù)模型。時(shí)間模型的時(shí)間粒度是衡量時(shí)間狀態(tài)的單位，包括時(shí)間單位和基于生產(chǎn)情況自定義的時(shí)間參數(shù)。優(yōu)選的，時(shí)間模型是描述所述待管理對(duì)象時(shí)間粒度的模型。例如，時(shí)間粒度為年、月、日、小時(shí)、分鐘或者秒等。也可以自定義時(shí)間粒度，如班或者批次等。

空間模型：空間模型是用于描述所述待管理對(duì)象空間狀態(tài)的數(shù)據(jù)模型?？臻g模型的空間粒度是衡量空間層次和空間位置的空間參數(shù)，包括空間單位和基于生產(chǎn)情況自定義的空間參數(shù)。優(yōu)選的，空間模型是描述所述待管理對(duì)象空間粒度的模型。例如，空間粒度為總公司、分廠、車間、生產(chǎn)線、工序、工位或設(shè)備等。

時(shí)空模型是用于描述所述待管理對(duì)象的空間狀態(tài)和時(shí)間狀態(tài)的數(shù)據(jù)模型。時(shí)空模型是一種有效組織和管理時(shí)態(tài)空間數(shù)據(jù)，屬性、空間和時(shí)間語義更完整的數(shù)據(jù)模型。通過時(shí)空模型監(jiān)測(cè)待管理對(duì)象的時(shí)間狀態(tài)和空間狀態(tài)，可以充分了解待管理對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)。

數(shù)據(jù)建模：描述的每個(gè)事物都是由模型實(shí)例化來的。例如，產(chǎn)品是一個(gè)物。產(chǎn)品的加工是一件事。產(chǎn)品出庫(kù)也是一件事。某個(gè)工位上加工的產(chǎn)品數(shù)量(員工績(jī)效)也是事。本發(fā)明基于過去、現(xiàn)在和未來三個(gè)時(shí)間段對(duì)事物進(jìn)行數(shù)據(jù)建模。

數(shù)據(jù)模型是描述系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)模型按照時(shí)態(tài)分為實(shí)時(shí)、歷史、計(jì)劃。按照功能又分為數(shù)據(jù)、報(bào)警、事件。時(shí)態(tài)和功能的組合會(huì)有更多種數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)模型具有版本，系統(tǒng)中，同一模型是可以存在多個(gè)版本的。模型的實(shí)例是對(duì)應(yīng)于模型的某一版本的。模型在生成新版本時(shí)，不會(huì)影響已經(jīng)生成的實(shí)例。模型某一版本被修改時(shí)，會(huì)影響該版本模型生成的實(shí)例。

數(shù)據(jù)模型是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述的模型，數(shù)據(jù)模型由兩部分組成：屬性、成員。屬性是數(shù)據(jù)特有的部分，比如，名字、描述、時(shí)間、空間，屬性是由系 統(tǒng)定義的，用戶是不能定義的。根據(jù)分類的不同，數(shù)據(jù)模型的屬性會(huì)有差別，比如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，具有新鮮度的屬性。事件數(shù)據(jù)具有開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等屬性。

成員是構(gòu)成數(shù)據(jù)的組成部分，用戶是可以根據(jù)需要定義不同的成員來描述業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)。成員的數(shù)據(jù)可以使用上面定義的各種類型。從性能上考慮，成員個(gè)數(shù)限定為最大256個(gè)成員。

優(yōu)選的，對(duì)于屬性名，成員名不允許超過64個(gè)字符。

本發(fā)明的數(shù)據(jù)模型指定時(shí)間模型和空間模型。本發(fā)明將包含有時(shí)間模型和空間模型的數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)稱為時(shí)空模型。例如，工位加工的績(jī)效模型，空間屬性就是工位，時(shí)間屬性是班。數(shù)據(jù)的其它屬性可以是工單號(hào)、加工數(shù)量、報(bào)警次數(shù)、返工次數(shù)等。這些數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)是通過計(jì)算模型來完成的，計(jì)算檢測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)變化，定時(shí)統(tǒng)計(jì)績(jī)效數(shù)據(jù)輸出到績(jī)效模型。

工廠建模：工廠建模是根據(jù)之前的模型進(jìn)行工廠實(shí)例化。例如，實(shí)際工廠名稱、生產(chǎn)線名稱、設(shè)備名稱、工序名稱，這是空間實(shí)例化。實(shí)例化的過程中也確定了各個(gè)對(duì)象的附屬關(guān)系。一天有幾班，每個(gè)班多長(zhǎng)，這是時(shí)間實(shí)例化。實(shí)際生產(chǎn)線都有幾個(gè)工序績(jī)效數(shù)據(jù)，這是績(jī)效數(shù)據(jù)模型的實(shí)例化。當(dāng)然還有計(jì)算的實(shí)例化，因?yàn)橐?jì)算這些績(jī)效數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)運(yùn)行：系統(tǒng)運(yùn)行后，系統(tǒng)后臺(tái)自動(dòng)檢測(cè)生產(chǎn)信息，記錄每個(gè)工序的生產(chǎn)情況，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)工位的生產(chǎn)績(jī)效。至此，一個(gè)工廠的生產(chǎn)情況就被實(shí)時(shí)記錄到時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶需要查看的時(shí)候在場(chǎng)景模型里去進(jìn)行查詢實(shí)時(shí)和歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息。

制定計(jì)劃：制定計(jì)劃一般都會(huì)制定總的計(jì)劃比如全廠年計(jì)劃，再分解到全廠月、全廠日、全廠班，車間月，車間日，車間班。只要用戶需要可以分解到非常細(xì)的粒度，然后每執(zhí)行一個(gè)時(shí)空粒度都去監(jiān)控有沒有按照計(jì)劃執(zhí)行。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，時(shí)間屬性和空間屬性是獨(dú)立的。描述時(shí)間對(duì)象時(shí)有粒度和精度，比如年的粒度是年，精度可以是秒也可以是毫秒。時(shí)間對(duì)象在數(shù)據(jù)記錄上有時(shí)間位置、時(shí)間位置的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。比如2016年就是時(shí)間位置。2016年3月也是時(shí)間位置，一般2016年3月時(shí)間位置的開始時(shí)間是2016年3月1日0:00:00.000，結(jié)束時(shí)間是2016年3 月31日23:59:59.999。優(yōu)選地，也可以自定義時(shí)間位置。例如，用2016財(cái)年三月來自自定義的財(cái)年和財(cái)月，開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間是用戶自定義的，比如2016年3月2日-3月15日，當(dāng)用戶用2016財(cái)年三月就表示這個(gè)時(shí)間段。

時(shí)間模型是描述時(shí)間的粒度的模型。例如，將時(shí)間粒度分年、月、日、班、小時(shí)、秒等。同時(shí)，用戶也可以自由定義時(shí)間粒度，比如班、批次等。時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)在使用過程中要先進(jìn)行數(shù)據(jù)建模。建模時(shí)要根據(jù)監(jiān)控和管理的事物或項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)間、空間分割。例如，將時(shí)間粒度分為年、月、日、班、小時(shí)、秒。

將空間粒度分為總公司，分廠，車間(庫(kù)房)，生產(chǎn)線，工序、工位、設(shè)備等，例如，通過空間對(duì)象編輯器加載谷歌地圖或者百度地圖，并在地圖配置里選擇設(shè)定相應(yīng)的坐標(biāo)系，基于總公司所在地理位置繪制一個(gè)Root根節(jié)點(diǎn)的空間范圍，在Root根節(jié)點(diǎn)的空間范圍內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到總公司的第一級(jí)空間對(duì)象。在第一級(jí)空間對(duì)象內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到關(guān)于分廠的第二級(jí)空間對(duì)象。在第二級(jí)空間模型內(nèi)用矩形/不規(guī)則多邊線/點(diǎn)/折線來繪制一個(gè)空間對(duì)象以得到關(guān)于某車間的第三級(jí)空間對(duì)象。因以此方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線空間模型、第幾道工序的空間模型、工位空間模型和設(shè)備空間對(duì)象的描述。

所述數(shù)據(jù)建模包括對(duì)描述的每個(gè)事物進(jìn)行模型化。例如，產(chǎn)品是一個(gè)物，產(chǎn)品的加工是一件事，產(chǎn)品出庫(kù)也是一件事。某個(gè)工位上加工的產(chǎn)品數(shù)量或員工績(jī)效也是事，在時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)中是實(shí)現(xiàn)對(duì)前述事和物進(jìn)行數(shù)據(jù)建模。數(shù)據(jù)模型包括時(shí)間模型和空間模型。例如，工位加工的績(jī)效模型，工位即對(duì)應(yīng)空間，班或班次對(duì)應(yīng)時(shí)間，數(shù)據(jù)的成員可以是工單號(hào)、加工數(shù)量、報(bào)警次數(shù)、返工次數(shù)等。所述績(jī)效模型的數(shù)據(jù)是通過計(jì)算模型來完成的，即通過計(jì)算檢測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)變化，定時(shí)統(tǒng)計(jì)績(jī)效數(shù)據(jù)輸出到績(jī)效模型。

具體到某工廠時(shí)，即是對(duì)建好模型進(jìn)行工廠實(shí)例化。將待描述對(duì)象的空間狀態(tài)與空間模型相對(duì)應(yīng)匹配，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多級(jí)和/或多層次描述對(duì)象的空間信息標(biāo)注。例如，具體確定實(shí)際各分工廠名稱、各條生產(chǎn)線名稱、各個(gè)設(shè)備名稱、各道工序名稱，這是空間實(shí)例化。實(shí)例化的過程中也確定了各個(gè)對(duì)象的附屬關(guān)系。具體確定一天有幾班，每個(gè)班次多長(zhǎng)時(shí)間，即為時(shí)間實(shí)例化。 實(shí)際生產(chǎn)線共涉及幾個(gè)工序績(jī)效數(shù)據(jù)，這是績(jī)效數(shù)據(jù)模型的實(shí)例化。還包括計(jì)算的實(shí)例化，要涉及計(jì)算相關(guān)績(jī)效數(shù)據(jù)，包括根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算工作時(shí)長(zhǎng)、加工數(shù)量、報(bào)警次數(shù)和返工次數(shù)等。

系統(tǒng)運(yùn)行后，系統(tǒng)后臺(tái)就會(huì)自動(dòng)檢測(cè)生產(chǎn)信息，記錄每個(gè)工序的生產(chǎn)情況，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)工位的生產(chǎn)績(jī)效。至此，一個(gè)工廠的生產(chǎn)情況就被實(shí)時(shí)記錄到時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶需要查看的時(shí)候在場(chǎng)景模型里去進(jìn)行查詢實(shí)時(shí)和歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息。

基于時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)制定計(jì)劃，按照時(shí)間和空間的計(jì)劃的分解，計(jì)劃的下發(fā)也會(huì)非常容易。做計(jì)劃一般都會(huì)指定總的計(jì)劃比如全廠年計(jì)劃，分解到全廠月計(jì)劃、全廠日計(jì)劃、全廠班計(jì)劃，車間月計(jì)劃，車間日計(jì)劃，車間班計(jì)劃。用戶只需要將計(jì)劃分解為非常細(xì)的粒度，然后完成對(duì)一個(gè)時(shí)間粒度和/或一個(gè)空間粒度的監(jiān)測(cè)，即可實(shí)現(xiàn)計(jì)劃項(xiàng)目的全局監(jiān)控。

例如，用戶需要實(shí)現(xiàn)對(duì)某工廠某鍋爐的信息監(jiān)測(cè)。我們就需要建立這個(gè)鍋爐的相關(guān)數(shù)據(jù)模型，并建立與之匹配的時(shí)間與空間模型，來定位或監(jiān)測(cè)鍋爐的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。通過建立時(shí)空體系與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)時(shí)間模型和空間模型分別實(shí)例化，并將數(shù)據(jù)模型實(shí)例化為數(shù)據(jù)對(duì)象。該數(shù)據(jù)對(duì)象需要選擇數(shù)據(jù)模型關(guān)聯(lián)的空間模型的某個(gè)空間對(duì)象，還要選擇數(shù)據(jù)模型關(guān)聯(lián)的時(shí)間模型的某個(gè)時(shí)間對(duì)象進(jìn)行關(guān)聯(lián)。例如，鍋爐實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型關(guān)聯(lián)的空間是鍋爐空間模型，關(guān)聯(lián)的時(shí)間是班的時(shí)間模型。鍋爐空間模型會(huì)實(shí)例化出鍋爐1，鍋爐2，鍋爐3，這些都是空間對(duì)象名稱。班時(shí)間模型會(huì)實(shí)例化出早班、中班、晚班三個(gè)對(duì)象。鍋爐實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型實(shí)例化出鍋爐實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)象1，他的空間選擇了鍋爐1，時(shí)間默認(rèn)對(duì)應(yīng)的是班模型。因?yàn)槭菍?shí)時(shí)對(duì)象，在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)配置的時(shí)候只能選擇實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)空間。同理實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)的建模及關(guān)聯(lián)過程。其中，建模過程中時(shí)間模型的建立，例如班模型的建立即是完成每個(gè)班所處的時(shí)間段的定義，例如早班時(shí)間設(shè)定為早上六點(diǎn)至下午三點(diǎn)?？臻g模型的建立，例如廠模型及鍋爐模型的建立，即是對(duì)廠模型和鍋爐模型的空間形狀、空間輪廓和空間位置的描述。同時(shí)定義廠模型為鍋爐模型的父模型。建立數(shù)據(jù)模型，所述數(shù)據(jù)模型包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型、歷史數(shù)據(jù)模型和計(jì)劃數(shù)據(jù)模型。建立數(shù)據(jù)模型的時(shí)候，需要先設(shè)定模型類別。運(yùn)行后，通過模型類型來確定數(shù)據(jù)對(duì)象的存儲(chǔ)位置：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)。 同理，查詢的時(shí)候也是靠這個(gè)類型來判斷是去哪個(gè)庫(kù)查找數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運(yùn)行后，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)象將采集的值存放到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，那么在實(shí)際產(chǎn)生數(shù)據(jù)的時(shí)候就會(huì)記錄下例如包含時(shí)間信息為2016年10月21日早班的信息，包含空間信息為鍋爐1對(duì)應(yīng)的鍋爐模型的空間形狀、空間輪廓和空間位置信息，包含數(shù)據(jù)模型對(duì)應(yīng)著為鍋爐的模型類別信息，以及鍋爐的其它例如鍋爐1的顏色、溫度、腔內(nèi)壓強(qiáng)等狀態(tài)信息。同時(shí)，用戶可基于時(shí)間信息、空間信息和模型類別信息實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)時(shí)刻某個(gè)鍋爐的狀態(tài)檢索。

需要注意的是，上述具體實(shí)施例是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明公開內(nèi)容的啟發(fā)下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬于本發(fā)明的公開范圍并落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明說明書為說明性而并非構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。