一種描述事物時間屬性並基於所述描述進行查找的方法與流程

2023-10-04 13:44:44 2

本發明涉及一種對工業生產監控和管理的方法，尤其涉及一種描述事物時間屬性並基於所述描述進行查找的方法。

背景技術：

資料庫發展到今天，經歷了層次、網狀、關係型和非關係型資料庫。資料庫已經成為數據存儲和查詢必不可少的系統。現在，也有一些所謂的時空資料庫，也是主要是GIS(地理信息系統)借用關係庫進行數據存儲。在工業生產監控和管理領域，有SCADA監控、實時資料庫、關係庫，也有開源非關係庫的應用。關係資料庫是建立在關係模型基礎上的資料庫，藉助於集合代數等數學概念和方法來處理資料庫中的數據。現實世界中的各種實體以及實體之間的各種聯繫均用關係模型來表示。關係模型就是指二維表格模型，因而一個關係型資料庫就是由二維表及其之間的聯繫組成的一個數據組織。當前主流的關係型資料庫有Oracle、Microsoft SQL Server、MySQL等。

Oracle是甲骨文公司的一款關係資料庫管理系統。它是在資料庫領域一直處於領先地位的產品。可以說，Oracle資料庫系統是目前世界上流行的關係資料庫管理系統。該資料庫系統可移植性好、使用方便、功能強，適用於各類大、中、小、微機環境。該資料庫系統是一種高效率、可靠性好的適應高吞吐量的資料庫解決方案。

數據模型(Data Model)是數據特徵的抽象，是資料庫管理的教學形式框架。資料庫系統中用以提供信息表示和操作手段的形式構架。模型最早應用是C語言裡的結構體，在C++引入以後，模型本身也具備了計算能力。模型可以很好解決相同結構數據對象的描述，通過模型可以快速實例化，面向對象編程是對一類對象本身的抽象表達和描述。在組態軟體行業，數據模型的應用非常廣泛，有的模型本身也有一些簡單的計算邏輯，這只是解決了模型內部成員的計算，模型和模型之間沒有實現計算。在實際應用過程中，不僅要解決模型內部的計算，還要解決模型之間的計算。

中國專利(公開號為CN103714142A)公開了一種數據查找方法和裝置。該專利的數據查找方法包括：數據節點接收請求節點發送的數據分片查找指令，並獲取所述數據分片查找指令攜帶的待查找數據分片的時間戳信息以及標號信息；所述數據節點根據所述待查找數據分片的時間戳信息，獲取所述待查找數據分片在本地預先建立的存儲表中的時間屬性位置信息；所述數據節點根據所述待查找數據分片的標號信息，獲取所述待查找數據分片在所述存儲表中的標號屬性位置信息；所述數據節點根據所述時間屬性位置信息，以及所述標號屬性位置信息，在所述存儲表中查找所述待查找數據分片。採用該技術方案，根據預先建立的存儲表的特性，分別根據待查找數據分片的時間戳信息以及標號信息，即可獲取待查找數據分片，數據分片查找過程簡單快捷，有效提高了數據查找的效率，以及降低了系統消耗。然而，該專利存在的問題是查詢或者調用數據時需要特定的標號，在數據類型、數量很多的情況下，記錄、使用這些特定的標號都是很不方便的。

資料庫發展到今天，經歷了層次、網狀、關係型和非關係型資料庫。資料庫已經成為數據存儲和查詢必不可少的系統。現在，也有一些所謂的時空資料庫，也是主要是GIS(地理信息系統)借用關係庫進行數據存儲。在工業生產監控和管理領域，有SCADA監控、實時資料庫、關係庫，也有開源非關係庫的應用。關係資料庫是建立在關係模型基礎上的資料庫，藉助於集合代數等數學概念和方法來處理資料庫中的數據。現實世界中的各種實體以及實體之間的各種聯繫均用關係模型來表示。關係模型就是指二維表格模型，因而一個關係型資料庫就是由二維表及其之間的聯繫組成的一個數據組織。當前主流的關係型資料庫有Oracle、Microsoft SQL Server、MySQL等。

Oracle是甲骨文公司的一款關係資料庫管理系統。它是在資料庫領域一直處於領先地位的產品。可以說，Oracle資料庫系統是目前世界上流行的關係資料庫管理系統。該資料庫系統可移植性好、使用方便、功能強，適用於各類大、中、小、微機環境。該資料庫系統是一種高效率、可靠性好的適應高吞吐量的資料庫解決方案。

企業信息化，實質上是將企業的生產過程、物料移動、事務處理、現金流動、客戶交互等業務過程數位化，通過各種信息系統網絡加工生成新的信息資源，提供給各層次的人們洞悉、觀察各類動態業務中的一切信息，以做出有利於生產要素組合優化的決策，使企業資源合理配置，以使企業能適應瞬息萬變的市場經濟競爭環境，求得最大的經濟效益。

中國專利(公布號為CN104217279A)公開了一種針對企業過程管理的四維多角度評價系統。該專利包括三個功能模塊：四維過程資料庫、過程質量標準化資料庫和多角度過程評價模塊，其評價過程的步驟包括過程質量標準化體系的定製、四維過程資料庫的事件信息存儲，任意多角度的過程能力評價法。該專利的重點是企業生產管理事件的四維過程數據模型建設，它能徹底實現了對企業生產管理過程的真實客觀多方位的評價，所有用於分析的數據來源於企業生產管理過程中實際發生事件，採用更加科學和全面的多角度過程能力評價法。該方法設計合理，實用性強，能夠為企業業務流程優化重組工作提供重要參考和真實依據。然而，該專利存在的問題是需要藉助MES平臺實現關係庫配置，而MES的有些高級功能並不能滿足實際的生產管理需求，且需要高級語言定製開發，若要進行變更則非常困難。另外，該方法不能對資料庫中的所有數據進行統一、有效地儲存和調用，不能對每一個對象點化，管理和監控不夠精細。

目前，時態GIS(地理信息系統)作為GIS(地理信息系統)的一個新興研究領域，受到人們越來越多的關注。時態GIS(地理信息系統)要求提供高效、完善的時間與空間位置數據的存儲、管理和分析機制，以便進行歷史回溯、變化監測和預測分析。

中國專利(公布號為CN103678712A)公開了一種災害信息時空資料庫。該專利的災害信息時空資料庫包括災害現勢資料庫、災害過程資料庫和災害歷史資料庫三個災害信息資料庫，統一編碼模塊對接收的災害信息數據分層次編碼；屬性數據管理模塊和空間位置數據管理模塊導入災害信息屬性數據和空間位置數據到對應的災害信息資料庫；災害信息數據通過邏輯變更模塊在各災害信息資料庫之間傳輸；時空資料庫索引模塊按時間序列對災害信息時空資料庫建立更新索引；邏輯變更模塊和時空資料庫索引模塊構成災害信息時空資料庫的基礎，對災害屬性的管理維護、時空邏輯索引的變更維護，為統計數據的入庫、檢索和時空查詢做好準備。該專利解決了在對實現時空數據的儲存、管理和歷史回顧時數據冗餘高、工作效率較低的問題。然而，該專利存在的問題是：(1)該關係資料庫為SQL或者Oracle，只能通過編碼進行分類檢索，不能通過直接輸入時間或者空間信息進行檢索查詢(對歷史資料庫的快速檢索也只能通過時間信息進行，不能通過空間信息進行檢索)，因而對資料庫的查詢和調用很不方便；(2)檢索方式單一，只能在某一時間範圍進行檢索，而不能在某一空間範圍進行檢索，比如不能對發生在太平洋區域內所有的災害信息進行檢索。

目前眾多的空間資料庫標識空間信息都是採用存儲坐標信息來支持空間信息，加上使用一個自增長ID(Identity，序列號)來提供索引，在搜索上需要依靠空間結構算法來實現。為解決上述問題，現有技術通過使用更加簡單的空間索引技術，能夠簡化空間資料庫欄位結構，節省佔用的存儲空間。

中國專利(公告號為CN102622349B)公開了一種空間位置信息資料庫的處理方法及裝置。該專利提供的處理方法包括：獲取一空間位置的坐標數據；根據所述坐標數據生成與所述空間位置對應的空間位置信息編碼，包括：定義在中國範圍內實施的空間位置信息編碼分為五節代碼，國家碼-區域碼：子碼1：子碼2-附加碼，每節代碼的編碼方法原則為自上而下、自左向右進行編號；在空間位置信息資料庫中存儲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資料庫中的索引和位置信息。該專利提供的處理方法使用空間位置信息編碼替代目前廣泛使用的資料庫索引、位置信息和永久ID等多種數據信息，不但可以方便地管理和檢索數以千萬計的空間位置信息資料庫，而且節約了資料庫空間。然而，該專利存在的問題是：(1)對空間描述準確度、精確度不夠高，比如對工廠中某一設備上部、底部無法準確、區分描述；(2)空間解析和編碼對於數據的查詢和調用不方便，比如查看工廠鍋爐工作情況，還需要去找該鍋爐對應的編碼，不能直接進行查詢；(3)當物理位置更新改變後，資料庫沒有動態更新。

關係型資料庫是存儲在計算機上的、可共享的、有組織的關係型數據的集合。關係型數據是以關係數字模型來表示的數據，關係數學模型中以二維表的形式來描述數據。在使用關係型資料庫存儲信息的應用系統中，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，同時使用者需要簡單、快速、智能地檢索到需要的信息。目前，對資料庫查詢的優化方法主要有以下幾種：(1)合理利用索引：對關係資料庫中的數據表，按被查詢欄位創建獨立有序的存儲結構，類似給書籍創建目錄，以空間換取時間，提高查詢性能。(2)冗餘關係數據：關係資料庫中的數據結構設計需遵循一定的規範，以確保數據的完整性和一致性，而適當採取反向規範化，在二維表中冗餘存儲其它相關表中信息，以減少查詢時的關聯關係，提高查詢性能。(3)分離存放海量數據：對於海量數據，按某些數據進行分類獨立存儲，如電話號碼信息按所屬地區分別存儲，增加了業務邏輯複雜程度，提高了應用程式的設計難度以及數據維護難度，但縮小了查詢範圍，可以提高查詢性能。

中國專利(公告號為CN100483411C)公開了一種關係型資料庫中信息檢索方法及裝置。該專利的檢索方法包括步驟：構造維度縮減策略樹並置於資料庫系統中，所述維度縮減策略樹包括至少一個子節點和至少一個根節點，每個子節點至少包含本節點編號標識信息及查詢條件組合信息和下級子節點編號；當按用戶查詢條件檢索所述資料庫未得到所需數據時，根據維度縮減策略樹依次構造新的查詢條件；按照新的查詢條件檢索資料庫直到得到所需的數據或查詢到維度縮減策略樹的根節點返回無所需數據的信息。該專利還公開了一種關係型資料庫中信息檢索裝置，包括：查詢條件獲取單元，查詢結果輸出單元，策略樹存儲單元和查詢操作單元。利用該專利提供的檢索方法和檢索裝置，可以提高資料庫檢索效率。然而，該專利存在的問題是：查詢和調用數據時需要特定的編號標識信息，在某些領域，比如工業過程控制領域，設備和過程參數的類型和數量都很多，使用編號查詢數據很不方便。這也是傳統關係資料庫始終存在的問題—每個對象必須通過唯一對應的標識碼才能檢索到對應的數據，導致檢索效率不高。因此，急需改進傳統關係資料庫以提高檢索效率。

目前大家通用的資料庫，如甲骨文Oracle，微軟Microsoft的SQL，Access等，其技術均是建立在20世紀80年代落後的硬體環境基礎上的，當時高解析度的顯示器、掃描儀等還未能普及。資料庫結構的建立必須受制於字符終端，是用文字來描述資料庫結構。雖然經過了十幾年的改進，但仍然未能改變資料庫結構建立的現狀。所有資料庫結構的建立都必須經過一系列的繁雜定義或賦值。數據的輸入或輸出必須由程式設計師用程序語言編寫程序。資料庫的維護必須由原程序設計者提供源程序碼方可對其系統進行維護或升級。查詢或調用資料庫數據時必須輸入特定的標識。傳統資料庫的建立方式一直沿用到今天，但其龐大的支出，使得市場上急需一種便捷、高效、低成本的資料庫系統。目前還沒有一種資料庫能提高這幾種資料庫的功能，而且是可以組態實現的。

另一方面，現有的基於資料庫的查找方法，只能基於計算機的絕對時間進行查找，因此，工作人員進行數據查詢時，必須對時間進行複雜的轉換。而在工業生產過程中常用的查找方法是，某天某個車間某條生產線的情況。因此，對於工業生產過程，提供一種能夠基於其生產過程常用的時間和/或空間描述進行查找的方法是有必要的。

技術實現要素：

針對現有技術之不足，本發明提供了一種描述事物時間屬性並基於所述描述進行查找的方法，所述方法為對待描述事物模型化以建立至少存儲有所述待描述事物的時間屬性和所述待描述事物的空間屬性的歷史資料庫、實時資料庫和計劃資料庫，並且通過所述待描述事物的時間屬性和/或空間屬性查找所述待描述事物的歷史運行狀態、計劃運行狀態和/或實時運行狀態。

根據一個優選實施方式，所述待描述事物的時間屬性和/或空間屬性是自定義的多層級結構，並且所述時間屬性是通過基於符合生產工業過程和/或日常生活規範的自然語言來描述的。

根據一個優選實施方式，所述時間屬性至少包括時間位置、開始時間和結束時間，所述待描述事物為靜態對象時，所述空間屬性至少包括地理空間範圍、地理空間位置和形狀尺寸輪廓，所述待描述事物為動態對象時，所述空間屬性至少包括地理空間位置、候選地理空間位置和所述待描述事物的空間範圍的形狀尺寸輪廓。

根據一個優選實施方式，通過所述待描述事物的空間屬性確定查找範圍後再基於所述待描述事物的時間屬性查找所述待描述事物的歷史運行狀態、實時運行狀態和/或計劃運行狀態。

根據一個優選實施方式，所述對待描述事物模型化的方法為：所述對待描述事物模型化的方法為：依據時間屬性和/或空間屬性將待描述事物歸類至歷史數據模型、實時數據模型和/或計劃數據模型，依據待描述事物的空間狀態對所述待描述事物進行模型化，依據待描述事物的時間狀態對所述待描述事物進行模型化，設定所述待描述事物的特定屬性，採集所述待描述事物的數據以對所述待描述事物動態監測和管理。

根據一個優選實施方式，所述依據待描述事物的空間狀態對所述待描述事物進行模型化至少包括如下步驟：依據待描述事物的空間狀態對所述待描述事物的空間進行模型化以建立空間模型，對所述待描述事物的空間模型進行實例化以建立空間對象；所述依據待描述事物的時間狀態對所述待描述事物進行模型化包括如下步驟：依據待描述事物的時間狀態對所述待描述事物的時間進行模型化以建立時間模型，對所述待描述事物的時間模型進行實例化以建立時間對象。

根據一個優選實施方式，將所述待描述事物的空間模型和所述待描述事物的時間模型進行關聯以建立歷史數據模型、實時數據模型和計劃數據模型，並且將所述歷史數據模型實例化為歷史數據對象，將所述歷史數據對象配置計算機空間屬性後成為存儲所述待描述事物歷史數據的歷史資料庫；將所述實時數據模型實例化為實時數據對象，將所述實時數據對象配置計算機空間屬性後成為存儲所述待描述事物實時數據的實時資料庫；將所述計劃數據模型實例化為計劃數據對象，將所述計劃數據對象配置計算機空間屬性後成為存儲所述待描述事物計劃數據的計劃資料庫。

根據一個優選實施方式，所述待描述事物的特定屬性至少包括所述待描述事物的時間屬性和所述待描述事物的空間屬性，以及所述待描述事物的圖形屬性、音頻屬性、視頻屬性和名稱屬性中的一種或多種。

根據一個優選實施方式，通過如下方法採集所述待描述事物的數據：通過從所述待描述事物現場直接採集所述待描述事物的歷史數據或者通過計算採集所述待描述事物的歷史數據，通過傳感器採集所述待描述事物的實時數據或者通過計算採集所述待描述事物的實時數據，通過從第三方系統接口導入計劃需求並通過計算生成計劃數據。

本發明的另一方面還提供了一種描述事物時間屬性並基於所述描述進行查找的系統，所述系統至少包括數據採集模塊、數據模型化模塊、數據存儲模塊和查詢模塊，所述系統通過對待描述事物模型化以建立至少存儲有所述待描述事物的時間屬性和所述待描述事物的空間屬性的歷史資料庫、實時資料庫和計劃資料庫，並且通過所述待描述事物的時間屬性和/或空間屬性查找所述待描述事物的歷史運行狀態、計劃運行狀態和/或實時運行狀態，其中，所述數據採集模塊用於手動或自動地採集所述待描述事物的數據並將所採集的數據發送至數據模型化模塊，所述數據模型化模塊包括用於根據所述待描述事物的時間屬性和/或空間屬性構建時間模型和/或空間模型的數據模型化單元和用於存儲所述時間模型和/或空間模型的數據模型存儲單元，所述數據存儲模塊包括用於存儲待描述事物歷史狀態的歷史數據存儲單元、用於存儲待描述事物實時狀態的實時數據存儲單元和用於存儲待描述事物計劃狀態的計劃數據存儲單元，所述查詢模塊與所述數據存儲模塊連接並用於查找所述待描述事物的歷史運行狀態、計劃運行狀態和/或實時運行狀態。

本發明提供的一種描述事物時間屬性並基於所述描述進行查找的方法和系統至少具有如下優勢：

本發明通過基於生產工業過程或日常生活規範的實際情況自定義的時間屬性進行查詢，這種查詢方式是用戶最為熟悉的方式，無需進行時間轉換，使用自然方便，可以提高查找效率；另一方面，本發明通過三段時間維度來描述生產監控管理的數據信息，通過一個庫解決多種系統應用的問題，可以降低用戶的投資和系統的維護成本。

附圖說明

圖1是本發明的一個優選實施方式的自定義空間模型示意圖；

圖2是本發明的一個優選實施方式的自定義時間模型示意圖；

圖3是本發明的一個優選實施方式的系統時間模型示意圖；和

圖4是本發明的一個優選實施方式的數據模型間的時空轉換關係圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例進行詳細說明。

對本發明中涉及到的名詞作如下解釋說明。

數據模型：數據模型是描述系統中使用的數據。數據模型按照時態分為實時數據模型、歷史數據模型和計劃數據模型。按照功能又分為數據、報警、事件。時態和功能的組合會有更多種數據。優選地，數據模型可以具有不同的版本。系統中，同一模型可以存在於多個版本。模型的實例化是對應於模型的某一版本的。模型在生成新版本時，不會影響已經生成的實例。模型某一版本被修改，則會影響該版本模型生成的實例。

數據模型包括屬性和成員兩部分。不同的數據模型的屬性會有差別，比如實時數據，具有新鮮度的屬性。事件數據具有開始時間、結束時間、持續時間等屬性。成員是構成數據的組成部分，用戶是可以根據需要定義不同的成員來描述業務中的數據。優選地，成員個數限定為最大256個成員。優選地，對於屬性名，成員名不允許超過64個字符。

數據類型：系統支持的數據類型，是指在定義成員時可用的數據類型。對於Blob類型和字符串類型，需要指定最大長度。優選地，Blob類型和字符串類型的最大長度不超過1K。優選地，圖形類型也屬於數據類型，也可以作為對象的成員使用。圖形類型的坐標是像素坐標。

時間模型是用於描述待管理對象時間狀態的數據模型，時間模型的時間粒度是衡量時間狀態的單位，包括時間單位和基於生產情況自定義的時間參數。

空間模型是用於描述待管理對象空間狀態的數據模型，空間模型的空間粒度是衡量空間層次和空間位置的空間參數，包括空間單位和基於生產情況自定義的空間參數。

本發明提供的一種描述事物時間屬性並基於所述描述進行查找的方法，所述方法為對待描述事物模型化以建立至少存儲有所述待描述事物的時間屬性和所述待描述事物的空間屬性的歷史資料庫、實時資料庫和計劃資料庫。通過所述待描述事物的空間屬性確定查找範圍後再基於所述待描述事物的時間屬性查找所述待描述事物的歷史運行狀態、實時運行狀態和/或計劃運行狀態。

根據一個優選實施方式，所述待描述事物的時間屬性和/或空間屬性是自定義的多層級結構。所述時間屬性是通過基於符合生產工業過程和/或日常生活規範的自然語言來描述的。例如，將訂單、工單、班和產品定義為待描述事物的時間屬性。將車間、生產線、設備定義為待描述事物的空間屬性。用戶在進行查找時，首先通過待描述事物的空間屬性確定查找範圍，再採用訂單編號、工單編號、班編號和/或產品編號的方式進行查找，無需對時間進行複雜的轉換，用戶使用起來方便自然，可以大大提高查找效率。

下面以具體的例子說明如何對時間屬性進行描述的。日常生活中常用的供暖季、財年、賽季等，其對應的標準時間往往是跨年和/或跨月的，若使用標準時間，不利於信息的查找。例如：工廠常用早班、中班、晚班這樣的自然語言來描述2016年10月21日。其中，早班對應的是2016年10月21日08:00～16:00。早班對應的是2016年10月21日16:00～24:00。晚班對應的是2016年10月21日0:00～08:00。若在工業現場使用2016年10月21日08:00～16:00的時間進行描述，不僅繁瑣，而且也不符合工廠生產的習慣用語。在進行信息查找時，若用該標準時間，不利於信息的查找。又例如，日常生活中在描述2016年供暖季時，其對應的標準時間為2016年10月至2017年3月。若用該標準時間進行查找，由於是跨年度的，使用極不方便。本發明提供的一種描述事物時間屬性並基於所述描述進行查找的方法，直接將待描述事物的時間屬性描述為符合日常生活習慣或工業生產過程的自然語言，如供暖季、財年、賽季等，使用這種查詢方式是用戶最為熟悉的方式，無需進行時間轉換，使用自然方便，可以提高查找效率。

本發明的另一方面還提供了一種描述事物時間屬性並基於所述描述進行查找的系統，所述系統至少包括數據採集模塊、數據模型化模塊、數據存儲模塊和查詢模塊。所述系統通過對待描述事物模型化以建立至少存儲有所述待描述事物的時間屬性和所述待描述事物的空間屬性的歷史資料庫、實時資料庫和計劃資料庫，並且通過所述待描述事物的時間屬性和/或空間屬性查找所述待描述事物的歷史運行狀態、計劃運行狀態和/或實時運行狀態。

根據一個優選實施方式，所述數據採集模塊用於手動或自動地採集所述待描述事物的數據並將所採集的數據發送至數據模型化模塊。優選的，所述採集模塊包括至少一個圖像採集設備、至少一個聲音採集設備和/或至少一個數據導入裝置。

根據一個優選實施方式，所述數據模型化模塊包括用於根據所述待描述事物的時間屬性和/或空間屬性構建時間模型和/或空間模型的數據模型化單元和用於存儲所述時間模型和/或空間模型的數據模型存儲單元。優選的，所述數據模型化模塊為計算引擎、專用集成電路或單片機。

根據一個優選實施方式，所述數據存儲模塊包括用於存儲待描述事物歷史狀態的歷史數據存儲單元、用於存儲待描述事物實時狀態的實時數據存儲單元和用於存儲待描述事物計劃狀態的計劃數據存儲單元。優選地，所述數據存儲模塊為專用集成電路或單片機。

根據一個優選實施方式，所述查詢模塊與所述數據存儲模塊連接並用於查找所述待描述事物的歷史運行狀態、計劃運行狀態和/或實時運行狀態。優選地，所述交互模塊至少包括顯示裝置、滑鼠和/或鍵盤。

實施例1

本發明的一種基於四維空間的對客觀世界存在的物體和事件的描述方法，該方法包括如下步驟：

S1：依據時間屬性和/或空間屬性將待描述事物歸類至歷史數據模型、實時數據模型和/或計劃數據模型。

S2：依據待描述事物的空間狀態對待描述事物進行模型化。

S3：依據待描述事物的時間狀態對待描述事物進行模型化。

S4：設定待描述事物的特定屬性。

S5：採集待描述事物的數據以對待描述事物動態監測和管理。

下面詳細介紹本發明的一種基於四維空間的對客觀世界存在的物體和事件的描述方法的各個步驟。

S1：依據時間屬性和/或空間屬性將待描述事物歸類至歷史數據模型、實時數據模型和/或計劃數據模型。

根據一個優選實施方式，依據時間屬性和/或空間屬性將待描述事物歸類至歷史數據模型、實時數據模型和/或計劃數據模型後，通過建立時間模型和空間模型並將時間模型和空間模型進行關聯以建立歷史數據模型、實時數據模型和/或計劃數據模型。

S2：依據待描述事物的空間狀態對待描述事物進行模型化。

根據一個優選實施方式，依據待描述事物的空間狀態對待描述事物進行模型化包括如下步驟：(1)依據待描述事物的空間狀態對待描述事物的空間進行模型化以建立空間模型。(2)對待描述事物的空間模型進行實例化以建立空間對象。優選地，空間狀態為待描述事物的地理空間狀態。優選地，依據待描述事物的空間狀態對待描述事物的空間進行模型化以建立空間模型的方法為依據待描述事物的空間狀態確定多層級空間模型。優選地，對待描述事物的空間模型進行實例化以建立空間對象的方法為：

S201：通過空間對象編輯器加載地圖和/或待描述事物的CAD圖紙作為底圖。優選地，通過空間對象編輯器加載谷歌地圖、百度地圖和/或待描述事物的CAD圖紙作為底圖。

S202：在底圖內繪製一個空間對象作為第一級空間對象。優選地，在地圖配置裡選擇設定相應的坐標系，基於工廠所在地理位置繪製一個Root根節點的空間範圍，在Root根節點的空間範圍內用矩形、不規則多邊線、點和/或折線來繪製一個空間對象以獲得第一級空間對象。

S203：在第一級空間對象內繪製一個空間對象作為第二級空間對象。優選地，在第一級空間對象內用矩形、不規則多邊線、點和/或折線來繪製一個空間對象以獲得第二級空間對象。

S204：按照同樣的方式，在第n-1級空間對象內繪製一個空間對象作為第n級空間對象。優選地，在第n-1級空間對象內用矩形、不規則多邊線、點和/或折線來繪製一個空間對象以獲得第n級空間對象。

優選地，第一級空間對象、第n-1級空間對象和第n級空間對象均是指空間對象。由於空間是數據固有的屬性，因此，每個數據均表達的是具體空間對象下的數據對象。

S3：依據待描述事物的時間狀態對待描述事物進行模型化。

根據一個優選實施方式，依據待描述事物的時間狀態對待描述事物進行模型化包括如下步驟：(1)依據待描述事物的時間狀態對待描述事物的時間進行模型化以建立時間模型。(2)對待描述事物的時間模型進行實例化以建立時間對象。優選地，依據待描述事物的時間狀態對待描述事物的時間進行模型化以建立時間模型的方法為依據待描述事物的時間狀態確定多層級時間模型。

根據一個優選實施方式，將待描述事物的空間模型和待描述事物的時間模型進行關聯以建立歷史數據模型、實時數據模型和計劃數據模型。將歷史數據模型實例化為歷史數據對象。歷史數據對象關聯由歷史數據模型關聯的空間模型實例化產生的空間對象和由歷史數據模型關聯的時間模型實例化產生的時間對象。將實時數據模型實例化為實時數據對象。實時數據對象關聯由實時數據模型關聯的空間模型實例化產生的空間對象和由實時數據模型關聯的時間模型實例化產生的時間對象。將計劃數據模型實例化為計劃數據對象。計劃數據對象關聯由計劃數據模型關聯的空間模型實例化產生的空間對象和由計劃數據模型關聯的時間模型實例化產生的時間對象。

根據一個優選實施方式，將歷史數據模型中的歷史數據對象配置相應的計算機空間屬性後成為歷史資料庫。將實時數據模型中的實時數據對象配置相應的計算機空間屬性後成為實時資料庫。將計劃數據模型中的計劃數據對象配置相應的計算機空間屬性後成為計劃資料庫。歷史資料庫根據配置的條件存儲待描述事物歷史數據。實時資料庫根據配置的條件存儲待描述事物的實時數據。計劃資料庫根據配置的條件存儲待描述事物的計劃數據。

根據一個優選實施方式，系統內部分成歷史資料庫、實時資料庫和計劃資料庫三個資料庫。這三個資料庫是不需要用戶配置的。用戶使用時，僅需通過配置界面指定歷史伺服器、實時伺服器和計劃伺服器。系統運行起來，各個伺服器客戶端會自動將數據發給對應的伺服器。例如，實時數據客戶端會把本系統產生的實時數據傳送給實時伺服器，實時伺服器自動在資料庫中創建表格，並將相關數據存儲到對應表格中。歷史數據客戶端和計劃數據客戶端也如此。本發明的存儲機制不限於此，還包括其它存儲機制。

根據一個優選實施方式，歷史數據、實時數據和計劃數據的存儲存在很大區別。實時數據的時態是實時的，表示當前時間的數據，具有新鮮度的特質，也就是其數據的刷新周期要符合其時間粒度。例如，如果對象的新鮮度是5秒，則其刷新周期也應該是5秒，如果5秒內不刷新則該對象為不新鮮。實時數據要求有很高的實時性，每秒要能刷新上百萬條記錄的實時數據，對於沒有及時刷新的數據會有新鮮期的限制。超過新鮮期的實時數據轉變為歷史數據。歷史數據時態是歷史的，表示過去時間的數據。工業過程的歷史數據多數是時序數據，可以進行壓縮。歷史數據中的業務數據也可以以非壓縮的方式進行存儲。計劃數據時態是未來的，表示未來時間的數據。計劃數據依據歷史數據和實時數據計算所得。

S4：設定待描述事物的特定屬性。

根據一個優選實施方式，待描述事物的特定屬性至少包括待描述事物的時間屬性和待描述事物的空間屬性。優選地，時間屬性至少包括時間位置、開始時間和結束時間。待描述事物為靜態對象時，空間屬性至少包括地理空間範圍、地理空間位置和形狀尺寸輪廓。待描述事物為動態對象時，空間屬性至少包括地理空間位置、候選地理空間位置和待描述事物的空間範圍的形狀尺寸輪廓。本發明的三個資料庫至少包括待描述事物的時間屬性和空間屬性，在數據查詢時，按照時間和空間即可檢索模型中的對象，方便快捷。

根據一個優選實施方式，待描述事物除了具有時間屬性和空間屬性外，還可以自定義數據的其它屬性。優選地，待描述事物的其它特定屬性包括待描述事物的圖形屬性、音頻屬性、視頻屬性和名稱屬性中的一種或多種。優選地，待描述事物的其它特定屬性還包括常規數據類型、空間幾何類型、二進位和枚舉屬性等。通過對待描述事物的「點化」，可以實現對各類非結構化數據的對象管理，從而實現統一的存儲和查詢調用。優選地，視頻文件用來播放，把視頻文件作為圖形對象的成員傳到顯示設備，顯示設備會根據圖形對象的輪廓建立播放區域，可通過腳本函數來控制視頻的播放。音頻文件用來播放，提供聲音播放函數。對於圖片類型作為圖形對象的成員，圖形對象傳送到顯示設備時，顯示設備將繪製圖片到屏幕上。對於文件類型的資源對象，可用於文件的傳輸和存儲，比如把工藝文件保存起來，下達操作規範。圖形類型也屬於數據類型，也可以作為對象的成員使用。圖形類型的坐標是像素坐標。幾何類型是描述地理空間對象的形狀，在空間對象的屬性上需要配置。

根據一個優選實施方式，時間屬性和空間屬性是事物的固有屬性，針對實時資料庫中的數據，有數據的新鮮期描述，超過新鮮期的數據狀態為失效。資料庫中每個數據的時間粒度是固定的，可以是秒、分鐘或者小時。優選地，時間屬性至少包括時間位置、開始時間和結束時間。時間位置是相對於父空間模型的位置。資料庫中每個數據的空間屬性包括地理空間範圍、地理空間位置、形狀尺寸輪廓、候選地理空間位置、計算機空間、候選計算機空間屬性等。優選地，待描述事物為靜態對象時，例如，設備的形狀尺寸，空間屬性至少包括地理空間範圍、地理空間位置和形狀尺寸輪廓。形狀尺寸輪廓都是基於上一級空間對象空間範圍內的尺寸。也就是說，上一級空間包含子空間，決定了子空間的坐標位置和尺寸，子的坐標都是相對於父的。待描述事物為動態對象時，例如，一條生產線，空間屬性至少包括地理空間位置、候選地理空間位置和待描述事物的空間範圍的形狀尺寸輪廓。

S5：採集待描述事物的數據以對待描述事物動態監測和管理。

根據一個優選實施方式，通過如下方法採集待描述事物的數據：從待描述事物現場直接採集待描述事物的歷史數據。或者，通過計算採集待描述事物的歷史數據。通過傳感器採集待描述事物的實時數據。或者，通過計算採集待描述事物的實時數據。通過從第三方系統接口導入計劃需求，計劃需求被系統識別後通過界面的編輯和調用算法來計算生成計劃數據。

本發明的基於四維空間的對客觀世界存在的物體和事件的描述方法，該方法分別利用歷史資料庫、實時資料庫和計劃資料庫存儲工業生產監控和管理過程中的歷史數據、實時數據和計劃數據，每個數據至少具有時間屬性和空間屬性。時空是很自然的語言，用戶無需學習複雜的語法規則，每個生產管理人員只需知道什麼時間什麼地點即可查看到待描述事物的狀態，具有方便快捷的優勢。

實施例2

本實施例是在實施例1的基礎上做的進一步改進，僅對改進的部分進行說明。

根據一個優選實施方式，歷史資料庫、實時資料庫和計劃資料庫中存儲的數據必須有時間屬性。時間是待描述事物不可分割的屬性。沒有時間，對象也不可能存在。時間是對待描述事物的時間位置的描述。優選地，待描述事物的時間屬性是指待描述事物的時間位置。待描述事物的時間位置至少包括待描述事物的時間粒度和時間精度。例如，生產批次就是一種粒度。某個車間第一批次的信息，用戶使用起來非常方便。不用去寫某個時間段去獲取可能的批次信息。

根據一個優選實施方式，通過如下方式建立時間模型和空間模型：

時間模型：時間模型是用於描述待描述事物時間狀態的數據模型。時間模型的時間粒度是衡量時間狀態的單位，包括時間單位和基於生產情況自定義的時間參數。優選的，時間模型是描述待描述事物時間粒度的模型。例如，時間粒度為年、月、日、小時、分鐘或者秒等。也可以自定義時間粒度，如班或者批次等。

空間模型：空間模型是用於描述待描述事物空間狀態的數據模型。空間模型的空間粒度是衡量空間層次和空間位置的空間參數，包括空間單位和基於生產情況自定義的空間參數。優選的，空間模型是描述待描述事物空間粒度的模型。例如，空間粒度為總公司、分廠、車間、生產線、工序、工位或設備等。

數據建模：描述的每個事物都是由模型實例化來的。例如，產品是一個物。產品的加工是一件事。產品出庫也是一件事。某個工位上加工的產品數量(員工績效)也是事。本發明的基於四維空間的對客觀世界存在的物體和事件的描述方法會對這些事物進行數據建模，數據模型會指定時間模型和空間模型。例如，工位加工的績效模型，空間屬性就是工位，時間屬性是班。數據的其它屬性可以是工單號、加工數量、報警次數、返工次數等。這些數據模型的數據是通過計算模型來完成的，計算檢測生產數據變化，定時統計績效數據輸出到績效模型。

工廠建模：工廠建模是根據之前的模型進行工廠實例化。例如，實際工廠名稱、生產線名稱、設備名稱、工序名稱，這是空間實例化。實例化的過程中也確定了各個對象的附屬關係。一天有幾班，每個班多長，這是時間實例化。實際生產線都有幾個工序績效數據，這是績效數據模型的實例化。當然還有計算的實例化，因為要計算這些績效數據。

系統運行：系統運行後，系統後臺自動檢測生產信息，記錄每個工序的生產情況，實時統計每個工位的生產績效。至此，一個工廠的生產情況就被實時記錄到時空資料庫。用戶需要查看的時候在場景模型裡去進行查詢實時和歷史生產數據信息。

制定計劃：制定計劃一般都會制定總的計劃比如全廠年計劃，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的粒度，然後每執行一個時空粒度都去監控有沒有按照計劃執行。

根據一個優選實施方式，時間屬性和空間屬性是獨立的。描述時間對象時有粒度和精度，比如年的粒度是年，精度可以是秒也可以是毫秒。時間對象在數據記錄上有時間位置、時間位置的開始時間和結束時間。比如2016年就是時間位置。2016年3月也是時間位置，一般2016年3月時間位置的開始時間是2016年3月1日0：00：00.000，結束時間是2016年3月31日23：59：59.999。優選地，也可以自定義時間位置。例如，2016財年三月來自自定義的財年(父時間模型)-財月(子時間模型)，開始時間和結束時間是用戶自定義的，比如2016年3月2日-3月15日，當用戶用2016財年三月就表示這個時間段。

根據一個優選實施方式，每個模型都有唯一的時間粒度和空間粒度，以一個計劃數據為例，描述的是一個生產線(空間)班(時間)計劃，生產線模型和班模型是實現定義的空間模型和時間模型，模型確定以後在工程階段假設生產線模型有3條生產線對象，班模型有甲乙丙三班。那麼數據模型只能實例化3條生產線3個班組共計9個計劃數據對象，不能實例化其他時空粒度的計劃。模型的時間粒度和空間粒度確定以後不能再進行修改，只有修改了屬性或者變更成員才會生成新版本。

實施例3

本實施例是在實施例1和實施例2的基礎上做的進一步改進，僅對改進的部分進行說明。

根據一個優選實施方式，歷史資料庫、實時資料庫和計劃資料庫中存儲的數據還必須有空間屬性。空間是待描述事物不可分割的屬性，沒有空間，對象也不可能存在。對於一個工程來說，如果時空體系發生變化，意味著工程的重建。空間模型是一種層級的關係，空間模型最主要的特點是子模型的範圍不能超過父模型。一個父模型可以有多個子模型，一個子模型只能有一個父模型。空間是對待描述事物的空間位置的描述。優選地，待描述事物的空間屬性是指待描述事物的空間位置。待描述事物的空間位置至少包括待描述事物的空間範圍、空間粒度和空間精度等。同一模型實例化的待描述事物，如果待描述事物的時間位置、空間位置、時間長度和空間長度都相同，則待描述事物一定為同一對象。優選的，本發明的空間屬性也可以是待描述事物的管理範圍。例如，某個集團，是由若干分公司構成，這些分公司由若干個工廠構成。每個工廠有實際的空間位置，分公司還有公司大樓，分公司的空間範圍是工廠和大樓的外邊輪廓。集團的空間範圍是多個分公司的外邊輪廓。

下面以熱網行業的一個企業為例具體介紹本發明的空間實例化過程。

空間實例化過程首先要確定空間模型。例如，針對熱網行業的企業，確定的空間模型為總公司模型、分公司模型、管理處模型、換熱站模型和設備模型。總公司模型包含至少一個分公司模型。分公司模型包含至少一個管理處模型。管理處模型包含至少一個換熱站模型。換熱站模型包含至少一個設備模型。由此可知，總公司模型與分公司模型之間、分公司模型與管理處模型之間、管理處模型與換熱站模型之間和換熱站模型與設備模型之間均是父模型與子模型的關係。優選地，父模型確定子模型的邊界。即：分公司模型一定在總公司模型範圍內。管理處模型一定在分公司模型範圍內。換熱站模型一定在管理處模型範圍內。設備模型一定在換熱站模型範圍內。另外，父模型會定義子模型的精度。例如：換熱站模型是設備模型的父模型，換熱站的精度是米，則設備的長和寬就以米為單位進行表達。通過空間對象編輯器，加載谷歌地圖或者百度地圖，並在地圖配置裡選擇設定相應的坐標系。優選地，谷歌地圖選擇谷歌地圖坐標系，百度地圖選擇百度地圖坐標系。根據公司所在的地理位置繪製一個Root根節點的空間範圍，在地圖上放大一定比例以後，繪製一個矩形，這個矩形就是Root根節點的範圍，系統會存儲Root根節點的地理信息，是一串空間點集。確定了Root的空間範圍後，在Root範圍內用矩形/不規則多邊線/點/折線來繪製一個空間對象，這個空間對象就是第一級空間模型，即總公司模型。繪製完總公司模型後，把總公司模型的圖形放大，在總公司模型內用矩形/不規則多邊線/點/折線來繪製一個空間對象，這個空間對象就是第二級空間模型，即分公司模型。按照同樣的方法繪製出管理處模型、換熱站模型和設備模型。

根據一個優選實施方式，企業一般會有公司內部的CAD圖紙，將公司的CAD圖紙導入空間對象編輯器，並將CAD圖紙表達的公司邊界與繪製的公司邊界重合。根據CAD圖紙展示的公司對象再描繪一遍各個對象，每個對象對應的空間模型。如此，公司的空間對象實例化完畢。CAD圖紙裡會有很多圖形，空間實例化時只需要描繪需要的空間對象即可。

實施例4

本實施例以一個具體的例子詳細說明本發明的基於四維空間的對客觀世界存在的物體和事件的描述方法。

對工業生產進行監控和管理時，將一個車間的生產訂單分解為若干個生產線工單，每個生產線工單再落實到該生產線設備生產的產品上，並對時間和空間進行建模。

如圖1所示，自定義空間模型包括車間模型、生產線模型、設備模型和Tag模型。車間模型為生產線模型的父模型。生產線模型為設備模型的父模型。設備模型為Tag模型的父模型。如圖2所示，自定義時間模型包括訂單模型、工單模型和產品模型。訂單模型為工單模型的父模型。工單模型為產品模型的父模型。如圖3所示，系統自帶的時間模型包括年、月、日、時、分、秒和毫秒。同樣的，年為月的父模型。月為日的父模型。日為時的父模型。時為分的父模型。分為秒的父模型。秒為毫秒的父模型。

根據一個優選實施方式，時間模型的特點是具備開始時間和結束時間。本實施例之所以將訂單、工單和產品劃分為時間模型，是因為在做計劃時，訂單有訂單計劃開始時間和計劃完成時間，工單也有工單計劃開始時間和計劃完成時間，產品也有產品計劃開始時間和計劃完成時間。優選地，每個訂單、工單和產品都有唯一的名稱。即訂單編號唯一，某個訂單的工單編號也是唯一的，某個工單下的產品也是唯一的。

根據一個優選實施方式，一個訂單會被安排在車間生產，並被分解為若干工單，每個工單相當於一個生產批，一批生產若干個產品。在對時間和空間建模時，按照下表1中的時空粒度，將訂單計劃按照時空分解為不同的計劃數據模型。優選地，用戶可以自定義每種計劃數據模型關注的成員。優選地，計劃數據是通過導入或者用戶手工錄入系統的。計劃數據導入或者錄入後，系統將計劃數據逐級分解，最後分解到設備產品。

下表1列出了各數據模型對應的時間粒度和空間粒度。

表1

在圖4中，實時數據模型1～實時數據模型4、歷史數據模型1和歷史數據模型2、計劃數據模型1～計劃數據模型3分別對應的時間粒度和空間粒度如表1所示。

如圖4所示，計劃數據模型3(時間粒度為訂單、空間粒度為車間)通過計劃分解計算模型1處理後得到計劃數據模型2(時間粒度為工單、空間粒度為生產線)對應的數據對象。同樣地，計劃數據模型2通過計劃分解計算模型2處理後得到計劃數據模型1(時間粒度為產品、空間粒度為設備)對應的數據對象。

本實施例通過數據採集伺服器IOServer將待描述事物的數據採集到時空資料庫。在數據採集伺服器IOServer裡，數據是以Tag變量的形式存在的。通過採集計算模型，把Tag變量轉換成時空資料庫可識別的Tag對象。如此可獲得實時數據模型1(時間粒度為秒、空間粒度為Tag)對應的數據對象。Tag對象每個設備下都有比如上線狀態，下線狀態，當前產品，當前參數等。每個設備的狀態和參數都是通過Tag對象採集到時空資料庫，通過實時事件計算模型實時計算出產品在設備上的生產事件，如此就會動態產生實時數據模型2(時間粒度為產品、空間粒度為設備)對應的數據對象。優選地，每個產品都有所在工單的信息，如果一個工單的產品在某生產線只下線了一部分，那麼就會記錄生產線工單的實時情況。如果該工單產品全部下線就表示某個生產線的工單完成生產歷史數據。依次類推就能計算出車間訂單的實時完成情況。如果用戶需要還可以繼續計算出歷史完成情況。具體地，如果產品在設備上下線，事件存儲計算模型1基於計劃數據模型1輸入的計劃數據並通過Tag狀態變化計算產生一個產品在設備上的歷史數據，如此就會動態產生歷史數據模型1(時間粒度為產品、空間粒度為設備)對應的數據對象。實時統計計算模型1基於計劃數據模型2輸入的計劃數據並通過產品狀態變化計算產生一個工單在生產線上的實時數據，如此就會動態產生實時數據模型3(時間粒度為工單、空間粒度為生產線)對應的數據對象。如果工單在生產線上下線，事件存儲計算模型2通過工單狀態變化計算產生一個工單在生產線上的歷史數據，如此就會動態產生歷史數據模型2(時間粒度為工單、空間粒度為生產線)對應的數據對象。實時統計計算模型2通過工單狀態變化計算產生一個訂單在車間上的實時數據，如此就會動態產生實時數據模型4(時間粒度為訂單、空間粒度為車間)對應的數據對象。

下面具體說明如何在模型中設置模型的屬性。

根據一個優選實施方式，訂單模型的屬性通過如下方式設置：從時間模型中選擇月模型作為訂單模型的父模型。同時，設置名稱為訂單，描述的是時間，父模型為月，時間單位精度為時。工單模型的屬性通過如下方式設置：從時間模型中選擇訂單模型作為工單模型的父模型。同時，設置名稱為工單，描述的是時間，父模型為訂單，時間單位精度為時。產品模型的屬性通過如下方式設置：從時間模型中選擇工單模型作為產品模型的父模型。同時，設置名稱為產品，描述的是時間，父模型為工單，時間單位精度為時。

根據一個優選實施方式，在地理空間模型中設置車間模型的屬性。設置名稱為車間，描述的是車間，父模型為Root，模式為靜態，坐標維度為二維，坐標單位精度為米。在地理空間模型中設置生產線模型的屬性。設置名稱為生產線，描述的是生產線，父模型為車間模型，模式為靜態，坐標維度為二維，坐標單位精度為米。在地理空間模型中設置設備模型的屬性。設置名稱為設備，描述的是設備，父模型為生產線模型，模式為靜態，坐標維度為二維，坐標單位精度為米。

根據一個優選實施方式，計劃數據模型的屬性通過如下方式設置：設置名稱為計劃數據模型3，選擇時間模型為訂單模型，選擇地理空間模型為車間模型，地理空間動態模式為靜態，範圍地理空間模型為車間，形狀地理空間模型為車間，位置地理空間模型為車間，計算機空間模型為計劃庫空間，候選計算機空間模型集合為計劃庫空間。優選地，計劃數據一定是存在於計劃庫空間的。對於靜態對象，範圍、位置和形狀都是車間本身。另外，用戶可自定義計劃數據模型3的成員信息。即設置計劃數據模型3的成員包括客戶名稱、產品數量、訂單狀態、交貨日期、聯繫人和聯繫電話等。優選地，計劃數據模型中的成員類型也可以是資源。資源一般是外界導入的或者是由底層設備採集到的存儲到數據的成員之上，如音頻、視頻、圖片等。由於本發明可以將成員定義為包括音頻、視頻或圖片的形式，使得本發明實現了非結構化數據的「點」化，即通過一個成員值就實現了對數據的非結構化成員的管理。採用同樣的方式設置計劃數據模型2和計劃數據模型1的屬性和成員信息。

根據一個優選實施方式，採用和計劃數據模型相同的方式設置實時數據模型的屬性和成員信息。優選地，實時數據模型和計劃數據模型的屬性和成員類似，只是類型不同。優選地，實時數據模型的數據對象還有新鮮期等實時數據特有的屬性。

根據一個優選實施方式，採用和計劃數據模型相同的方式設置歷史數據模型的屬性和成員信息。優選地，歷史數據模型和計劃數據模型的屬性和成員類似，只是類型不同。

根據一個優選實施方式，在修改歷史數據模型、實時數據模型和計劃數據模型的成員時，會產生新的歷史數據模型、實時數據模型和計劃數據模型版本。

根據一個優選實施方式，基於四維空間的對客觀世界存在的物體和事件的描述方法包括建模階段和工程階段。上述已經描述完建模階段。由於時間對象都是根據事件檢測動態創建到數據上，因此，在工程階段即實例化階段，只需要實例化空間對象和數據對象。下面具體說明在工程階段是如何實例化空間對象的。

根據一個優選實施方式，在實例化階段，根據實際對象的地理空間來實例化空間對象。利用地理空間對象編輯器，把空間對象在地圖上描點繪製出來，一般車間和工廠會在地圖上指定大概位置，將地圖放大以後主要利用CAD圖來把車間內部的布局繪製出來。

具體地，實例化空間對象包括如下步驟：(1)默認加載地圖文件，指定Root路徑範圍，在Root路徑下面創建車間所在的位置。(2)地圖放大以後，不能顯示具體的工廠車間，需要在地圖上標出大概的位置，同時導入車間地圖CAD文件，按照車間布局描繪空間對象的位置信息。描繪的地理信息的相對布局和CAD的線框是一一重合的。(3)在空間對象列表顯示對象清單，在屬性欄可以看到對象屬性信息，包括對象名稱、位置、大小、空間對象對應的空間模型和空間對象的父空間等。(4)最後在地理空間列表裡會創建出相應的空間對象。

根據一個優選實施方式，基於上面的空間對象來實例化出相應的數據對象。

至此，對象描述基本完成，剩下就是在運行階段，通過數據計算完成數據自動採集以及數據的自動運算功能。

實施例5

用戶需要實現對甲工廠的第一鍋爐的信息進行監測。則第一鍋爐為待描述事物。首先需要建立第一鍋爐的相關數據模型，並建立與之匹配的時間與空間模型，來定位或監測鍋爐的相關數據信息。將相關數據信息與時間模型和空間模型關聯，建立數據模型。通過建立時空體系與數據模型，對時間模型和空間模型分別實例化為空間對象和時間對象，並將數據模型實例化為數據對象。該數據對象需要選擇數據模型關聯的空間模型的某個空間對象，還要選擇數據模型關聯的時間模型的某個時間對象進行關聯。例如，第一鍋爐實時數據模型關聯的空間是鍋爐空間模型，關聯的時間是班的時間模型。第一鍋爐空間模型會實例化出鍋爐1，鍋爐2，鍋爐3三個空間對象。鍋爐1，鍋爐2，鍋爐3是憑藉自然語言自定義的空間對象名稱。班時間模型會實例化出早班、中班、晚班三個時間對象。早班、中班、晚班是憑藉自然語言自定義的時間對象名稱。鍋爐實時數據模型實例化出鍋爐實時數據對象1。鍋爐實時數據對象1的關聯空間對象是鍋爐1，關聯時間對象是早班、中班、晚班，即時間模型默認對應的是班模型。因為鍋爐1是實時對象，在計算機存儲配置的時候只能選擇實時資料庫空間。同理實現對歷史資料庫和計劃資料庫的建模及關聯過程。

其中，建模過程中時間模型的建立，例如班模型的建立即是完成每個班所處的時間段的定義，例如早班時間設定為早上六點至下午三點。空間模型的建立，例如廠模型及鍋爐模型的建立，即是對廠模型和鍋爐模型的空間形狀、空間範圍和空間位置的描述。同時定義廠模型為鍋爐模型的父模型。建立數據模型，數據模型包括實時數據模型、歷史數據模型和計劃數據模型。建立數據模型的時候，需要先設定模型類別。運行後，通過模型類型來確定數據對象的存儲位置：實時資料庫、歷史資料庫、計劃資料庫。同理，查詢的時候也是靠數據模型類別類型來判斷是去時空資料庫中的哪個庫查找數據。系統運行後，實時數據對象將採集的值存放到實時資料庫，那麼在實際產生數據的時候就會記錄下例如包含時間信息為2016年10月21日早班的信息。早班信息包含空間信息為鍋爐1對應的鍋爐模型的空間形狀、空間範圍和空間位置信息，包含數據模型對應著為鍋爐的模型類別信息，以及鍋爐的其它屬性信息。例如鍋爐1的顏色、溫度、腔內壓強等狀態信息。

同時，用戶可基於時間信息、空間信息和模型類別信息實現對某個時刻某個鍋爐的狀態檢索。

檢索數據對象的實時數據。系統根據數據對象的實時數據模型確定實時資料庫。在確定資料庫後，依據用戶輸入的時間和/或鍋爐名稱選擇實時資料庫中與數據對象相關的至少一個版本的鍋爐模型。在確定鍋爐模型的版本後，選擇鍋爐模型實例化後的空間對象鍋爐1，鍋爐2，鍋爐3中的一個或多個。打開鍋爐1的數據對象就可以查看鍋爐1的實時數據，從而了解鍋爐1的實時運行狀態。

查看鍋爐1的歷史運行狀態和計劃運行狀態的方法與查看鍋爐1的實時運行狀態的方法相同。查看其它鍋爐狀態的方法與查看鍋爐1的運行狀態的方法相同。

需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，本領域技術人員可以在本發明公開內容的啟發下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬於本發明的公開範圍並落入本發明的保護範圍之內。本領域技術人員應該明白，本發明說明書和說明書附圖為說明性而並非構成對權利要求的限制。本發明的保護範圍由權利要求及其等同物限定。