科技：基于 HTML5 WebGL 的水泥工廠數據可視化系統

言

如今的制造行業，基于數據進行生產策略制定與管理已經成為一種趨勢，特別是 工業4.0 的浪潮下，數據戰略已經成為很多制造企業的優先戰略，而數據可視化以更直觀的方式，幫助指導決策，成為數據分析傳遞信息的重要工具。通過數據可視化系統助力實現數據驅動的工業世界，為 工業4.0 提供更加靈活、敏捷、高效、個性化的數據支撐。

今天就給大家帶來一個采用 Hightopo 的 HT for Web 產品實現了一個水泥工廠可視化系統。

系統預覽

系統實現

本案例共有七個系統：

數據概況 -- 展示全廠年月時間單位的各項數據概況
窯系統運行 -- 用窯工藝流程動畫展示窯系統實時運行狀態
系統運行情況 -- 用動畫流程圖展示整個系統運行情況
生料質量控制 -- 用圖表和流程圖展示各種生料的配比情況
材料質量控制 -- 用動畫流程圖展示各種材料的配比情況
煤粉質量控制 -- 用圖表和流程圖對煤粉質量進行監控
智能物流 -- 通過 3D 場景實時監控進出廠車輛，和各項原料運輸情

子系統頁面切換

切換不同的系統時，左側菜單和頂部標題是不需要切換的，所以我們把需要切換的內容部分別放在不同的 Block 中，Block 類型，本身不繪制任何內容，用于作為其它節點的父節點，可以與子節點同步大小，當它隱藏或顯示時，所有的節點都會跟著隱藏或顯示。所以當我們切換子系統時只需要控制對應的 Block 顯示隱藏，而不需要去加載切換多張圖紙。

流向地圖

在數據概況頁面中，流向地圖展示年度水泥向各地區的銷售情況，這里我們用 Shape 類型繪制線段來連接源地和匯地，用流動效果表示銷售關系。流動效果只需引入 HT 的 ht-flow.js 插件，即可通過簡單的屬性設置實現，代碼如下：

// 獲取線段的父節點
this.flowParent = dm.getDataByTag('saleFlowParent');
// 遍歷得到所有線段
this.flowParent.eachChild(child => {
    // 開啟流動，設置流動樣式
    child.s({
        // 開啟流動
        'flow': true,
        // 設置流動組中最大元素的尺寸
        'flow.element.max': 4,
        // 設置流動組中的元素的漸變陰影中心顏色
        'flow.element.shadow.begincolor': '#49e5fe',
        // 設置流動組中的最大元素的漸變陰影尺寸
        'flow.element.shadow.max': 16,
        // 設置流動組中的元素的漸變陰影邊緣顏色
        'flow.element.shadow.endcolor': 'rgba(73, 229, 254, 0)',
    });
});

窯內系統動畫

在窯系統運行頁面中，窯工藝流程動畫很直觀的展示了窯系統實時運行狀態。畫面中火焰、水和材料在傳送帶上運輸的動畫效果，為了在性能較差的設備上也能流暢運行，我通過切換不同矢量圖形的方式實現。這里用到了 HT 矢量中狀態機制，先繪制多個不同的矢量組件，每個組件都可以定義狀態來決定自己在哪個狀態下顯示，只要通過 data.s('state') 修改節點狀態就可以實現如下效果：

使用一個定時器，不斷地改變節點的狀態值，相關代碼如下：

this._stateTimer = setInterval(() => {
    stateNodes.forEach(node => {
        this.stateAnimation(node);
    });
}, 180);
//切換狀態
stateAnimation(node) {
    let stateIndex = (node.a('stateIndex') || 0) % stateEnum.length,
        state = stateEnum[stateIndex].value;
    node.s('state', state);
    node.a('stateIndex', ++stateIndex);
}

流程圖動畫

流程圖中流動線同樣是使用 ht-flow.js 插件實現。由于圖紙上的線段比較多，我把不同的線段分組放在不同的 Block 下,遍歷其子節點設置樣式，代碼如下：

//設置節點透明度setNodeOpacity (data, value = 0.5) {    if (data instanceof ht.Block) {        data.eachChild(child => {            this.setNodeOpacity(child, value);        });    }    else {        data.s('opacity', value);    }}

為了使動畫看起來更順暢，我給一些節點加上透明度動畫，設置節點透明度的代碼如下：

//設置節點透明度
setNodeOpacity (data, value = 0.5) {
    if (data instanceof ht.Block) {
        data.eachChild(child => {
            this.setNodeOpacity(child, value);
        });
    }
    else {
        data.s('opacity', value);
    }
}

接下來只需要按次序執行動畫：

//開始流程圖動畫
start() {
    let {eo, eoInput, eoLine1, eoKind, eoCalu} = this;
    //工況輸入透明度動畫
    this.gv.enableFlow(30);
    this.setNodeOpacity(eo);
    this.setNodeFlow(eo, false);
    (new Promise((resolve, reject) => {
        this.animtion = startAnim({
            frames: 16,
            interval: 5,
            finishFunc: () => {resolve()},
            action: (v, t) => {
                this.setNodeOpacity(eoInput, 0.5 + 0.5 * v);
            }
        });
    })).then(() => {
        //連線連線透明動畫，流動
        return new Promise((resolve, reject) => {
            this.animtion = startAnim({
                frames: 12,
                interval: 10,
                finishFunc: () => {
                    this.setNodeFlow(eoLine1, true);
                    this.timer = setTimeout(() => {resolve()}, 1500);
                },
                action: (v, t) => {
                    this.setNodeOpacity(eoLine1, 0.5 + 0.5 * v);
                }
            });
        })
    }).then(() => {
        //軟計算透明動畫
        return new Promise(resolve => {
            this.animtion = startAnim({
                frames: 16,
                interval: 5,
                finishFunc: () => {resolve()},
                action: (v, t) => {
                    this.setNodeOpacity(eoKind, 0.5 + 0.5 * v);
                    this.setNodeOpacity(eoCalu, 0.5 + 0.5 * v);
                }
            });
        });
    }).then(() => {
        //軟計算透明虛線流動
        return new Promise(resolve => {
            this.setNodeDashFlow(eoKind, true);
            this.setNodeDashFlow(eoCalu, true);
            this.timer = setTimeout(() => {
                this.setNodeDashFlow(eoKind, false);
                this.setNodeDashFlow(eoCalu, false);
                resolve();
            }, 3000);
        });
    }).then(() => {
        ......
    })
}

智能物流

前面六個子系統均為 2D 界面，而智能物流頁面則是嵌入了一個 3D 場景。實現方式是通過定義 HT 矢量 JSON 的 renderHTML 函數屬性，可實現在 GraphView 拓撲圖上，嵌入任意第三方 HTML DOM 元素。不過這里也要注意一點，HT 的圖紙是 Canvas 實現的，renderHTML 的 DOM 元素一定在 Canvas 之上，使用 renderHTML 的 DOM 與常規 Canvas 上繪制的圖元不可能有層級控制可能性。下面展示一下 renderHTML 函數屬性里的代碼：

renderHTML : function (data, gv, cache) {
    // 避免重復創建g3d
    if (!cache.g3d) {
        // 創建 3D 視圖組件
        var g3d = cache.g3d = new ht.graph3d.Graph3dView();
        // 布局函數，根據圖元的位置信息擺放HTML元素
        g3d.layoutHTML = function () {
            gv.layoutHTML(data, g3d, true);
        };
        // 阻止事件冒泡
        g3d.getView().addEventListener('mousedown', function (event) {
            event.stopPropagation();
        });
        g3d.getView().addEventListener('touchstart', function (event) {
            event.stopPropagation();
        });
    }
    // 獲取圖元自定義屬性sceneURL的值
    var sceneURL = data.a('sceneURL');
    // 獲取圖元自定義屬性onPostDeserialize的值
    var onPostDeserialize = data.a('onPostDeserialize');
    // 當圖元自定義屬性sceneURL改變時，清除舊dataModel，反序列化新的sceneURL
    if (cache.g3d.sceneURL !== sceneURL) {
        cache.g3d.dm().clear();
        cache.g3d.sceneURL = sceneURL;
        if (sceneURL) {
            cache.g3d.deserialize(sceneURL, function (json, dm, g3d, datas) {
                // 在反序列化后的回調函數中，執行onPostDeserialize函數
                onPostDeserialize && onPostDeserialize(json, dm, g3d, datas);
            });
        }
    }
    return cache.g3d;
}

3D場景嵌入后，接下來實現水泥廠內的車輛動畫。根據后臺傳來車輛進入工廠的數據，我們創建運載不同原料的車輛模型，讓它們沿著不同的路徑抵達對應的廠房。同樣是用 Shape 類型事先繪制好路徑，根據 Shape 的 Points 和 Segments 信息，實現車輛沿著路徑行駛動畫。相關代碼如下：

carAnimation(car, path, duration) {
    // 車輛行駛動畫
    ht.Default.startAnim({
        duration: duration,
        easing: Easing.easeNone,
        action: function (v, t) {
            // 設置偏移量
            let offset = Math.floor(v * 100);
            // 根據偏移量得到在路徑上的點坐標
            let position = ht.Default.getPercentPositionOnPoints(path.getPoints(), path.getSegments(), offset);
            // 根據偏移量得到在路徑上的點于路徑切線角度
            let angle = ht.Default.getPercentAngle(path.getPoints(), path.getSegments(), offset);
            // 設置車輛位置坐標及旋轉角度
            car.setX(position.x);
            car.setY(position.y);
            car.setRotationY(Math.PI / 2 - angle);
        },
    });
}

總結

工業互聯網是工業發展的必經之路，我們國家是一個工業大國，正處在工業轉型升級的關鍵時刻，面臨著人工成本上升、原材料價格波動、貿易競爭日益加劇等問題，迫切需要提高效率、降低生產成本。只有堅定不移地推動工業互聯網落地，加快更多企業的數字化轉型和智能化改造，才有能讓在全球化競爭中立于不敗之地。可視化作為智能化數字化的最后一環，讓復雜抽象的數據變得真正可知可感，幫助決策者發現規律，洞悉未來，為企業提速增效。

2019 我們也更新了數百個工業互聯網 2D/3D 可視化案例集，在這里你能發現許多新奇的實例，也能發掘出不一樣的工業互聯網：《分享數百個 HT 工業互聯網 2D 3D 可視化應用案例》，更多行業應用實例可以點擊“了解更多” 。

者：劉萍萍（國家高級營養師，高級健康管理師）

在有些人看來，水不能反復燒，也不能殘留一部分水再燒，因為會導致亞硝酸鹽、鈣、鎂等物質不斷積累，人喝了這樣的水會中毒，甚至致癌。其實，水反復燒還能喝嗎？水壺里殘留一部分水再燒是不是不健康？隔夜的水能喝嗎？

水反復燒還能喝嗎？

有些人認為，水反復燒會導致水中亞硝酸鹽增多，人喝了這樣的水會引發中毒甚至致癌。

飲用水里含有的亞硝酸鹽，一般是由水中原有的硝酸鹽轉化而來的。在飲用水反復燒開后，由于高溫缺氧，部分硝酸鹽轉化為亞硝酸鹽。另外，由于水的蒸發，也會導致亞硝酸鹽濃度增加[1]。

攝入含有低水平亞硝酸鹽的食物可補充人體內的亞硝酸鹽。但如果一次性攝入過多的亞硝酸鹽，則容易引起急性中毒，使血液中具有正常攜氧能力的低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去攜氧能力，造成組織缺氧，稱為高鐵血紅蛋白血癥。

當亞硝酸鹽攝入量達到0.2-0.5克的時候，可導致中毒，超過3克的時候，可致人死亡[2]。

聯合國糧農組織和世界衛生組織聯合食品添加劑專家委員會（JECFA）規定亞硝酸鹽的每日允許攝入量為每公斤體重0-0.2毫克[2]。對于一個體重60公斤的成年人來說，相當于每天亞硝酸鹽的允許攝入量為0-12毫克。

那么，反復燒開的水里有多少亞硝酸鹽呢？

2007年，上海市崇明縣疾病預防控制中心的一篇研究顯示，對于新鮮桶裝礦泉水，隨著反復加熱次數的增多，熱水中的亞硝酸鹽含量逐漸升高，在加熱到52次后，亞硝酸鹽的含量為2.3微克/升[3]。

2010年，衡陽師范學院的一項研究，則把桶裝純凈水反復加熱181次，結果水中亞硝酸鹽的含量在3-4微克/升之間[4]。

不管是加熱52次，還是181次，結果都小于我國包裝飲用水（礦泉水除外）、礦泉水中亞硝酸鹽的最高限量值5微克/升、100微克/升[5]。

更為關鍵的是，如果想要達到0.2克亞硝酸鹽這個急性中毒的劑量，可不是隨便喝幾杯水就能做到的，需要一次性喝好幾萬升水。很顯然，這是不可能的。

如果是自來水加熱呢？

2011年，哈爾濱工業大學則對符合國家標準的自來水進行反復燒開5次的研究，結果并沒有檢測到亞硝酸鹽的存在。即便人為加入一定量的亞硝酸鹽，隨著煮沸次數的增加，亞硝酸鹽的質量也沒有提高[1]。

在我們日常生活中，把飲用水反復加熱幾十上百次的現象并不多見，只要本身是合格的飲用水，大可不必擔心亞硝酸鹽含量超標導致中毒的問題。

記住那句簡單粗暴的話——脫離劑量談毒性都是耍流氓。

至于致癌也是不用擔心的。因為亞硝酸鹽并不是致癌物，在特定條件下生成的“亞硝胺”才是致癌物[6]。

因此，我們一般無需擔心喝幾杯反復燒開的水，會發生亞硝酸鹽中毒，或是致癌的問題。

水壺里殘留一部分水再燒是不是不健康？

有些人疑惑，如果水壺里殘留一部分水再燒是不是不健康？如果是指亞硝酸鹽超標的問題，那是不需要擔心的，因為道理與飲水機里的水反復加熱是一樣的。

如果是說水質變硬，有害物質增加的問題，同樣也不用太擔心。

先說水質變硬的問題。水的硬度主要是水中鈣、鎂等礦物質的作用，如果水中礦物質多，水質就偏硬，反之則偏軟。

如果本身是比較硬的水，含有較多的鈣、鎂，在加熱煮沸后，會生成碳酸鈣等不溶性物質，俗稱水垢，沉淀下來，結果反而是降低水的硬度。

如果本身就是基本不含雜質的純凈水，水壺里殘留一部分水再燒，雖然一定程度上會使里面的鈣、鎂礦物質累積，但最終同樣可以生成水垢沉淀下來。

關鍵是，鈣、鎂這類礦物質本身就不是什么對人體有害的物質，喝較硬的水一定程度上還可以幫助我們補充鎂、鈣等礦物質。有一些研究顯示，硬度較高的水可能對多種心血管疾病具有有益作用[7]。

再說有害物質增加的問題，如果本身就是合格的飲用水，只要不被有害物質污染，那么，有害物質不會無中生有，就算因為是上一次殘留的部分水重新加熱，導致有害物質累積，也不會太多，一方面，是因為一般帶蓋子燒水，蒸發掉的水不多，另一方面，是因為會加新的水進去一起燒。

另外，這個有害的前提是，有害物質總是在一次次加熱中沉淀下來的，那萬一有害物質可以揮發掉呢？反復加熱豈不是在降低有害物質含量？

所以，水壺里殘留一部分水再燒是否不健康這個問題，是不需要太擔心的。

隔夜的水能喝嗎？

隔夜水也是很多人擔心的，擔心細菌污染，擔心亞硝酸鹽增多。

其實，對于燒開的白開水來說，因為經過高溫煮沸，水中大部分細菌已經被殺死了。如果能夠合理存放，不需要擔心細菌滋生的問題。當然，如果沒有密封保存、溫度過高等，則存在這方面的風險。

至于亞硝酸鹽的問題，有研究發現煮沸后放置的隔夜水中亞硝酸鹽含量為1090微克/升[8]，已經超過了我國現行《GB 5749-2006 生活飲用水衛生標準》中規定的亞硝酸鹽限量值1000微克/升[9]。

不過，如前面所說，亞硝酸鹽攝入量至少達到0.2克時才可引起急性中毒，因此，喝一兩杯隔夜水不會那么容易就亞硝酸鹽中毒。

如果是包裝飲用水呢？有研究測定發現5種品牌飲用水，在打開隔夜后都開始檢出亞硝酸鹽，分別為1.5微克/升、1.3微克/升、5.0微克/升、2.1微克/升、1.9微克/升，但結果也都沒有超出我國包裝飲用水（礦泉水除外）、礦泉水中亞硝酸鹽的最高限量值5微克/升、100微克/升[8]。

因此，對于隔夜水，只要能合理存放，如密封保存[10]、保持溫度不過高等，一般來說，是可以放心喝的。當然，煮沸后的水還是不要放太久，盡量不要放置過夜，特別是天氣比較熱的情況下。

參考資料：

[1] 沈倩青，張光明.飲用水反復燒開對水質的影響.環境科學與技術, 2011, 34(5):128-130

[2] 國家食品藥品監督管理總局（CFDA）.關于亞硝酸鹽的科學解讀.2016年08月18日發布.http://www.sda.gov.cn/WS01/CL1679/163400.html

[3] 梁成可，陳華.飲水機反復加熱對桶裝礦泉水中亞硝酸鹽含量的影響.上海預防醫學, 2007, 19(7):343-3446.

[4] 鄒伶俐，張雪姣.桶裝純凈水在使用過程中亞硝酸鹽污染的初步研究

[5] 《食品中污染物限量》（GB 27620 2017）

[6] 香港食物安全中心.食物中的硝酸鹽.http://www.cfs.gov.hk/sc_chi/multimedia/multimedia_pub/multimedia_pub_fsf_25_01.html5.

[7] 馬冠生主譯.世界衛生組織（WHO）飲用水中的營養素.人民衛生出版社.http://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/43403/9787117242295-chi.pdf?sequence=7&ua=1

[8] 鮑若晗.飲用水中亞硝酸鹽的測定與分析.糧食流通技術.2016

[9] 《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）

[10] 王凡 , 韓曦 , 王重芳.某校茶爐飲用水高亞硝酸鹽狀況及產生機理研究.現代預防醫學.2007

圖片來源：圖蟲創意

(來源:春雨醫生)

教程的效果基本上都是用圖層樣式來完成。大致過程：先設定好文字，文字選擇類似液體的字體，然后給文字添加樣式做出水滴質感，再在文字周圍加上一些小水滴即可

完成效果

一，選取“文件/創建”菜單，打開“創建”或Ctrl+N對話框名稱為：液體字體做，寬度：為800像素，高度：為600像素， “分辨率”為72 , “模式”為RGB色彩的文檔，見下圖1

二，在圖層控制面版擊創建圖層按鈕，創建一圖層一，選取工具箱漸變工具（快捷鍵Ｇ），在工具選項欄中設定為線性漸變，之后點按可編輯漸變，彈出漸變編輯器。雙擊見下圖2中的A處，設定顏色RGB分別為25二，25二，232。再雙擊P2中的B處，設定顏色RGB分別為2二十五，2十九，184。繼續按鍵盤Shift不放結合鼠標從上到下拖下，給漸變效果，按鍵盤快捷鍵Ctrl+D取消選區，見下圖2。完成圖見下圖3

三，在工具箱中選取橫排文字工具，在畫面中用鼠標點擊后，出現一鍵入文字光標，在光標后鍵入“pop”，在工具選項欄中設定字體為“CroissantD”，設定字體大小為“238.46點”，設定消除鋸齒為“銳利”，設定字體色彩為白色，單擊新建文字變形，彈出變形文字對話框，設定樣式為：扇形，勾選水平，彎曲為：-10%，水平扭曲為：0%，垂直扭曲為：0%，見下圖4

四，雙點擊pop圖層進入到圖層樣式，分別勾選投影、內陰影、外發光、內發光、斜面與浮雕、色彩疊加、光澤、描邊選項

參數設定及此時效果圖如下

五，在圖層樣板中，選取POP圖層，拷貝一pop圖層拷貝，雙點擊pop圖層進入到圖層樣式，分別勾選投影、內陰影、斜面與浮雕選項。見下圖16

詳細參數設定及此時效果圖如下

六，新建新圖層按鈕，在工具箱中選取橢圓選項框工具，繼續在工作區拉出一橢圓選項框工具外形，設定前景為白色，繼續按鍵盤快捷鍵Alt+Delete填充，并按鍵盤Ctrl+D取消，并雙點擊圖層進入到圖層樣式，分別勾選投影、內陰影、內發光、斜面與浮雕、光澤選項，見下圖21

詳細參數設定見下圖

斷重復拷貝并調節大小和地方，處理完成效果圖

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公眾號：春樹鎮

研究討論：互聯網技術，php開發，網站建議，app開發，html5開發，設計，小說，電影。

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