[發明專利]一種道路精細化設計方法

在審

• 申請號: 202010304447.3
• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN111428306A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 周舒;惠迎新;胡義新;陳成;徐小林;別亞威;周躍亮;馮小馬
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06T17/05
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 彭永念

本發明提供了一種道路精細化設計方法，在道路上方高空通過無人機飛行平臺上搭載多臺數碼相機對道路進行厘米級三維實景模型生成，然后將數字地形模型提取并導入到BIM設計平臺進行地形直觀分析、平縱幾何分析、道路路基路面設計以及方案比選，提高了設計精準度，減少外業勘測工作，還具有智能化、高靈活、可視化的優勢，現場環境實景模擬，確保設計方案的安全性；減少人力工作強度的同時，勘測效率和精度提高；定量進行方案比選，降低了工程造價；為便道線路決策提供三維可視化服務，精確模擬，避免亂挖、亂填、亂修筑、破壞環境等無序現象，綠色、節能、環保；可用于道路設計，又可用于施工過程監測，工程量變化的精確計算、安全隱患排查等方面。

技術領域

本發明涉及土木工程施工領域，尤其是涉及一種道路精細化設計方法。

背景技術

道路工程項目不同于工點式的單體建筑工程，一般呈帶狀分布，與沿線地質、水文、地形等密切相關。對于地形和地貌特征等測量資料而言，其本身就是三維的。常規的二維設計流程中是把這些三維轉化為平面點、等高線等二維的圖形來存儲表示，這就會導致信息表述、傳達的不準確。尤其是目前國內外對于施工便道的修建極為隨意，且沒有相關的設計施工規范，亂挖、亂填、亂修筑、破壞環境等現象普遍，導致施工便道在安全性、環保及成本控制等方面存在嚴重不足。與此同時，傳統便道規劃采用現場選線選點方式，對于人力物力消耗較大，成本難以控制，同時在整個測區的全局控制方面顯得比較被動。此外，復雜地形地區短距離內標高相差很大、坡陡流急、地勢錯綜復雜，給工程施工造成交通不便、場地受限、施工環境危險源較多等困難，而國內外施工便道的設計粗放隨意，未對復雜地形區域采取精細化設計，存在返工、破壞環境、安全風險大及工程量計算不準等諸多問題。

另一方面，隨著經濟社會快速發展，新一代信息技術與交通運輸深度融合發展的趨勢日益明顯，BIM技術也是交通運輸部在公路水運工程中大力推廣的技術，可有效提升交通運輸數字化、網絡化、智能化水平，BIM技術對復雜地形施工便道的規劃、設計進行研究具有重要意義和工程價值。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種道路精細化設計方法，解決背景技術中的不足，降低工程造價、安全風險和環境污染，提供工作效率。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種道路精細化設計方法，在道路上方高空通過無人機飛行平臺上搭載多臺數碼相機對道路進行厘米級三維實景模型生成，然后將數字地形模型提取并導入到BIM設計平臺進行地形直觀分析、平縱幾何分析、道路路基路面設計以及方案比選。

優選方案中，厘米級三維實景模型生成的方法為：

S1、在無人機飛行平臺上搭載多臺數碼相機；

S2、操控無人機飛行平臺在道路上空同時從垂直和傾斜多個不同的角度采集高分辨率影像；

S3、結合無人機飛行平臺搭載的GPS/IMU系統獲取POS數據和像控點數據，經軟件處理數字表面模型、數字正射影像和三維模型。

優選方案中，數字地形模型提取并導入到BIM設計平臺進行地形直觀分析的方法為：

A1、采用從傾斜攝影對地形建模的表面的點數據計算出的一組二維三角形方式提取成數字地形模型；

A2、將數字地形模型導入BIM路線設計軟件CNCCBIM OpenRoads中；

A3、對地形模型進行編輯并讀取各種點云數據和多種存儲地形數據文件；

A4、對道路地形原始數據進行檢查和修正處理；

A5、根據傾斜攝影地形實景文件，對道路地形進行剪切和融合；

A6、在BIM設計平臺中對地形在各種視角下進行觀察，并對地形進行多種分析。

優選方案中，平縱幾何分析的方法為：