[發(fā)明專利]一種基于BIM和3DGIS技術(shù)系實(shí)現(xiàn)隧道數(shù)字展現(xiàn)方法和系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112347548A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全良臣;朱可;劉利平;李波;劉魁;沈志凌;凌力;劉濤;王玉;鄒海平;李華
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G01D21/02
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 吳靜

一種基于BIM和3DGIS技術(shù)系實(shí)現(xiàn)隧道數(shù)字展現(xiàn)方法，包括：通過相應(yīng)傳感器，對隧道監(jiān)控與管理設(shè)備的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和采集；運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對采集到的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和處理，構(gòu)建基于隧道運(yùn)維數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)中心體系；利用大數(shù)據(jù)中心體系中監(jiān)控與管理設(shè)備的靜態(tài)數(shù)據(jù)來構(gòu)建基本的BIM模型庫；構(gòu)建宏觀的BIM隧道模型，并將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以BIM規(guī)范進(jìn)行封裝或自動轉(zhuǎn)換，生成隧道BIM數(shù)字展現(xiàn)模型；利用3DGIS技術(shù)載入隧道整體模型，根據(jù)坐標(biāo)定位隧道宏觀的位置信息，再結(jié)合BIM模型庫與隧道的相對位置信息，實(shí)現(xiàn)隧道各實(shí)體設(shè)備及狀態(tài)在三維場景中的數(shù)字孿生。本發(fā)明有效提升隧道設(shè)施運(yùn)營可靠性和應(yīng)急處理能力，保障隧道的運(yùn)營安全，提升養(yǎng)護(hù)單位整體管理水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是公路隧道展示領(lǐng)域,特別涉及一種基于BIM和3DGIS技術(shù)系實(shí)現(xiàn)隧道數(shù)字展現(xiàn)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，我國公路、鐵路隧道總長約2萬公里，各類水下隧道總長超過1萬公里。如果加上在建和納入規(guī)劃的，中國隧道總里程可繞地球赤道一周有余，規(guī)模和建設(shè)速度均居世界第一。隧道正逐漸從大規(guī)模的建設(shè)到大規(guī)模的運(yùn)營管理方向轉(zhuǎn)變，這對我國隧道運(yùn)維管理提出了新的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的隧道運(yùn)維管理系統(tǒng)以隧道監(jiān)控為核心，主體功能定位在交通和重要設(shè)備的基礎(chǔ)實(shí)時信息采集。目前隧道運(yùn)維類系統(tǒng)以實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)為主，數(shù)據(jù)較為割裂，缺乏有效的分析手段。

同時隧道的建設(shè)與運(yùn)維由不同職能的單位分開管理，所有方對隧道的實(shí)時運(yùn)營情況獲取較為困難或相對滯后。此外，對于傳統(tǒng)的運(yùn)維管理模式，難以確定事故及設(shè)施設(shè)備的具體位置，得到報(bào)警系統(tǒng)的信號后需人工檢查確定故障或事故位置，從而做出相應(yīng)措施，導(dǎo)致事故應(yīng)急處理時間延遲，增加運(yùn)營風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種基于BIM和3DGIS技術(shù)系實(shí)現(xiàn)隧道數(shù)字展現(xiàn)方法和系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本申請實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種基于BIM和3DGIS技術(shù)系實(shí)現(xiàn)隧道數(shù)字展現(xiàn)方法，包括：

S100.通過相應(yīng)傳感器，對隧道監(jiān)控與管理設(shè)備的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和采集；

S200.運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對采集到的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和處理，構(gòu)建基于隧道運(yùn)維數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)中心體系；

S300.利用大數(shù)據(jù)中心體系中監(jiān)控與管理設(shè)備的靜態(tài)數(shù)據(jù)來構(gòu)建基本的BIM模型庫；利用隧道設(shè)計(jì)及施工階段的二維、三維圖紙數(shù)據(jù)資料，構(gòu)建宏觀的BIM隧道模型，并將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以BIM規(guī)范進(jìn)行封裝或自動轉(zhuǎn)換，生成隧道BIM數(shù)字展現(xiàn)模型；

S400.利用3DGIS技術(shù)載入隧道整體模型，根據(jù)坐標(biāo)定位隧道宏觀的位置信息，再結(jié)合BIM模型庫與隧道的相對位置信息，來實(shí)現(xiàn)隧道各實(shí)體設(shè)備及狀態(tài)在三維場景中的數(shù)字孿生。

進(jìn)一步地，S100中，傳感器具有物聯(lián)網(wǎng)傳輸能力，具有數(shù)據(jù)實(shí)時采集和上傳功能，至少包括：溫濕度傳感器、氣壓傳感器、分貝傳感器、消防感知傳感器、電力監(jiān)控傳感器、信號傳感器。

進(jìn)一步地，S100中，監(jiān)控與管理設(shè)備至少包括：視頻監(jiān)控，通排風(fēng)，給排水，交通燈，交通檢測，交通誘導(dǎo)，公共廣播，照明監(jiān)控，緊急電話，消防報(bào)警，電力監(jiān)控，UPS。

進(jìn)一步地，S200中，大數(shù)據(jù)中心體系存儲的數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)至少包括：字段、表格、屬性、流程。

進(jìn)一步地，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)至少圖片、視頻、非常規(guī)文件。

進(jìn)一步地，S200中，通過構(gòu)建的基于隧道運(yùn)維數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)中心體系，利用監(jiān)測失效征兆和建立累積損傷模型來預(yù)測故障，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控與管理設(shè)備的狀態(tài)修技術(shù)支持。