[發明專利]公路隧道輕量化三維模型快速構建方法

在審

• 申請號: 202110874812.9
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113554756A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 王亞楠;付立家;何力;馬曉剛;毛渝茸;于香玉;楊桪;高旭;徐少林;袁曉燕
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司;重慶滬渝高速公路有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06T15/00
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 劉立烈

本發明公開了一種公路隧道輕量化三維模型快速構建方法，包括：首先，從公路隧道的二維平面圖提取土建結構數據、機電設備的幾何尺寸數據，以及表示機電設備在隧道內的安裝位置的位置數據。并根據土建結構數據對公路隧道進行分段，然后，根據相應的土建結構數據構建各個區段隧道的三維模型，并通過幾何尺寸數據構建機電設備的設備模型。之后，通過銜接點坐標將各區段的三維模型銜接組成公路隧道的隧道模型。并將設備模型裝配到公路隧道的隧道模型中，得到公路隧道的輕量化三維模型。該方法可以把隧道各類模型單獨封裝，形成完整的隧道模型組件庫，使用時可直接利用組件庫中模型，根據不同需求快速構建不同的隧道場景，而無需擔憂運行場景的兼容性。

技術領域

本發明涉及用于計算機制圖的3D建模技術領域，具體涉及一種公路隧道輕量化三維模型快速構建方法。

背景技術

隨著我國公路隧道運營里程的急劇增加，隧道運營安全管控及養護問題也逐漸突出，面對日益繁重且復雜多變的管控及養護工作，探索研發科學、有效的直觀的公路隧道管養技術手段與方法，已成為公路隧道安全運營工作的當務之急。

三維建模技術應用到公路隧道安全運營工作中，做到可視化運維，可以直觀地顯示隧道運行情況，輔助監控中心更好地做出管養決策，提高工作效率。在公路隧道管養工作中，現有隧道BIM三維模型參數過于精細，文件太大，受瀏覽器緩存限制，經常出現卡頓甚至崩潰現象。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提出一種公路隧道輕量化三維模型快速構建方法，可以快速構建多場景的公路隧道輕量化三維模型，滿足隧道全要素模型滿足輕量化需求。

具體技術方案如下：

第一方面，提供了一種公路隧道輕量化三維模型快速構建方法，包括：

根據公路隧道的土建結構數據將隧道劃分為多個區段隧道，并確定每個區段隧道的土建結構數據和銜接點坐標；

通過相應的土建結構數據構建各個區段隧道的三維模型；

根據銜接點坐標銜接各個區段隧道的三維模型得到的隧道模型；

通過相應的結構數據構建公路隧道內機電設備的設備模型；

根據機電設備的位置數據裝配所述隧道模型和設備模型，得到公路隧道的輕量化三維模型。

結合第一方面，在第一方面的第一種可實現方式中，所述土建結構數據包括襯砌類型，根據襯砌類型將所述隧道劃分為多個區段隧道。

結合第一方面，在第一方面的第二種可實現方式中，構建各個區段隧道的三維模型包括：

在區段隧道的首尾銜接處分別創建與路線垂直的三維坐標系；

基于三維坐標系，根據土建結構數據構建區段隧道的結構輪廓；

根據相應的結構輪廓和路線構建區段隧道的三維模型。

結合第一方面，在第一方面的第三種可實現方式中，所述根據銜接點坐標銜接各個區段隧道的三維模型包括：

基于相應的三維模型創建各個區段隧道的實心三維模型；

根據銜接點坐標對各個區段隧道的實心三維模型進行布爾差集運算，得到相應的銜接三維模型；

將各個區段隧道對應的銜接三維模型銜接起來得到隧道模型。

結合第一方面，在第一方面的第四種可實現方式中，所述銜接點坐標包括主洞與主洞之間、主洞與車行橫洞之間、主洞與人行橫洞之間、主洞與緊急停車帶之間、隧道交叉口之間的銜接點的位置坐標。

結合第一方面，在第一方面的第五種可實現方式中，所述根據機電設備的位置數據裝配所述隧道模型和設備模型，包括：