基于数字孪生的道路铺设成本计算方法及系统与流程

1.本发明涉及道路评估领域，具体而言，涉及一种基于数字孪生的道路铺设成本计算方法及系统。


背景技术：

2.相关技术中，在进行道路成本评估时，需要专业的人员进行复杂冗长的计算，才能提供较为准确的道路成本。但是一条道路在设计时，通常需要设计多条备选方案，而且每条备选方案还可能存在多个版本的修改，对于道路铺设成本有需要人为计算，需要大量的计算和较长的时间周期，这样就导致了道路在规划设计阶段的周期较长，而且人为计算道路铺设成本也难以全面考虑影响因素，其计算效率较低。
3.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种基于数字孪生的道路铺设成本计算方法及系统，以至少解决现有技术中通过人为计算评估道路成本的方式，无法全面考虑，效率较低的技术问题。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于数字孪生的道路铺设成本计算方法，包括：获取地图数据生成原始地形，其中，所述原始地形包括一段道路的起始点和终止点；在所述原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线；获取所述路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图，其中，所述线路图为所述道路长度方向上原始地形的高度变化曲线图；根据所述线路图，确定所述道路的隧道和桥梁部分；根据道路的路线和所述隧道和桥梁部分，确定所述道路的铺设成本。
6.可选的，获取地图数据生成原始地形包括：获取定位装置采集的地图数据，其中，所述地图数据包括经纬度信息以及海拔高度信息；将所述地图数据导入三维建模软件，生成所述原始地形的三维模型；在所述原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线包括：获取道路设计图，根据所述道路设计图选取需要确定的道路段的起始点和终止点，以及道路段的经纬度信息；根据所述道路段的经纬度信息，在所述原始地形上生成从起始点到终止点的道路段的路线轨迹。
7.可选的，获取所述路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图包括：获取所述路线在原始地形上的海拔高度，并进行统计，生成所述线路图；根据所述线路图，确定所述道路的隧道和桥梁部分包括：对所述线路图按照预设高度差进行平滑处理，消除所述线路图中的毛刺曲线；在处理后的线路图中将斜率超过预设斜率阈值的目标路段进行标记；根据所述目标路段的斜率的数值，以及所述目标路段的长度，确定所述目标路段为隧道部分、桥梁部分或者正常部分。
8.可选的，在处理后的线路图中将斜率超过预设斜率阈值的目标路段进行标记包括：在斜率为正时，将斜率超过第一斜率阈值的第一目标路段进行标记；在斜率为负时，将斜率超过第二斜率阈值的第二目标路段进行标记；其中，所述第一斜率阈值为正，第二斜率
阈值为负；根据所述目标路段的斜率的数值，以及所述目标路段的长度，确定所述目标路段为隧道部分、桥梁部分或者正常部分包括：在所述第一目标路段的长度达到第一预设长度的情况下，确定所述第一目标路段为隧道部分；在所述第一目标路段的长度未达到第一预设长度的情况下，确定所述第一目标路段为第一正常部分，其中，所述第一正常部分需要开挖一定高度土方，实现道路铺设的部分；在所述第二目标路段的长度达到第二预设长度的情况下，确定所述第二目标路段为桥梁部分；在所述第二目标路段的长度未达到第二预设长度的情况下，确定所述第二目标路段为第二正常部分，其中，所述第二正常部分需要回填一定高度土方，实现道路铺设的部分。
9.可选的，根据道路的路线和所述隧道和桥梁部分，确定所述道路的铺设成本包括：根据所述道路的隧道部分的长度和隧道设计方案的隧道端面，确定隧道开挖土方量；根据所述第一正常部分和所述道路的正常铺设的其他部分，确定所述道路的普通开挖土方量；根据所述道路的桥梁部分，确定桥梁开挖长度；根据所述第二正常部分，确定所述道路的回填土方量；根据所述隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量，确定所述道路的铺设成本。
10.可选的，根据所述第一正常部分和所述道路的正常铺设的其他部分，确定所述道路的普通开挖土方量包括：根据第一正常部分和所述道路的正常铺设的其他部分，在原始地形上生成道路模型；通过数据建模的方式，确定所述第一正常部分和所述道路的正常铺设的其他部分的普通开挖土方量；根据所述第二正常部分，确定所述道路的回填土方量包括：根据第二正常部分，在原始地形上生成道路模型；通过数据建模的方式，确定所述第二正常部分的回填土方量。
11.可选的，根据所述隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量，确定所述道路的铺设成本包括：根据所述隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量分别对应的第一单位成本，分别确定隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量对应的铺设成本；根据所述隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量分别对应的铺设成本，确定所述道路的总的铺设成本；根据隧道开挖土方量，普通开挖土方量确定总开挖土方量；在所述总开挖土方量小于所述回填土方量的情况下，将所述隧道开挖土方量，普通开挖土方量以第二单位成本计算，确定所述隧道开挖土方量，普通开挖土方量，以及部分回填土方量的铺设成本，其中，所述第二单位成本小于对应的第一单位成本；在所述总开挖土方量大于所述回填土方量的情况下，将所述回填土方量，以第三单位成本计算，确定所述回填土方量，以及部分隧道开挖土方量和普通开挖土方量的铺设成本，其中，所述第三单位成本小于对应的第一单位成本。
12.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种基于数字孪生的道路铺设成本计算系统，包括：获取模块，用于获取地图数据生成原始地形，其中，所述原始地形包括一段道路的起始点和终止点；标记模块，用于在所述原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线；生成模块，用于获取所述路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图，其中，所述线路图为所述道路长度方向上原始地形的高度变化曲线图；第一确定模块，用于根据所述线路图，确定所述道路的隧道和桥梁部分；第二确定模块，用于根据道路的路线和所述隧道和桥梁部分，确定所述道路的铺设成本。
13.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储
介质存储有程序指令，其中，在所述程序指令运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行上述中任意一项所述的方法。
14.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的方法。
15.在本发明实施例中，采用获取地图数据生成原始地形，其中，原始地形包括一段道路的起始点和终止点；在原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线；获取路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图，其中，线路图为道路长度方向上原始地形的高度变化曲线图；根据线路图，确定道路的隧道和桥梁部分；根据道路的路线和隧道和桥梁部分，确定道路的铺设成本的方式，达到了根据原始地形的三维模型对道路的高度变化曲线进行确定，从而根据高度曲线确定道路的桥梁和隧道部分，进而根据不同的部分确定道路的铺设成本的目的，从而实现了提高道路铺设成本确定的效率的技术效果，进而解决了现有技术中通过人为计算评估道路成本的方式，无法全面考虑，效率较低的技术问题。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是根据本发明实施例的一种基于数字孪生的道路铺设成本计算方法的流程图；图2是根据本发明实施例的一种基于数字孪生的道路铺设成本计算系统的示意图。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
18.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
19.根据本发明实施例，提供了一种基于数字孪生的道路铺设成本计算方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
20.图1是根据本发明实施例的一种基于数字孪生的道路铺设成本计算方法的流程
图，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤s101，获取地图数据生成原始地形，其中，原始地形包括一段道路的起始点和终止点；步骤s102，在原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线；步骤s103，获取路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图，其中，线路图为道路长度方向上原始地形的高度变化曲线图；步骤s104，根据线路图，确定道路的隧道和桥梁部分；步骤s105，根据道路的路线和隧道和桥梁部分，确定道路的铺设成本。
21.通过上述步骤，采用获取地图数据生成原始地形，其中，原始地形包括一段道路的起始点和终止点；在原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线；获取路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图，其中，线路图为道路长度方向上原始地形的高度变化曲线图；根据线路图，确定道路的隧道和桥梁部分；根据道路的路线和隧道和桥梁部分，确定道路的铺设成本的方式，达到了根据原始地形的三维模型对道路的高度变化曲线进行确定，从而根据高度曲线确定道路的桥梁和隧道部分，进而根据不同的部分确定道路的铺设成本的目的，从而实现了提高道路铺设成本确定的效率的技术效果，进而解决了现有技术中通过人为计算评估道路成本的方式，无法全面考虑，效率较低的技术问题。
22.上述原始地形可以通过全球定位系统采集，例如北斗定位系统，具有精度高，使用方便的效果。上述地图数据也即是上述全球定位系统根据采集的地形数据生成的地图。上述道路的起始点和终止点要被包括在上述原始地形中，从而对道路的高度进行分析。上述道路可以十一整条道路中的一个道路段，方便分析。
23.在原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线，可以先获取道路的设计文件，道路设计文件由设计方提供，包括道路的多条备选方案，或者一个方案的具体线路图。
24.具体的，原始地形的三维模型；在原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线包括：获取道路设计图，根据道路设计图选取需要确定的道路段的起始点和终止点，以及道路段的经纬度信息；根据道路段的经纬度信息，在原始地形上生成从起始点到终止点的道路段的路线轨迹。
25.根据上述原始地形的地图数据以及上述原始地形上的路线，可以确定道路沿着道路长度的高度曲线。上述高度曲线变化图的横坐标为道路长度，也即是道路距离起始点或者终止点的距离。纵坐标为该点道路的原始地形的海拔高度。
26.具体的，获取路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图包括：获取路线在原始地形上的海拔高度，并进行统计，生成线路图；根据线路图，根据该线路图，以及相关的道路设计标准，可以确定道路的最大斜率，在超过该斜率的情况下，车辆无法行驶，道路不合格。通过标记超过最大斜率的部分，结合原始地形确定需要开隧道或者架设桥梁。
27.确定道路的隧道和桥梁部分时：对线路图按照预设高度差进行平滑处理，消除线路图中的毛刺曲线，从而消除一些不平坦的地形对判别结果的影响，一高桥梁和隧道部分判定的准确率。
28.然后在处理后的线路图中将斜率超过预设斜率阈值的目标路段进行标记；根据目标路段的斜率的数值，以及目标路段的长度，确定目标路段为隧道部分、桥梁部分或者正常
部分。
29.对于隧道和桥梁部分道路的铺设成本明显区别于普通路段。因此，考虑隧道和桥梁的铺设成本，集合其他部分的道路的普通铺设成本确定最终的铺设成本。相比于人为计算评估道路方式，需要先人为确定实际的道路情况，然后根据实际的道路计算成本，容易出错，且效率较低，本实施例的方式更加高效和准确。
30.可选的，在处理后的线路图中将斜率超过预设斜率阈值的目标路段进行标记包括：在斜率为正时，将斜率超过第一斜率阈值的第一目标路段进行标记；在斜率为负时，将斜率超过第二斜率阈值的第二目标路段进行标记；其中，第一斜率阈值为正，第二斜率阈值为负。需要说明的是，在沿着道路方向，地形较高导致斜率超过预设斜率阈值，认定斜率为正，在沿着道路方向，地形较低导致斜率超过预设斜率阈值，认定斜率为负。在另一些实施例中，斜率正负代表的意义也可以与上述相反，具体可以根据实际实施的需求进行设定。此处这样设定可以对桥梁部分和隧道部分进行有效区别，便于后续区分处理。
31.根据目标路段的斜率的数值，以及目标路段的长度，确定目标路段为隧道部分、桥梁部分或者正常部分包括：在第一目标路段的长度达到第一预设长度的情况下，确定第一目标路段为隧道部分，说明原始地形相对于道路铺设不仅高度高，而且高度高的距离很长，适合隧道部分；在第一目标路段的长度未达到第一预设长度的情况下，确定第一目标路段为第一正常部分，其中，第一正常部分需要开挖一定高度土方，实现道路铺设的部分，说明原始地形虽然相对于道路铺设较高，但是距离不长可以通过明挖的方式，节省道路铺设成本，道路明挖的成本远小于隧道铺设的成本；在第二目标路段的长度达到第二预设长度的情况下，确定第二目标路段为桥梁部分，说明原始地形相对于道路铺设不仅高度低，而且高度低的距离很长，适合架设桥梁部分；在第二目标路段的长度未达到第二预设长度的情况下，确定第二目标路段为第二正常部分，其中，第二正常部分需要回填一定高度土方，实现道路铺设的部分，说明原始地形虽然相对于道路铺设较低，但是距离不长可以通过回填土方的方式，节省道路铺设成本，回填土方的成本远小于桥梁架设的成本。
32.可选的，根据道路的路线和隧道和桥梁部分，确定道路的铺设成本包括：根据道路的隧道部分的长度和隧道设计方案的隧道端面，确定隧道开挖土方量；根据第一正常部分和道路的正常铺设的其他部分，确定道路的普通开挖土方量；根据道路的桥梁部分，确定桥梁开挖长度；根据第二正常部分，确定道路的回填土方量；根据隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量，确定道路的铺设成本。
33.不同的道路段其对应的成本不同，具体还可以参考原始地形的地质条件，岩石地质的道路铺设成本低于沙土地质的道路铺设成本，但是岩石地质的开挖成本高于沙土地质的开挖成本。
34.可选的，根据第一正常部分和道路的正常铺设的其他部分，确定道路的普通开挖土方量包括：根据第一正常部分和道路的正常铺设的其他部分，在原始地形上生成道路模型；通过数据建模的方式，确定第一正常部分和道路的正常铺设的其他部分的普通开挖土方量；根据第二正常部分，确定道路的回填土方量包括：根据第二正常部分，在原始地形上生成道路模型；通过数据建模的方式，确定第二正常部分的回填土方量。
35.在确定开挖土方量或者回填土方量可以通过关键数据，例如高度，深度，长度等，进行数据建模，估算出大概的土方量，从而确定不同路段对应的铺设成本。需要说明的是需
要回填土方或者卡挖土方的路段，不仅要考虑回填土方或者开挖土方的土方量，还需要考虑道路的铺设成本。
36.可选的，根据隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量，确定道路的铺设成本包括：根据隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量分别对应的第一单位成本，分别确定隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量对应的铺设成本；根据隧道开挖土方量，普通开挖土方量，桥梁开挖长度和回填土方量分别对应的铺设成本，确定道路的总的铺设成本。
37.由于开挖的土方可以应用于需要土方回填的路段，以节省成本，可以根据隧道开挖土方量，普通开挖土方量确定总开挖土方量；在总开挖土方量小于回填土方量的情况下，说明开挖的土方量不足满足所有的回填需求的路段，但是所有的开挖土方都可以用完，可以节省开挖土方的处理成本，则将隧道开挖土方量，普通开挖土方量以第二单位成本计算，确定隧道开挖土方量，普通开挖土方量，以及部分回填土方量的铺设成本，其中，第二单位成本小于对应的第一单位成本。上述部分回填土方量也即是相当于上述总开挖土方量，其不需要考虑回填土方来源，可以一定程度上节省成本。
38.在总开挖土方量大于回填土方量的情况下，说明回填土方路段的需求，不足以支撑总的开挖土方量，剩余的开挖土方需要进行处理，但是回填土方的土方来源完全不同考虑，则将回填土方量，以第三单位成本计算，也即是不需要土方来源的成本，确定回填土方量，以及部分隧道开挖土方量和普通开挖土方量的铺设成本，其中，第三单位成本小于对应的第一单位成本。上述部分隧道开挖土方量和普通开挖土方量，也即是相当于回填土方量，其不需要考虑开挖土方的处理，可以一定程度上节省成本。
39.图2是根据本发明实施例的一种基于数字孪生的道路铺设成本计算系统的示意图，如图2所示，根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种基于数字孪生的道路铺设成本计算系统，包括：获取模块21，标记模块22，生成模块23，第一确定模块24和第二确定模块25，下面对该系统进行详细说明。
40.获取模块21，用于获取地图数据生成原始地形，其中，原始地形包括一段道路的起始点和终止点；标记模块22，与上述获取模块21相连，用于在原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线；生成模块23，与上述标记模块22相连，用于获取路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图，其中，线路图为道路长度方向上原始地形的高度变化曲线图；第一确定模块24，与上述生成模块23相连，用于根据线路图，确定道路的隧道和桥梁部分；第二确定模块25，与上述第一确定模块24相连，用于根据道路的路线和隧道和桥梁部分，确定道路的铺设成本。
41.通过上述系统，采用获取地图数据生成原始地形，其中，原始地形包括一段道路的起始点和终止点；在原始地形上标记道路从起始点到终止点的路线；获取路线在原始地形上的高度数据，生成道路的线路图，其中，线路图为道路长度方向上原始地形的高度变化曲线图；根据线路图，确定道路的隧道和桥梁部分；根据道路的路线和隧道和桥梁部分，确定道路的铺设成本的方式，达到了根据原始地形的三维模型对道路的高度变化曲线进行确定，从而根据高度曲线确定道路的桥梁和隧道部分，进而根据不同的部分确定道路的铺设成本的目的，从而实现了提高道路铺设成本确定的效率的技术效果，进而解决了现有技术中通过人为计算评估道路成本的方式，无法全面考虑，效率较低的技术问题。
42.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有程序指令，其中，在程序指令运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述中任意一项的方法。
43.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的方法。
44.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
45.在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
46.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
47.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
48.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
49.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器（rom，read
‑
only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
50.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。