一种基于BIM和3DGIS技术系实现隧道数字展现方法和系统与流程

一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法和系统
技术领域
[0001]
本发明涉及的是公路隧道展示领域,特别涉及一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法和系统。


背景技术：

[0002]
目前，我国公路、铁路隧道总长约2万公里，各类水下隧道总长超过1万公里。如果加上在建和纳入规划的，中国隧道总里程可绕地球赤道一周有余，规模和建设速度均居世界第一。隧道正逐渐从大规模的建设到大规模的运营管理方向转变，这对我国隧道运维管理提出了新的挑战。
[0003]
传统的隧道运维管理系统以隧道监控为核心，主体功能定位在交通和重要设备的基础实时信息采集。目前隧道运维类系统以实时监控系统为主，数据较为割裂，缺乏有效的分析手段。
[0004]
同时隧道的建设与运维由不同职能的单位分开管理，所有方对隧道的实时运营情况获取较为困难或相对滞后。此外，对于传统的运维管理模式，难以确定事故及设施设备的具体位置，得到报警系统的信号后需人工检查确定故障或事故位置，从而做出相应措施，导致事故应急处理时间延迟，增加运营风险。


技术实现要素：

[0005]
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法和系统。
[0006]
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
[0007]
本发明公开了一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法，包括：
[0008]
s100.通过相应传感器，对隧道监控与管理设备的运维数据进行监控和采集；
[0009]
s200.运用大数据技术对采集到的运维数据进行储存和处理，构建基于隧道运维数据的大数据中心体系；
[0010]
s300.利用大数据中心体系中监控与管理设备的静态数据来构建基本的bim模型库；利用隧道设计及施工阶段的二维、三维图纸数据资料，构建宏观的bim隧道模型，并将基础数据以bim规范进行封装或自动转换，生成隧道bim数字展现模型；
[0011]
s400.利用3dgis技术载入隧道整体模型，根据坐标定位隧道宏观的位置信息，再结合bim模型库与隧道的相对位置信息，来实现隧道各实体设备及状态在三维场景中的数字孪生。
[0012]
进一步地，s100中，传感器具有物联网传输能力，具有数据实时采集和上传功能，至少包括：温湿度传感器、气压传感器、分贝传感器、消防感知传感器、电力监控传感器、信号传感器。
[0013]
进一步地，s100中，监控与管理设备至少包括：视频监控，通排风，给排水，交通灯，交通检测，交通诱导，公共广播，照明监控，紧急电话，消防报警，电力监控，ups。
[0014]
进一步地，s200中，大数据中心体系存储的数据包括结构化数据和非结构化数据。
[0015]
进一步地，结构化数据至少包括：字段、表格、属性、流程。
[0016]
进一步地，非结构化数据至少图片、视频、非常规文件。
[0017]
进一步地，s200中，通过构建的基于隧道运维数据的大数据中心体系，利用监测失效征兆和建立累积损伤模型来预测故障，实现对监控与管理设备的状态修技术支持。
[0018]
进一步地，s300中，设备的设备的静态数据至少包括：设备品牌、型号、外观模型、参数、安装位置、安装时间。
[0019]
进一步地，s400中，利用隧道各实体设备及状态在三维场景中的数字孪生模型，基于隧道监控与管理设备实时的运维数据，实现隧道养护运维的智能化功能。
[0020]
本发明还公开了一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现系统，包括：传感器单元、大数据中心单元、隧道数字孪生单元；其中：
[0021]
传感器单元，用于对隧道监控与管理设备的运维数据进行监控和采集；
[0022]
大数据中心单元，用于对采集到的运维数据进行储存和处理，构建基于隧道运维数据的大数据中心体系；
[0023]
隧道数字孪生单元，用于构建基本的bim模型库；利用隧道设计及施工阶段的二维、三维图纸数据资料，构建宏观的bim隧道模型，并将基础数据以bim规范进行封装或自动转换，生成隧道bim数字展现模型；利用3dgis技术载入隧道整体模型，根据坐标定位隧道宏观的位置信息，再结合bim模型库与隧道的相对位置信息，来实现隧道各实体设备及状在三维场景中的数字孪生。
[0024]
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
[0025]
本发明公开的一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法和系统，针对隧道管养单位的信息化管理现状和核心关切问题，以物联网的技术为基础，构建生产、施工、管理为一体的一种新型智能化环境，实现数字工程、智慧工程、平安工程、质量工程、科学工程的构建；提供可定制的、智能化的综合数据分析应用，为各种决策提供基础的数据支撑，实现科学辅助决策；通过系统各功能的紧密联结实现数据共享、资源共享、信息共享、和信息服务，从而提高生产、施工和管理水平；结合bim等技术，提供隧道的沉浸式空间管理体验。有效提升设施运营可靠性和应急处理能力，保障隧道的运营安全，提升养护单位整体管理水平。
[0026]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0027]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0028]
图1为本发明实施例1中，一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法的流程图。
具体实施方式
[0029]
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例
所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0030]
为了解决现有技术中存在的传统隧道运维系统中的数据较为割裂，缺乏有效的分析手段问题，本发明实施例提供一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法和系统。
[0031]
实施例1
[0032]
一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法，其特征在于，包括：
[0033]
s100.通过相应传感器，对隧道监控与管理设备的运维数据进行监控和采集。
[0034]
具体的，通过对具有物联网传输能力的传感器的数据采集，结合目标设备的业务属性和属性数据采集，实现设备运行状态的实时监测，采集各自分别对应的基础静态模型数据和动态采集数据。采集运维过程中产生的维保数据，对结构化及非结构化数据进行采集。
[0035]
在一些优选实施例中，监控与管理设备至少包括：视频监控，通排风，给排水，交通灯，交通检测，交通诱导，公共广播，照明监控，紧急电话，消防报警，电力监控，ups。
[0036]
在一些优选实施例中，传感器具有物联网传输能力，具有数据实时采集和上传功能，至少包括：温湿度传感器、气压传感器、分贝传感器、消防感知传感器、电力监控传感器、信号传感器。
[0037]
s200.运用大数据技术对采集到的运维数据进行储存和处理，构建基于隧道运维数据的大数据中心体系。
[0038]
具体的，构建设备大数据库，建立监测模型来进行健康运行预测，实现设备状态修复。通过运维数据监测及采集到的数据来构建设备画像，结合设备信息、二维及三维数据图纸资料，结合大数据中业务场景应用，来构建设备大数据库，对大数据库中各类数据进行分别管理。利用监测失效征兆和建立累积损伤模型来预测故障，对从而实现健康管理，实现设备的状态修技术支持。通过结合大数据中心数据和状态运行故障的预测，提前对设备可能出现的各种非正常指标和影响进行预警，并根据预警登记进行修理预案分析，实现设备状态修复。
[0039]
在本实施例s200中，大数据中心体系存储的数据包括结构化数据和非结构化数据。具体的，结构化数据至少包括：字段、表格、属性、流程。非结构化数据至少图片、视频、非常规文件。
[0040]
在本实施例s200中，通过构建的基于隧道运维数据的大数据中心体系，利用监测失效征兆和建立累积损伤模型来预测故障，实现对监控与管理设备的状态修技术支持。
[0041]
s300.利用大数据中心体系中监控与管理设备的静态数据来构建基本的bim模型库；利用隧道设计及施工阶段的二维、三维图纸数据资料，构建宏观的bim隧道模型，并将基础数据以bim规范进行封装或自动转换，生成隧道bim数字展现模型。
[0042]
具体的，s300中，设备的设备的静态数据至少包括：设备品牌、型号、外观模型、参数、安装位置、安装时间。
[0043]
s400.利用3dgis技术载入隧道整体模型，根据坐标定位隧道宏观的位置信息，再结合bim模型库与隧道的相对位置信息，来实现隧道各实体设备及状态在三维场景中的数字孪生。
[0044]
具体的，s400中，利用隧道各实体设备及状态在三维场景中的数字孪生模型，基于隧道监控与管理设备实时的运维数据，实现隧道养护运维的智能化功能。
[0045]
本实施例还公开了一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现系统，包括：传感器单元、大数据中心单元、隧道数字孪生单元；其中：
[0046]
传感器单元，用于对隧道监控与管理设备的运维数据进行监控和采集；
[0047]
大数据中心单元，用于对采集到的运维数据进行储存和处理，构建基于隧道运维数据的大数据中心体系；
[0048]
隧道数字孪生单元，用于构建基本的bim模型库；利用隧道设计及施工阶段的二维、三维图纸数据资料，构建宏观的bim隧道模型，并将基础数据以bim规范进行封装或自动转换，生成隧道bim数字展现模型；利用3dgis技术载入隧道整体模型，根据坐标定位隧道宏观的位置信息，再结合bim模型库与隧道的相对位置信息，来实现隧道各实体设备及状在三维场景中的数字孪生。
[0049]
本发明公开的一种基于bim和3dgis技术系实现隧道数字展现方法和系统，针对隧道管养单位的信息化管理现状和核心关切问题，以物联网的技术为基础，构建生产、施工、管理为一体的一种新型智能化环境，实现数字工程、智慧工程、平安工程、质量工程、科学工程的构建；提供可定制的、智能化的综合数据分析应用，为各种决策提供基础的数据支撑，实现科学辅助决策；通过系统各功能的紧密联结实现数据共享、资源共享、信息共享、和信息服务，从而提高生产、施工和管理水平；结合bim等技术，提供隧道的沉浸式空间管理体验。有效提升设施运营可靠性和应急处理能力，保障隧道的运营安全，提升养护单位整体管理水平。
[0050]
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
[0051]
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
[0052]
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
[0053]
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、cd-rom或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且
可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。该asic可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
[0054]
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
[0055]
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。