CN108108389A - 基于bim技术的城市交通管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于BIM技术的城市交通管理系统，包括BIM运维服务器、交通信息数据库以及前端采集单元；所述BIM运维服务器用于建立城市交通的可视化管理模型；所述前端采集单元与BIM运维服务器远程通讯，用于在城市交通前端采集现场数据信息，以作为动态模型建立的依据；所述交通信息数据库与BIM运维服务器通信连接，用于提供现有城市交通的基本相关数据，以作为城市交通基本静态模型的依据，能够对城市交通中的各个基础设施和交通情况进行动态模型建立，从而全面、有效地监控到城市交通的情况，达到优化城市交通管理。

Description

基于BIM技术的城市交通管理系统

技术领域

本发明涉及城市交通管理系统领域，具体的说，是基于BIM技术的城市交通管理系统。

背景技术

城市道路、桥梁和隧道等交通基础设施，随着使用时间不断增长，损坏会愈加迅速，性能也会逐步降低。长期以来我国城市交通基础设施管理仍然停留在人工和经验层面，信息化程度较低，技术手段相对落后。为确保城市交通运行安全，延长设施使用寿命，必须提高设施的管理能力与水平。而建筑信息模型(BIM)具备的信息存储、三维可视化以及数据分析等功能，在基础设施的管理阶段具有很大应用价值和潜力，也为交通基础设施的管理工作提供了新的思路和技术手段。

目前的城市交通系统，是一种先进的一体化交通综合管理系统。在该系统中，车辆靠自己的智能在道路上自由行驶，公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态，借助于这个系统，管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。

然而这种城市交通系统仅限于对路况的监控得知路况交通的情况下，更好地帮助车辆选择优秀的行驶路线，而对于城市道路、桥梁和隧道这些基础设施并没有做到良好的监看，当这些基础设施发生故障或者即将发生故障，都不能及时得知，无法提前进行修复和及时处理，从而造成交通阻碍。

发明内容

本发明的目的在于提供基于BIM技术的城市交通管理系统，能够对城市交通中的各个基础设施和交通情况进行动态模型建立，从而全面、有效地监控到城市交通的情况，达到优化城市交通管理。

本发明通过下述技术方案实现：基于BIM技术的城市交通管理系统，用于对城市交通的各方面情况变化实时监控管理，包括BIM运维服务器、交通信息数据库以及前端采集单元；

所述BIM运维服务器用于建立城市交通的可视化管理模型。所述前端采集单元与BIM运维服务器远程通讯，用于在城市交通前端采集现场数据信息，以作为动态模型建立的依据。所述交通信息数据库与BIM运维服务器通信连接，用于提供现有城市交通的基本相关数据，以作为城市交通基本静态模型的依据。

其工作原理：首先利用BIM软件创建各种类型的数据源信息，它包括了交通信息数据库中的各种信息以及前端采集单元所采集的现场实时数据，这些众多数据有的为IFC标准格式信息，有的为非IFC标准格式的信息。接着，把全部的非IFC标准格式的信息转换为IFC标准格式的信息实现数据的统一，使数据能够在相同的平台下进行建模和存库。

然后软件平台实现数据信息集成与共享，它能够读取、提取、储存、集成、验证数据长裤中的数据信息。通过数据层对各种类型的数据进行转换，当前城市交通的基础设施情况、车辆堵塞情况、交通施工情况都集成于此平台中，实现信息的共享并为模型层生成各子模型提供条件。

通过平台将BIM模型的数据信息集成，平台根据应用内容的不同需求生成不同的子信息模型，例如桥梁质量分析信息子模型、城市公路路况信息子模型、地铁运行管理信息子模型等。各个子模型在静态的基础信息模型之上时刻反映着动态变化，并且各个子模型之间能够相互配合进行查看，从而实现对整个城市的交通系统全面、高效地管理监控。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述前端采集单元包括桥梁信息采集系统、城市公路信息采集系统、地铁信息采集系统、隧道信息采集系统。通过对桥梁、公路、地铁、隧道的监看、管理，几乎覆盖了城市能够涉及的所有交通领域，体现了城市交通管理的全面性，而且同时对这些领域的交通基础设施情况进行质量查看，从而，进一步优化了城市建设，提高了城市交通建设的经济性和适应性。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述桥梁信息采集系统采集的信息包括风速风向信息、环境温湿度信息、交通荷载信息、偶然荷载信息、空间位移信息。通过对风速风向信息、环境温湿度信息、交通荷载信息、偶然荷载信息、空间位移信息进行数据采集，能够全方位地监测桥梁健康情况，有效避免桥梁交通故障的发生。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述空间位移信息的监测方法包括以下两个步骤：

步骤A1：采用GPS对桥梁的主梁横向进行监测，GPS所设置的测试点分别位于主梁横向跨度的1/4处、1/2处、3/4处；通过采用GPS来作为位移测量数据采集器，其测量时不受气象条件的影响，经济性好，局部测量精度高，而且便于安装，测站之间不要求满足通视的条件。通过安装在横向跨度的1/4处、1/2处、3/4处，能够有效准确地确定桥梁的横向变形。

步骤A2：采用位移传感器对主梁纵向进行监测，位移传感器的测点设置于过度墩墩顶、其固定点设置于墩上、其运动点设置于主梁上；通过位移传感器能够简单稳定地确定主梁纵向的变形情况。

步骤A3：采用倾斜仪对主塔倾斜进行监测。通过倾斜仪对主塔倾斜进行监测，并且可以结合GPS的位移测量数据，可以进一步精准确定桥梁的变形情况。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述城市公路信息采集系统采集的信息包括浮动车交通信息、天气信息、车流量信息、信号灯信息、公路路况信息。通过浮动车交通信息、天气信息、车流量信息、信号灯信息、公路路况信息全方位监测城市公路的运行情况，例如公路路况信息有助于道路故障的及时处理，就像发生路基沉降、路面开裂、塌陷等故障，能及时反映；车流量能够作为道路开放的依据增加城市交通管理的灵活性，天气信息以及信号灯信息能够辅助疏通交通堵塞情况。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述浮动车交通信息的采集方法为通过安装有全球卫星定位系统和无线通信装置的车辆与BIM运维服务器进行实时信息交换反映路网运行状态的变化，为疏堵提供参考。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述公路路况信息包路基沉降监测、公路荷载监测；所述沉降监测通过多点GPS定位进行监测；所述公路荷载监测通过区段公路设置的压力传感器进行监测。通过对路基沉降监测、公路荷载监测，能够清楚反映出此路段所承受的压力荷载对于其路基的影响，以便于能够明确限定经过此段公路的车辆载重量，从而有效维护路段的健康状态，省去了反复修护的资金和人力。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述交通信息数据库包括城市交通规划信息、GIS地理信息、桥梁建设参数信息、交通信号灯系统信息、地铁建设参数信息、公路建设参数信息。通过想数据库中录入城市交通规划信息、GIS地理信息、桥梁建设参数信息、交通信号灯系统信息、地铁建设参数信息、公路建设参数信息，从而建立一个全面而详细的交通数据库，通过众多数据的分析，不仅仅能够对当前的交通情况了如指掌，而且对未来的交通管理和建设也能够起到很大的帮助。

为了更好的实现本发明，进一步地，基于BIM技术的城市交通管理系统的建立方法包括以下几个步骤：

步骤B1：把交通信息数据库中的存储数据和前端采集单元实时采集的数据进行IFC格式标准转换；通过对众多数据进行统一标准化处理，能够在统一软件平台上进行数据的使用，从而提高数据的使用效率，达到高效的信息共享，进一步优化城市交通管理。

步骤B2：经过格式标注能通以后把信息发送至BIM运维服务器中让其可视化分析软件平台利用数据进行信息模型建立；

步骤B3：以交通信息数据库中的存储数为依据建立基本静态交通管理模型，以前端采集单元实时采集的数据为依据在静态交通管理模型的模型上建立实时动态模型。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）通过对路基沉降监测、公路荷载监测，能够清楚反映出此路段所承受的压力荷载对于其路基的影响，以便于能够明确限定经过此段公路的车辆载重量，从而有效维护路段的健康状态，省去了反复修护的资金和人力。

（2）通过对桥梁、公路、地铁、隧道的监看、管理，几乎覆盖了城市能够涉及的所有交通领域，体现了城市交通管理的全面性，而且同时对这些领域的交通基础设施情况进行质量查看，从而，进一步优化了城市建设，提高了城市交通建设的经济性和适应性。

（3）通过对众多数据进行统一标准化处理，能够在统一软件平台上进行数据的使用，从而提高数据的使用效率，达到高效的信息共享，进一步优化城市交通管理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的基于BIM技术的城市交通管理系统，基于BIM技术的城市交通管理系统，用于对城市交通的各方面情况变化实时监控管理，包括BIM运维服务器、交通信息数据库以及前端采集单元。所述BIM运维服务器用于建立城市交通的可视化管理模型。所述前端采集单元与BIM运维服务器远程通讯，用于在城市交通前端采集现场数据信息，以作为动态模型建立的依据。所述交通信息数据库与BIM运维服务器通信连接，用于提供现有城市交通的基本相关数据，以作为城市交通基本静态模型的依据。

其工作原理：首先利用BIM软件创建各种类型的数据源信息，它包括了交通信息数据库中的各种信息以及前端采集单元所采集的现场实时数据，这些众多数据有的为IFC标准格式信息，有的为非IFC标准格式的信息。接着，把全部的非IFC标准格式的信息转换为IFC标准格式的信息实现数据的统一，使数据能够在相同的平台下进行建模和存库。

然后软件平台实现数据信息集成与共享，它能够读取、提取、储存、集成、验证数据长裤中的数据信息。通过数据层对各种类型的数据进行转换，当前城市交通的基础设施情况、车辆堵塞情况、交通施工情况都集成于此平台中，实现信息的共享并为模型层生成各子模型提供条件。

通过平台将BIM模型的数据信息集成，平台根据应用内容的不同需求生成不同的子信息模型，例如桥梁质量分析信息子模型、城市公路路况信息子模型、地铁运行管理信息子模型等。各个子模型在静态的基础信息模型之上时刻反映着动态变化，并且各个子模型之间能够相互配合进行查看，从而实现对整个城市的交通系统全面、高效地管理监控。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，所述前端采集单元包括桥梁信息采集系统、城市公路信息采集系统、地铁信息采集系统、隧道信息采集系统。通过对桥梁、公路、地铁、隧道的监看、管理，几乎覆盖了城市能够涉及的所有交通领域，体现了城市交通管理的全面性，而且同时对这些领域的交通基础设施情况进行质量查看，从而，进一步优化了城市建设，提高了城市交通建设的经济性和适应性。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述桥梁信息采集系统采集的信息包括风速风向信息、环境温湿度信息、交通荷载信息、偶然荷载信息、空间位移信息。通过对风速风向信息、环境温湿度信息、交通荷载信息、偶然荷载信息、空间位移信息进行数据采集，能够全方位地监测桥梁健康情况，有效避免桥梁交通故障的发生。

所述空间位移信息的监测方法包括以下两个步骤：

步骤A1：采用GPS对桥梁的主梁横向进行监测，GPS所设置的测试点分别位于主梁横向跨度的1/4处、1/2处、3/4处；通过采用GPS来作为位移测量数据采集器，其测量时不受气象条件的影响，经济性好，局部测量精度高，而且便于安装，测站之间不要求满足通视的条件。通过安装在横向跨度的1/4处、1/2处、3/4处，能够有效准确地确定桥梁的横向变形。

步骤A2：采用位移传感器对主梁纵向进行监测，位移传感器的测点设置于过度墩墩顶、其固定点设置于墩上、其运动点设置于主梁上；通过位移传感器能够简单稳定地确定主梁纵向的变形情况。

步骤A3：采用倾斜仪对主塔倾斜进行监测。通过倾斜仪对主塔倾斜进行监测，并且可以结合GPS的位移测量数据，可以进一步精准确定桥梁的变形情况。

所述城市公路信息采集系统采集的信息包括浮动车交通信息、天气信息、车流量信息、信号灯信息、公路路况信息。通过浮动车交通信息、天气信息、车流量信息、信号灯信息、公路路况信息全方位监测城市公路的运行情况，例如公路路况信息有助于道路故障的及时处理，就像发生路基沉降、路面开裂、塌陷等故障，能及时反映；车流量能够作为道路开放的依据增加城市交通管理的灵活性，天气信息以及信号灯信息能够辅助疏通交通堵塞情况。

所述浮动车交通信息的采集方法为通过安装有全球卫星定位系统和无线通信装置的车辆与BIM运维服务器进行实时信息交换反映路网运行状态的变化，为疏堵提供参考。

所述公路路况信息包路基沉降监测、公路荷载监测；所述沉降监测通过多点GPS定位进行监测；所述公路荷载监测通过区段公路设置的压力传感器进行监测。通过对路基沉降监测、公路荷载监测，能够清楚反映出此路段所承受的压力荷载对于其路基的影响，以便于能够明确限定经过此段公路的车辆载重量，从而有效维护路段的健康状态，省去了反复修护的资金和人力。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上做进一步优化，所述交通信息数据库包括城市交通规划信息、GIS地理信息、桥梁建设参数信息、交通信号灯系统信息、地铁建设参数信息、公路建设参数信息。通过想数据库中录入城市交通规划信息、GIS地理信息、桥梁建设参数信息、交通信号灯系统信息、地铁建设参数信息、公路建设参数信息，从而建立一个全面而详细的交通数据库，通过众多数据的分析，不仅仅能够对当前的交通情况了如指掌，而且对未来的交通管理和建设也能够起到很大的帮助。

基于BIM技术的城市交通管理系统的建立方法包括以下几个步骤：

步骤B1：把交通信息数据库中的存储数据和前端采集单元实时采集的数据进行IFC格式标准转换；通过对众多数据进行统一标准化处理，能够在统一软件平台上进行数据的使用，从而提高数据的使用效率，达到高效的信息共享，进一步优化城市交通管理。

步骤B2：经过格式标注能通以后把信息发送至BIM运维服务器中让其可视化分析软件平台利用数据进行信息模型建立；

步骤B3：以交通信息数据库中的存储数为依据建立基本静态交通管理模型，以前端采集单元实时采集的数据为依据在静态交通管理模型的模型上建立实时动态模型。

本实施例的其他部分与实施例2相同，故不再赘述。

实施例4：

在本实施例中，基于BIM技术的城市交通管理系统，如图1所示：包括了数据源、接口层、平台层、模型层；其中，数据源包括了前端采集单元实时采集的交通数据以及交通信息数据库中的各类交通相关存储数据。在实际过程中，利用BIM软件创建各种类型的数据源信息。

这些众多数据有的为IFC标准格式信息，有的为非IFC标准格式的信息。接着，在接口层中，通过BIM数据接口把全部的非IFC标准格式的信息转换为IFC标准格式的信息实现数据的统一，使数据能够在相同的平台下进行建模和存库。

接下来在平台层通过BIM可视化软件的处理，将BIM模型的数据信息集成，平台根据应用内容的不同需求在模型层中把不同的数据生成不同的子信息模型，例如桥梁质量分析信息子模型、城市公路路况信息子模型、地铁运行管理信息子模型等。各个子模型在静态的基础信息模型之上时刻反映着动态变化，并且各个子模型之间能够相互配合进行查看，从而实现对整个城市的交通系统全面、高效地管理监控。

城市交通管理中，设计的专业种类繁多、专业接口多、界面管理复杂，传统的CAD设计出的2D图纸繁多冗杂、错误率高、变更频繁，协作沟通困难，更难以实现信息在整个过程的集成和闭环，给设计施工带来了很多不必要的麻烦。

而建筑信息模型以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目的各种相关信息，可以用于建筑、管理。在城市交通管理系统中尤其在中多领域相互协同工作的情况下，发挥着重要优势，在这里，在三维模型的基础上建立动态的4D动态模型，能够清楚、简洁地反映出当前的具体交通状况，大大集成交通管理系统，显著提高其管理系统的质量和效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于BIM技术的城市交通管理系统，用于对城市交通的各方面情况变化实时监控管理，其特征在于：包括BIM运维服务器、交通信息数据库以及前端采集单元；

所述BIM运维服务器用于建立城市交通的可视化管理模型；

所述前端采集单元与BIM运维服务器远程通讯，用于在城市交通前端采集现场数据信息，以作为动态模型建立的依据；

所述交通信息数据库与BIM运维服务器通信连接，用于提供现有城市交通的基本相关数据，以作为城市交通基本静态模型的依据。

2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的城市交通管理系统，其特征在于：所述前端采集单元包括桥梁信息采集系统、城市公路信息采集系统、地铁信息采集系统、隧道信息采集系统。

3.根据权利要求2所述的基于BIM技术的城市交通管理系统，其特征在于：所述桥梁信息采集系统采集的信息包括风速风向信息、环境温湿度信息、交通荷载信息、偶然荷载信息、空间位移信息。

4.根据权利要求3所述的基于BIM技术的城市交通管理系统，其特征在于：所述空间位移信息的监测方法包括以下两个步骤：

步骤A1：采用GPS对桥梁的主梁横向进行监测，GPS所设置的测试点分别位于主梁横向跨度的1/4处、1/2处、3/4处；

步骤A2：采用位移传感器对主梁纵向进行监测，位移传感器的测点设置于过度墩墩顶、其固定点设置于墩上、其运动点设置于主梁上；

步骤A3：采用倾斜仪对主塔倾斜进行监测。

5.根据权利要求2所述的基于BIM技术的城市交通管理系统，其特征在于：所述城市公路信息采集系统采集的信息包括浮动车交通信息、天气信息、车流量信息、信号灯信息、公路路况信息。

6.根据权利要求5所述的基于BIM技术的城市交通管理系统，其特征在于：所述浮动车交通信息的采集方法为通过安装有全球卫星定位系统和无线通信装置的车辆与BIM运维服务器进行实时信息交换反映路网运行状态的变化，为疏堵提供参考。

7.根据权利要求5所述的基于BIM技术的城市交通管理系统，其特征在于：所述公路路况信息包路基沉降监测、公路荷载监测；所述沉降监测通过多点GPS定位进行监测；所述公路荷载监测通过区段公路设置的压力传感器进行监测。

8.根据权利要求1所述的基于BIM技术的城市交通管理系统，其特征在于：所述交通信息数据库包括城市交通规划信息、GIS地理信息、桥梁建设参数信息、交通信号灯系统信息、地铁建设参数信息、公路建设参数信息。

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于BIM技术的城市交通管理系统，其特征在于：基于BIM技术的城市交通管理系统的建立方法包括以下几个步骤：

步骤B1：把交通信息数据库中的存储数据和前端采集单元实时采集的数据进行IFC格式标准转换；

步骤B2：经过格式标注能通以后把信息发送至BIM运维服务器中让其可视化分析软件平台利用数据进行信息模型建立；

步骤B3：以交通信息数据库中的存储数为依据建立基本静态交通管理模型，以前端采集单元实时采集的数据为依据在静态交通管理模型的模型上建立实时动态模型。