CN111091312A - 一种基于bim的智能交通管理与评价系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于BIM的智能交通管理与评价系统。本发明涉及智能交通技术领域，目的在于解决传统的智能交通管理系统无法快速采集城市交通设计和建设的数字化成果，不便于对设计、建设、管理的全周期、全方位的信息共享这一技术问题。本发明的基于BIM的智能交通管理与评价系统，包括基于BIM的信息采集单元、控制管理单元以及展示单元，通过本发明提供的基于BIM的智能交通管理与评价系统，可利用BIM技术实现城市交通从设计到建设，再到后期的运行维护管理的全周期信息共享与运营监管，避免每个过程的自成一体、信息孤立，避免信息的重复采集需求，可实现信息的平滑传递，为交通管理者提供精准的数据支撑。

Description

一种基于BIM的智能交通管理与评价系统
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种基于BIM的智能交通管理与评价系统。
背景技术
随着建筑信息模型（英文：Building Information Modeling，简称：BIM）在楼宇建筑工程设计、建设、管理中的广泛应用，BIM技术正在快速与建筑智能化融合，由此为建筑楼宇的管理提供了更加全面和便捷的途径。同时，BIM技术也逐步在城市交通建设的设计和建设中予以采用。
目前，传统的智能交通管理系统通常是在地理信息系统（英文：GeographicInformation System，简称：GIS）上实现系统信息集成，但无法快速有效地获取城市交通设计和建设的数字成果（图纸），导致现有的智能交通管理系统无法快速采集城市交通设计和建设的数字化成果，不便于对设计、建设、管理的全周期、全方位的信息共享。而智能交通管理系统与BIM技术的融合应用还处于空白阶段，因此，有必要提出一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，以解决传统的智能交通管理系统无法快速采集城市交通设计和建设的数字化成果，不便于对设计、建设、管理的全周期、全方位的信息共享这一技术问题。
本发明提供一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，包括：信息采集单元、控制管理单元，以及展示单元；
所述信息采集单元包括：
路口路网基础信息采集模块，用于采集路口路网的基础信息，将所述路口路网的基础信息记录到BIM模型中；
交通管理设施信息采集模块，用于采集交通管理配套设备设施的信息，将所述交通管理相关的设备和设施信息记录到BIM模型中；
交通实时运行信息采集模块，用于采集交通实时运行信息，所述交通实时运行信息包括路口路网感知设备获取到的交通参与者的实时运行信息，以及交通管理设备的实时运行信息，将所述交通参与者的实时运行信息和交通管理设备的实时运行信息记录到BIM模型中；
交通事故事件信息采集模块，用于采集特定的交通管制事件和偶然发生的交通事故信息，将所述交通管制事件和交通事故信息定位到BIM模型中；
所述控制管理单元包括：
交通设备设施的资产管理模块，用于基于所述BIM模型，根据资产管理清单对交通管理配套设备设施按资产进行分类和归集汇总，实现对交通管理配套设备设施资产信息的分类核算、查询、统计以及分析；
交通设备设施的运行管控模块，用于基于所述BIM模型，对交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备进行管理和控制；
路口路段交通运行评价模块，用于根据交通实时运行信息与BIM模型的路口路网的基础信息，计算交通运行状态指标，在BIM模型的空间维度和时间维度上标记所述交通运行状态指标；
交通设备设施维护管理模块，用于对BIM模型资产管理清单中的所有交通管理配套设备设施从建成使用到损坏报废的全生命周期中的保养维护过程进行监测与管理；
交通管理建设标准管理模块，用于对交通管理配套设备设施对接BIM模型时的标准要求进行定义和管理；
所述展示单元包括：
基础设施静态展示模块，用于通过BIM模型展示静态交通基础设施信息；
交通运行动态展示模块，用于通过BIM模型展示动态交通状态信息；
运行评价指标展示模块，用于通过BIM模型展示交通运行状态指标；
交通设施运维状态展示模块，用于通过BIM模型展示交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备的运行维护状态；
多维效果展示模块，用于基于BIM的二维和三维的空间模型，加载数据的时间维度，从多维度来显示城市交通的运行状态。
可选的，所述路口路网的基础信息包括：路口路网的地理坐标、道路宽度、道路属性、路口路网隔离信息、道路公交站台信息、路口路网组织渠化信息以及路口路网地下管网信息。
可选的，所述交通管理配套设备设施的信息包括：标志标牌、红绿灯、信号控制机、交通检测器、电子警察、视频监控和诱导信息屏的位置坐标，以及，配套组件、通信配置、供电管理、建设单位、管理使用单位和维护单位信息。
可选的，所述路口路网感知设备包括：摄像机、雷达、线圈和地磁，所述交通管理设备包括红绿灯、交通检测器、电子警察和诱导信息屏。
可选的，所述交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备包括：交通信号机、视频监控设备、电子警察、交通信息采集设备和交通诱导屏。
可选的，所述交通运行状态指标包括：城市各道路的交通饱和度、路段路口的排队拥堵指数、交通信号绿灯放行效率、车辆尾气排放指数和公共交通运行效率。
可选的，所述交通管理配套设备设施对接BIM模型时的标准要求包括：交通管理配套设备设施对接BIM模型时的连接方式标准要求、传输接口标准要求、对接协议标准要求和安全防护标准要求。
可选的，所述静态交通基础设施信息包括：交通路网路口、交通组织渠化、交通指示标识、交通地下管网、公共交通站台、停车场、停车泊位、道路周边建筑和配套设施。
可选的，所述动态交通状态信息包括：道路交通畅通、排队、拥堵态势，道路机动车、非机动车运行状态，路口信号灯变化状态，交通诱导屏显示状态和公共交通定位与行驶状态；所述交通运行动态展示模块采用图、表或文字方式展示所述动态交通状态信息，所述图包括五色图、热力图、粒子动画图和OD射线图。
可选的，所述运行评价指标展示模块，采用柱状图、曲线图、饼图、仪表盘图和热力图展示所述交通运行状态指标。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，包括基于BIM的信息采集单元、控制管理单元以及展示单元，信息采集单元可利用BIM技术建立多维度的时空模型，将交通相关信息准确采集录入到配套模块之中，控制管理单元可在BIM建立的多维度时空模型上加载控制和管理应用，满足智能交通在BIM平台上的管控功能，展示单元可以将城市交通的各类情况通过BIM的多维度模型显示给城市管理者、规划设计师、交通建设单位，以及交通参与者，让人们更直观更全面的了解城市交通状况。通过本发明提供的基于BIM的智能交通管理与评价系统，可利用BIM技术实现城市交通从设计到建设，再到后期的运行维护管理的全周期信息共享与运营监管，避免每个过程的自成一体、信息孤立，避免信息的重复采集需求，可实现信息的平滑传递，为交通管理者提供精准的数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统的结构框图。
图2为本发明实施例提供的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统的信息采集单元结构框图。
图3为本发明实施例提供的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统的控制管理单元结构框图。
图4为本发明实施例提供的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统的展示单元结构框图。
图5为本发明实施例提供的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统的整体原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
本发明提出了一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，通过将交通工程设计和建设中的BIM技术与智能交通管理系统进行有效融合，进而让城市交通从设计、建设，到建成后的维护管理能快速实现数据信息的平滑对接，减少中间的过渡周期，实现从建到用的高效转换。采用本发明可快速实现智能交通在智慧城市数字化中的应用，为孪生数字城市提供全方位的数据信息，为城市管理者提供智慧交通多维度的快速应用。
请参阅图1，为本发明实施例提供一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，该系统包括：信息采集单元1、控制管理单元2，以及展示单元3。
如图2所示，信息采集单元1具体可以包括：路口路网基础信息采集模块11、交通管理设施信息采集模块12、交通实时运行信息采集模块13、交通事故事件信息采集模块14和其他交通相关信息采集模块15。信息采集单元1主要是利用BIM技术建立多维度的时空模型，将交通相关信息准确采集录入到配套模块之中。
路口路网基础信息采集模块11用于采集路口路网的基础信息，将路口路网的基础信息记录到BIM模型中。
在本实施例中，路口路网的基础信息具体可以包括：路口路网的地理坐标、道路宽度、道路属性、路口路网隔离信息、道路公交站台信息、路口路网组织渠化信息以及路口路网地下管网信息等。若路口路网在建设过程中已经采用BIM技术，则路口路网基础信息采集模块11可以直接对接以获取相关数据，并进行增改调整。
交通管理设施信息采集模块12用于采集交通管理配套设备设施的信息，将交通管理相关的设备和设施信息记录到BIM模型中。
在本实施例中，交通管理配套设备设施的信息具体可以包括：标志标牌、红绿灯、信号控制机、交通检测器、电子警察、视频监控和诱导信息屏的位置坐标，以及，配套组件（杆件、线缆）、通信配置、供电管理、建设单位、管理使用单位和维护单位所属的详细信息等。
交通实时运行信息采集模块13用于采集交通实时运行信息，交通实时运行信息包括路口路网感知设备获取到的交通参与者的实时运行信息，以及交通管理设备的实时运行信息，将交通参与者的实时运行信息和交通管理设备的实时运行信息记录到BIM模型中，为BIM模型提供第四维的动态实时数据信息。
在本实施例中，路口路网感知设备具体可以包括：摄像机、雷达、线圈和地磁等。交通管理设备具体可以包括红绿灯、交通检测器、电子警察和诱导信息屏。交通参与者可以包括机动、非机动车辆实时运行信息以及公共交通实时运行信息等。
交通事故事件信息采集模块14用于采集特定的交通管制事件和偶然发生的交通事故信息，将交通管制事件和交通事故信息定位到BIM模型中。
在本实施例中，特定的交通管制事件可以包括如大型活动、道路施工等交通管制事件。此外，交通事故事件信息采集模块14还可以将交通事故事件信息的成因、演变、解决方法和影响同时录入BIM模型。
其他交通相关信息采集模块15可以用于采集与交通相关的公共交通线路信息、天气、环境、特殊节日等其他相关信息并录入BIM模型。
如图3所示，控制管理单元2具体可以包括：交通设备设施的资产管理模块21、交通设备设施的运行管控模块22、路口路段交通运行评价模块23、交通设备设施维护管理模块24以及交通管理建设标准管理模块25。控制管理单元2用于在BIM建立的多维度时空模型上加载控制和管理应用，满足智能交通在BIM平台上的管控功能。
交通设备设施的资产管理模块21用于基于BIM模型，根据资产管理清单对交通管理配套设备设施按资产进行分类和归集汇总，实现对交通管理配套设备设施资产信息的分类核算、查询、统计以及分析。
在本实施例中，交通设备设施的资产管理模块21基于BIM的多维模型对交通管理配套设备设施进行集中管理、统一监测、配置优化，可根据资产管理清单实现按资产的分类对数据进行归集汇总，实现资产信息的分类核算、查询、统计、分析，实现对交通管理配套设备设施的价值管理，计算年折旧率、折旧年限和净残值率等，在交通管理配套设备设施使用寿命即将到期时，提示管理者维护或更新。
交通设备设施的运行管控模块22用于基于BIM模型，对交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备进行管理和控制。
在本实施例中，交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备具体可以包括：交通信号机、视频监控设备、电子警察、交通信息采集设备和交通诱导屏。交通设备设施的运行管控模块22可以实现中心到端的远程管控，通过与智能化设备控制管理接口的对接，从而实现对各个设备基于BIM多维视角的管理与控制。例如：交通信号的相位配时等调整、交通监控球机和云台的转动变焦、交通诱导发布信息的更改等等。同时本系统还将关联不同子系统，加载关联算法，实现子系统间的相互协同运作。例如：交通信号控制子系统、交通信息采集子系统及交通诱导子系统相互关联后，可实现交通信号灯随车流运行情况进行自适应调整，道路交通运行状态可通过诱导屏实时显示给交通参与者。
路口路段交通运行评价模块23用于根据交通实时运行信息与BIM模型的路口路网的基础信息，计算交通运行状态指标，在BIM模型的空间维度和时间维度上标记交通运行状态指标。
在本实施例中，交通运行状态指标具体可以包括：城市各道路的交通饱和度、路段路口的排队拥堵指数、交通信号绿灯放行效率、车辆尾气排放指数和公共交通运行效率等。
路口路段交通运行评价模块23可以将交通运行数据信息与BIM多维模型的路网、路段、路口等基础信息关联，通过对采集到的交通运行数据进行筛选、清理、分理、归纳、标记、融合等一系列操作，准确计算城市各道路的交通饱和度、路段路口的排队拥堵指数、交通信号绿灯放行效率、车辆尾气排放指数、公共交通运行效率等各项交通指标，并在城市交通BIM模型的空间维度和时间维度上标记相应的交通运行状态指标。这些指标可展示城市全方位交通运行状态，为城市管理者精准治理交通问题和合理调配交通资源提供了详细的数据信息。
交通设备设施维护管理模块24用于对BIM模型资产管理清单中的所有交通管理配套设备设施从建成使用到损坏报废的全生命周期中的保养维护过程进行监测与管理。
在本实施例中，交通设备设施维护管理模块24具体可以对在BIM模型资产管理清单中的所有设备设施从建成使用到损坏报废的全生命周期中的保养维护过程进行监测与管理。当设备在生命周期内出现问题或故障时，系统开始建立维护台账，并派单给维护单位或维护人员，告知需维修设备所在的位置（坐标），以及设备故障现场和故障原因等，提示维护人员准备好对应的工具和备件。当设备修复完成，维护台账将继续记录维护过程的对应信息，包括维修单位、维修人员、维修周期、备件更换情况、故障原因、维修费用等所有信息。
其次，交通设备设施维护管理模块24还可以对所有维护数据信息进行统计分析，实现设备使用效率诊断报告，包括设备质量分析、故障种类分析、维护单位或人员维护效率分析、高频故障设备分析、高频故障原因分析等等。
此外，交通设备设施维护管理模块24还具备自动修复功能，当平台监测到智能化设备未正常工作时，通过载入的智能控制，可实现缓存资源释放、软硬件重启、输入电源复位等操作，从而大大提升智能化设备的使用效率。
交通管理建设标准管理模块25用于对交通管理配套设备设施对接BIM模型时的标准要求进行定义和管理。
在本实施例中，交通管理配套设备设施对接BIM模型时的标准要求具体可以包括：交通管理配套设备设施对接BIM模型时的连接方式标准要求、传输接口标准要求、对接协议标准要求和安全防护标准要求等。这些标准在符合国家或行业现行标准的基础上，实现满足BIM平台的安全性、兼容性、可扩展性等要求，有效保障系统在实际使用中具备最优质的防护。
如图4所示，展示单元3具体可以包括：基础设施静态展示模块31、交通运行动态展示模块32、运行评价指标展示模块33、交通设施运维状态展示模块34以及多维效果展示模块35。展示单元3用于将城市交通的各类情况通过BIM的多维度模型显示给城市管理者、规划设计师、交通建设单位，以及交通参与者，让人们更直观更全面的了解城市交通状况。展示方式可以采用大屏幕、电脑屏幕、手机屏幕等不同媒介，并根据不同媒介提供不同的展示界面。
基础设施静态展示模块31用于通过BIM模型展示静态交通基础设施信息。
在本实施例中，静态交通基础设施信息具体指的是不会因时间推移而不断变化的交通基础信息，具体可以包括：交通路网路口、交通组织渠化、交通指示标识、交通地下管网、公共交通站台、停车场、停车泊位、道路周边建筑和配套设施。
交通运行动态展示模块32用于通过BIM模型展示动态交通状态信息。
在本实施例中，动态交通状态信息具体指的是伴随着时间而不断变化的交通状态，具体可以包括：道路交通畅通、排队、拥堵态势，道路机动车、非机动车运行状态，路口信号灯变化状态，交通诱导屏显示状态和公共交通定位与行驶状态等。交通运行动态展示模块32可以采用图、表或文字方式展示动态交通状态信息，图可以包括五色图、热力图、粒子动画图和OD射线图等。
运行评价指标展示模块33用于通过BIM模型展示交通运行状态指标，上述交通运行状态指标数据为经过分析研判后的交通运行的各项指标。
在本实施例中，运行评价指标展示模块33可以采用柱状图、曲线图、饼图、仪表盘图和热力图展示交通运行状态指标。
交通设施运维状态展示模块34用于通过BIM模型展示交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备的运行维护状态。
在本实施例中，交通设施运维状态展示模块34主要通过BIM系统展示交通智能化设备的运行维护状态，如设备在线率、故障率、维修派单情况、维修单位或个人修复效率等等。
多维效果展示模块35用于基于BIM的二维和三维的空间模型，加载数据的时间维度，从多维度来显示城市交通的运行状态。通过多维效果展示模块35可以形成多维度的交通基础和运行模型，因此，在实际应用展示时，操作人员就可以选择不同维度来显示城市交通的运行状态。
请参阅图5，本发明提供的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，将BIM技术与智能交通管理与评价进行可靠融合，实现城市交通的设计、建设、管理、使用等全周期的监测与管控，还实现了基于BIM技术的多维度信息采集与应用，包括空间维度和时间维度信息。此外还实现基于BIM模型的展示功能，可根据不同媒介选取对应的展示效果。
综上所述，本发明提供的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，利用BIM技术实现城市交通从设计到建设，再到后期的运行维护管理的全周期信息共享与运营监管，避免每个过程的自成一体、信息孤立，避免信息的重复采集需求，可实现信息的平滑传递，为交通管理者提供精准的数据支撑。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，包括：信息采集单元、控制管理单元，以及展示单元；
所述信息采集单元包括：
路口路网基础信息采集模块，用于采集路口路网的基础信息，将所述路口路网的基础信息记录到BIM模型中；
交通管理设施信息采集模块，用于采集交通管理配套设备设施的信息，将所述交通管理相关的设备和设施信息记录到BIM模型中；
交通实时运行信息采集模块，用于采集交通实时运行信息，所述交通实时运行信息包括路口路网感知设备获取到的交通参与者的实时运行信息，以及交通管理设备的实时运行信息，将所述交通参与者的实时运行信息和交通管理设备的实时运行信息记录到BIM模型中；
交通事故事件信息采集模块，用于采集特定的交通管制事件和偶然发生的交通事故信息，将所述交通管制事件和交通事故信息定位到BIM模型中；
所述控制管理单元包括：
交通设备设施的资产管理模块，用于基于所述BIM模型，根据资产管理清单对交通管理配套设备设施按资产进行分类和归集汇总，实现对交通管理配套设备设施资产信息的分类核算、查询、统计以及分析；
交通设备设施的运行管控模块，用于基于所述BIM模型，对交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备进行管理和控制；
路口路段交通运行评价模块，用于根据交通实时运行信息与BIM模型的路口路网的基础信息，计算交通运行状态指标，在BIM模型的空间维度和时间维度上标记所述交通运行状态指标；
交通设备设施维护管理模块，用于对BIM模型资产管理清单中的所有交通管理配套设备设施从建成使用到损坏报废的全生命周期中的保养维护过程进行监测与管理；
交通管理建设标准管理模块，用于对交通管理配套设备设施对接BIM模型时的标准要求进行定义和管理；
所述展示单元包括：
基础设施静态展示模块，用于通过BIM模型展示静态交通基础设施信息；
交通运行动态展示模块，用于通过BIM模型展示动态交通状态信息；
运行评价指标展示模块，用于通过BIM模型展示交通运行状态指标；
交通设施运维状态展示模块，用于通过BIM模型展示交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备的运行维护状态；
多维效果展示模块，用于基于BIM的二维和三维的空间模型，加载数据的时间维度，从多维度来显示城市交通的运行状态。
2.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述路口路网的基础信息包括：路口路网的地理坐标、道路宽度、道路属性、路口路网隔离信息、道路公交站台信息、路口路网组织渠化信息以及路口路网地下管网信息。
3.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述交通管理配套设备设施的信息包括：标志标牌、红绿灯、信号控制机、交通检测器、电子警察、视频监控和诱导信息屏的位置坐标，以及，配套组件、通信配置、供电管理、建设单位、管理使用单位和维护单位信息。
4.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述路口路网感知设备包括：摄像机、雷达、线圈和地磁，所述交通管理设备包括红绿灯、交通检测器、电子警察和诱导信息屏。
5.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述交通管理配套设备设施中的智能化子系统设备包括：交通信号机、视频监控设备、电子警察、交通信息采集设备和交通诱导屏。
6.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述交通运行状态指标包括：城市各道路的交通饱和度、路段路口的排队拥堵指数、交通信号绿灯放行效率、车辆尾气排放指数和公共交通运行效率。
7.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述交通管理配套设备设施对接BIM模型时的标准要求包括：交通管理配套设备设施对接BIM模型时的连接方式标准要求、传输接口标准要求、对接协议标准要求和安全防护标准要求。
8.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述静态交通基础设施信息包括：交通路网路口、交通组织渠化、交通指示标识、交通地下管网、公共交通站台、停车场、停车泊位、道路周边建筑和配套设施。
9.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述动态交通状态信息包括：道路交通畅通、排队、拥堵态势，道路机动车、非机动车运行状态，路口信号灯变化状态，交通诱导屏显示状态和公共交通定位与行驶状态；所述交通运行动态展示模块采用图、表或文字方式展示所述动态交通状态信息，所述图包括五色图、热力图、粒子动画图和OD射线图。
10.如权利要求1所述的一种基于BIM的智能交通管理与评价系统，其特征在于，所述运行评价指标展示模块，采用柱状图、曲线图、饼图、仪表盘图和热力图展示所述交通运行状态指标。
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