CN111427987B - 基于bim的软基路段查询方法及系统 - Google Patents

基于bim的软基路段查询方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于BIM的公路软基路段查询方法及系统。该方法包括：生成公路软基路段BIM模型，并对每个公路软基路段BIM模型设置唯一ID；设立每个公路软基路段BIM模型的唯一ID与公路工程BIM或GIS的具体位置对应关系；根据公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型，将公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中对应具体位置处进行展示。实现基于BIM的软基路段查询展示，为公路工程信息化管理提供便利。

Description

基于BIM的软基路段查询方法及系统
技术领域
本发明及公路工程信息化管理，尤其涉及基于BIM(建筑信息模型)的软基路段查询方法及系统。
背景技术
软土是指淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土，修建在软土地区的路基，简称软路基。软路基主要面临滑动破坏的稳定问题和量大时间长的沉降问题。
随着我国经济的快速发展，高等级公路建设也取得了突飞猛进的发展，但随着公路的营运时间的延长，公路软基均出现不同程度的沉降现象，导致行车的舒适感下降、加速了桥梁、路面的损坏，严重会导致车辆失控而发生交通事故。随着我国高速公路建设的发展，建设过程中越来越多的面临软土路基。基于软土的强度低、变形量大、变形持续时间长、含水量高和透水性差等特点，软土路基在外荷载作用下常常发生沉降并表现为多种类型的病害。因此，公路运维过程中对软基路段查询与健康监测展示等管理尤为重要。
发明内容
本发明实施例提供一种基于BIM的软基路段查询方法及系统，实现基于BIM的软基路段查询和展示，为公路工程信息化管理提供便利。
本发明实施例一种基于BIM的软基路段查询方法，其包括：生成公路软基路段BIM模型，并对每个公路软基路段BIM模型设置唯一ID；每个公路软基路段BIM模型的唯一ID与公路工程BIM或GIS的具体位置设立对应关系；根据公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型，将公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中对应具体位置处进行展示，其中，所述查询展示信息包括待查询的公路软基路段信息。
进一步地，公路软基路段BIM模型根据公路软基路段地基中桩或地质钻孔的数据进行建模生成。
进一步地，以公路软基路段的路线设计线高程为基准，建立桩顶和基准之间的垫层模型；根据桩数据中的桩径、桩长在垫层下部建立桩的模型，并且为桩添加指定类型标签及材质；再结合桩数据中的桩间距、排桩方式、桩的种类生成公路软基路段的BIM模型；其中，桩的数据包括桩径、桩长、桩间距、排桩方式以及桩的种类。
进一步地，根据公路软基路段所处的桩号和/或实际的地理位置坐标范围，对每个公路软基路段BIM模型设置唯一的标识ID；对每个路软基路段的BIM模型中的各构件进行编码，使每一个构件都有一个唯一对应的编码。
进一步地，公路工程BIM或GIS的具体位置包括公路软基路段的公路桩号区间段或者地理位置坐标范围区间；每个公路软基路段BIM模型的唯一标示ID，通过软基路段的公路桩号区间段或者地理位置坐标范围区间，建立与公路工程BIM或GIS的具体位置对应关系。
进一步地，接收公路软基路段的查询展示信息，根据查询展示信息中的待查询的公路软基路段信息关联对应的公路软基路段BIM模型；根据对应的公路软基路段BIM模型唯一标识ID与公路工程BIM或GIS中具体位置的对应关系，将对应的公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中相应位置处进行展示。
进一步地，获取公路软基路段的沉降监测信息，附着在公路软基路段BIM模型上，当调取公路软基路段BIM模型展示时，将沉降监测信息附着在公路软基路段BIM模型上进行展示。
本发明又一实施例一种基于BIM的软基路段查询系统，其包括：客户端，用于向服务段发送公路软基路段的查询展示信息，接收服务端反馈的对应公路软基路段BIM模型进行展示；服务端，用于根据公路软基路段地基中桩或地质钻孔的数据进行建模，生成公路软基路段BIM模型，并对每个公路软基路段BIM模型设置唯一ID，建立与公路工程BIM或GIS的具体位置设立对应关系，根据公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型推送客户端。
本发明实施例通过对公路软基路段的BIM模型生成，将公路软路基路段BIM模型与公路工程BIM或GIS进行关联，实现基于BIM的公路软基路段的信息查询与展示，为公路工程信息化管理提供便利。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是发明实施例的公路软路基路段查询的系统架构示意图；
图2是发明实施例的公路软路基路段查询方法的流程示意图；
图3是本发明实施例生成公路软基路段BIM模型的流程示意图；
图4是本发明实施例生成公路软基路段BIM模型的另一流程示意图；
图5是本发明实施例公路软基路段模型示意图；
图6是本发明实施例公路软基路段沉降检测信息展示流程示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
请参阅图1所示，本发明实施例的软路基路段查询的系统架构示意图，该系统架构包括：查询客户端、服务端；其中，服务端中包括公路工程BIM系统，软路基路段模型库。本实施例中所揭示服务端用在硬件层面上具体可以是工作站、超级计算机等设备，或者是由多台服务器组成的一种用于数据处理的服务器集群。本实施例中的查询客户端，可通过WEB端或app端应用访问服务端。公路软基路段BIM模型库用于存储生成的各个公路软基路段BIM模型供公路工程BIM系统调用、展示及编辑等。本实施例中，公路工程BIM系统指：针对公路工程设计全周期，基于BIM、GIS和互联网等技术的数字化、信息化、智能化的公路工程设计与管理的集成式解决方案。公路工程GIS系统一般指：集成了地理信息系统(GIS)技术的公路工程管理信息化系统。为实现公路工程BIM与真实环境相一致，一般可以倾斜摄影或正摄投影技术建立公路工程BIM模型。当倾斜摄影技术或正摄投影技术建立公路工程BIM模型时，无法有效实现公路软基路段的地质三维模型。公路软基路段的地质三模型，根据公路工程的软基路段的设计、施工、运维数据，可采用奔特力Bentley软件、Revit软件、或3dsMAX软件等建模软件，进行单独的模型生成。通过建模软件生成的公路软基路段模模型的文档格式，可转化成能够被通过倾斜摄影技术或正摄投影技术建立的公路工程BIM调用、加载、及叠加展示的中间格式文档。
如图2所示，本发明实施例公路软路基路段查询方法的流程示意图，该查询方法包括：生成公路软基路段BIM模型，并对每个公路软基路段BIM模型设置唯一ID；每个公路软基路段BIM模型的唯一ID与公路工程BIM或GIS的具体位置设立对应关系；根据公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型，将公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中对应具体位置处进行展示，其中，所述查询展示信息包括待查询的公路软基路段信息。
本实施例中，生成公路软基路段BIM模型(公路软基路段的三维地质模型)，以软基路段通过复合地基法在地质中打入桩基为例，公路软基路段BIM模型可通过公路软基路段地基中桩或地质钻孔的数据进行建模生成。对处理公路软基路段地基而打入的桩进行建模，通过对桩的建模进而完成公路软基路段BIM模型的生成，请参阅图3所示。具体地，以公路软基路段的路线设计线高程为基准，建立桩顶和基准之间的垫层模型；根据桩数据中的桩径、桩长在垫层下部建立桩的模型，并且为桩添加指定类型标签及材质；再结合桩数据中的桩间距、排桩方式、桩的种类生成公路软基路段的BIM模型；其中，桩的数据包括桩径、桩长、桩间距、排桩方式以及桩的种类。
以某公路软基路段的BIM模型生成为例。选择该某公路软基路段，获取该某软基路段地基中桩的设计或施工资料数据，确定桩径、桩长、桩间距，排桩方式以及桩的种类；以及该某公路软基路的路线设计线的高程。根据该某公路软基路段路线设计线的高程作为桩建模的基准，根据公路路线设计线基准建出桩顶和基准之间的垫层模型；其中，高程指的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离。然后，根据设计或施工资料确定桩径桩长在垫层下部建立一根桩的模型，并且为桩添加指定类型标签及材质；根据桩间距、排桩方式、桩种类，结合平面布置图使用阵列、复制等命令建立某公路软基路段的软基处理的模型。公路软基路段BIM模型，可参阅图5所示。
较佳地，对该某公路软基路段的BIM模型设置一个唯一标识ID。可结合某公路软基路段所处的桩号和/或实际的地理位置坐标范围来设置唯一标识ID。也可在某公路软基路段的BIM模型创建完成后，对路软基路段的BIM模型中的各个构件(如桩、垫层等)进一步进行编码，使每一个构件都有一个唯一对应的编码。
本实施例中，生成公路软基路段BIM模型(公路软基路段的三维地质模型)，可对处理公路软基路段地基的地质钻孔数据进行建模，通过对地质钻孔数据的建模进而完成公路软基路段BIM模型的生成，请参阅图4所示。具体地，确定待建公路软基路段的地理位置范围，以及地理位置范围内的地质钻孔数据；以公路软基路段的路线设计线高程为基准，建立钻孔顶部和基准之间的垫层模型；再结合地质钻孔数据中的钻孔间距、地质钻孔中的桩的形状、地质钻孔中桩的尺寸，生成公路软基路段的BIM模型；其中，地质钻孔数据包括钻孔地理位置坐标、钻孔间距、以及地质钻孔中的桩形状、地质钻孔中桩的尺寸。
下表为某两个地质钻孔数据的实例，其中的东经北纬指地理位置坐标，地层顶部标高、地层底部标高之间为地层，地层具有岩性(例如亚粘、土淤泥质亚粘土、粘土)，地面标高为高程基准。
较佳地，对生成的公路软基路段BIM模型设置一个唯一标识ID，可结合某公路软基路段所处的公路桩号和/或实际的地理位置坐标范围来设置唯一标识ID。也可对路软基路段的BIM模型中的各个构件(如钻孔、土层信息等)进一步进行编码，使每一个构件都有一个唯一对应的编码。
本实施例中，每个公路软基路段BIM模型的唯一ID与公路工程BIM或GIS的具体位置设立对应关系。具体地，公路工程BIM或GIS的具体位置包括公路软基路段的公路桩号区间段或者地理位置坐标范围区间；每个公路软基路段BIM模型的唯一标示ID，通过公路软基路段的公路桩号区间段或者地理位置坐标范围区间，建立与公路工程BIM或GIS的具体位置对应关系。公路工程BIM和/或GIS系统中预先存储有公路软基路段的具体位置，所述具体位置包括公路桩号区间段或者地理位置坐标范围区间。其中，公路软基路段具体位置信息与公路软基路段BIM模型的唯一标识ID进行对应设置并存储。
本实施例中，根据公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型，将公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中对应具体位置处进行展示。具体地，接收公路软基路段的查询展示信息，根据查询展示信息中的待查询的公路软基路段信息关联对应的公路软基路段BIM模型；根据对应的公路软基路段BIM模型唯一标识ID与公路工程BIM或GIS中具体位置的对应关系，将对应的公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中相应位置处进行展示。可用于展示的软基路段信息包括：设计和施工数据(如设计图纸、施工工艺等)，健康状态数据(如沉降检测信息，时间信息等)。
较佳地，在公路工程GIS展示界面中，根据预先对公路软基路段处设置的颜色标记及对应链接，触发颜色标记处的对应链接调取对应公路软基路段BIM模型在新建窗口中进行加载展示；或，在公路工程BIM模型展示界面中，根据预先对公路软基路段处设置的颜色标记及对应链接，触发该颜色标记处的对应链接调取对应软基路段BIM模型在新建窗口中进行加载展示；或，在公路工程BIM和/或GIS系统的客户端查询界面中输入查询展示信息，查询展示信息中包括待查询公路软基路段信息，服务端根据待查询公路软基路段信息与公路软基路段BIM模型的对应关系，调取对应公路软基路段BIM模型推送给客户端，客户端在新建窗口中进行加载展示。
请参阅图6，本发明实施例公路软基路段沉降检测信息获取示意图。获取公路软基路段的沉降监测信息，附着在公路软基路段BIM模型上，当调取公路软基路段BIM模型展示时，将沉降监测信息附着在公路软基路段BIM模型上进行展示。
本实例中，获取公路软基路段的沉降监测信息，附着在公路软基路段BIM模型上。具体地，根据在公路软基路段的路基中桩或地质钻孔的相应位置处预埋沉降测量装置，建立沉降测量装置模型；根据沉降监测装置埋设相应桩或地质钻孔的位置，添加至公路软基路段的BIM模型中的相应桩或地质钻孔位置处；获取沉降测量装置检测的沉降监测信息(即位置变化信息)，将公路软基路段地基的位置变化信息附着在公路软基路段BIM模型中相应桩或地质钻孔的位置处的沉降测量装置模型上。
较佳地，沉降测量装置中的定位装置记录的纬度数据、经度数据和高程数据；根据所述纬度数据、经度数据和高程数据获取所述公路软基路段地基的位置变化量，获取沉降测量装置中的陀螺仪记录的位置变化量和姿态变化量；根据所述位置变化量和姿态变化量分别对所述定位装置记录的纬度数据、经度数据和高程数据进行修正，确定公路软基路段的路基的位置变化信息。
为监测某公路软基路段的路基沉降监测信息，可在某软基路段的路基中相应桩或钻孔的位置处预先埋设沉降测量装置，对沉降测量装置检测的位置变化信息信息可通过预设的机电通讯设备进行采集存储。
本发明另一实施例提供一种基于BIM的公路软基路段查询系统，包括：客户端，用于向服务段发送公路软基路段的查询展示信息，接收服务端反馈的对应公路软基路段BIM模型进行展示；服务端，用于根据公路软基路段地基中桩或地质钻孔的数据进行建模，生成公路软基路段BIM模型，并对每个公路软基路段BIM模型设置唯一ID，建立与公路工程BIM或GIS的具体位置设立对应关系，根据公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型推送客户端。公路软基路段BIM模型可通过公路软基路段地基中桩或地质钻孔的数据进行建模生成。
所述服务端包括：模型生成模块，用于根据公路软基路段地基中桩或地质钻孔的数据进行建模，生成公路软基路段BIM模型，并对每个公路软基路段BIM模型设置唯一ID；关系建立模块，用于每个公路软基路段BIM模型的唯一ID与公路工程BIM或GIS的具体位置设立对应关系；查询响应模块，用于根据接收的公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型推送客户端。本实施例中基于BIM的公路软基路段查询系统对公路软基路段的查询处理，可详细参阅前文的方法实施例中所述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于BIM的公路软基路段查询方法，其特征在于，包括：
生成公路软基路段BIM模型，并对每个公路软基路段BIM模型设置唯一ID；
每个公路软基路段BIM模型的唯一ID与公路工程BIM或GIS的具体位置设立对应关系；
根据公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型，将公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中对应具体位置处进行展示，其中，所述查询展示信息包括待查询的公路软基路段信息；
包括：公路软基路段BIM模型根据公路软基路段地基中桩或地质钻孔的数据进行建模生成；
每个公路软基路段BIM模型的唯一ID，与公路工程BIM或GIS的具体位置设立对应关系，具体包括：公路工程BIM或GIS的具体位置包括公路软基路段的公路桩号区间段或者地理位置坐标范围区间；
每个公路软基路段BIM模型的唯一标示ID，通过软基路段的公路桩号区间段或者地理位置坐标范围区间，建立与公路工程BIM或GIS的具体位置对应关系；
根据收到的公路软基路段的查询展示信息，调取相应的公路软基路段BIM模型，将公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中对应具体位置处进行展示，具体包括：接收公路软基路段的查询展示信息，根据查询展示信息中的待查询的公路软基路段信息关联对应的公路软基路段BIM模型；
根据对应的公路软基路段BIM模型唯一标识ID与公路工程BIM或GIS中具体位置的对应关系，将对应的公路软基路段BIM模型加载至公路工程BIM或GIS中相应位置处进行展示；
公路软基路段BIM模型根据公路软基路段地基中桩或地质钻孔的数据进行建模生成，具体包括：以公路软基路段的路线设计线高程为基准，建立桩顶和基准之间的垫层模型；根据桩数据中的桩径、桩长在垫层下部建立桩的模型，并且为桩添加指定类型标签及材质；再结合桩数据中的桩间距、排桩方式、桩的种类生成公路软基路段的BIM模型；其中，桩的数据包括桩径、桩长、桩间距、排桩方式以及桩的种类；
根据公路软基路段地基中地质钻孔数据进行建模，生成公路软基路段BIM模型，具体包括：确定待建公路软基路段的地理位置范围，以及地理位置范围内的地质钻孔数据；以公路软基路段的路线设计线高程为基准，建立钻孔顶部和基准之间的垫层模型；再结合地质钻孔数据中的钻孔间距、地质钻孔中的桩的形状、地质钻孔中桩的尺寸，生成公路软基路段的BIM模型；其中，地质钻孔数据包括钻孔地理位置坐标、钻孔间距、以及地质钻孔中的桩形状、地质钻孔中桩的尺寸；
还包括：根据公路软基路段所处的桩号和/或实际的地理位置坐标范围，对每个公路软基路段BIM模型设置唯一的标识ID；
对每个路软基路段的BIM模型中的各构件进行编码，使每一个构件都有一个唯一对应的编码。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的公路软基路段查询方法，其特征在于，还包括：在公路工程GIS展示界面中，根据预先对公路软基路段处设置的颜色标记及对应链接，触发颜色标记处的对应链接调取对应公路软基路段BIM模型在新建窗口中进行加载展示；
或，在公路工程BIM模型展示界面中，根据预先对公路软基路段处设置的颜色标记及对应链接，触发该颜色标记处的对应链接调取对应软基路段BIM模型在新建窗口中进行加载展示；
或，在公路工程BIM和/或GIS系统的客户端查询界面中输入查询展示信息，查询展示信息中包括待查询公路软基路段信息，服务端根据待查询公路软基路段信息与公路软基路段BIM模型的对应关系，调取对应公路软基路段BIM模型推送给客户端，客户端在新建窗口中进行加载展示。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的公路软基路段查询方法，其特征在于，还包括：获取公路软基路段的沉降监测信息，附着在公路软基路段BIM模型上，当调取公路软基路段BIM模型展示时，将沉降监测信息附着在公路软基路段BIM模型上进行展示。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的公路软基路段查询方法，其特征在于，获取公路软基路段的沉降监测信息，附着在公路软基路段BIM模型上，具体包括：根据在公路软基路段的路基中桩或地质钻孔的相应位置处预埋沉降测量装置，建立沉降测量装置模型；
根据沉降监测装置埋设相应桩或地质钻孔的位置，添加至公路软基路段的BIM模型中的相应桩或地质钻孔位置处；
获取沉降测量装置检测的位置变化信息，将公路软基路段地基的位置变化信息附着在公路软基路段BIM模型中相应桩或地质钻孔的位置处的沉降测量装置模型上。
5.根据权利要求4所述的基于BIM的公路软基路段查询方法，其特征在于，还包括：沉降测量装置中的定位装置记录的纬度数据、经度数据和高程数据；根据所述纬度数据、经度数据和高程数据获取所述公路软基路段地基的位置变化量，获取沉降测量装置中的陀螺仪记录的位置变化量和姿态变化量；
根据所述位置变化量和姿态变化量分别对所述定位装置记录的纬度数据、经度数据和高程数据进行修正，确定公路软基路段的路基的位置变化信息。
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