CN114996800A - 一种基于bim软件的城市道路安全评估方法及系统 - Google Patents

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朱孟君
张鸿鸣
王志军
郭玉金
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Abstract

本发明属于城市道路安全评估技术领域，具体提供了一种基于BIM软件的城市道路安全评估方法，包括以下步骤：利用无人机进行航拍，获取点云数据；建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。该方案利用BIM技术，建立设计阶段与三维地形模型整合的城市道路总装模型，通过BIM的可视化还原与虚拟驾驶的沉浸式体验，利用仿真驾驶场景，能快速、高效、合理的进行不同工况下的道路安全评估，极大的提高了评估效率；并且结合评价结论，有针对性的优化设计方案，减少城市道路后期运营安全隐由。

Description

一种基于BIM软件的城市道路安全评估方法及系统
技术领域
本发明涉及城市道路安全评估技术领域，更具体地，涉及一种基于BIM软件的城市道路安全评估方法及系统。
背景技术
目前，城市道路二维设计成果难以对项目运营安全性进行有效评估，多采用对设计指标取值合规性检查及公式计算方式进行验算。但实际城市道路空间关系复杂、影响因素众多，理论公式难以计算所有的影响因子，更无法模拟在夜晚、雨天、对向车灯炫光等不同状况。
建筑信息模型(BIM模型)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM模型具有可视化，比较直观的优点，目前BIM 的应用也越来越多，但是仍然具有实现不了像实体模型可以直接触摸操作的缺点，因而难以实现在施工过程中进行有效的监测并对可能出现的各类风险进行防范及控制。
随着我国城市道路快速发展，对交通安全的需求与日俱增，有效在城市道路安全评估领域充分利用BIM技术形成完整的应用评估体系是十分必要的。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的城市道路安全评估效果差的技术问题。
本发明提供了一种基于BIM软件的城市道路安全评估方法，包括以下步骤：
S1，利用无人机进行航拍，获取点云数据；
S2，建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；
S3，根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；
S4，根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。
优选地，所述S2具体包括：
通过Recap软件将采集的点云数据生成三维点云模型；使用 InfraWorks软件处理所述三维点云模型，以将三维点云模型转换为三维地形模型。
优选地，所述S3具体包括：
根据城市道路设计图纸，使用Civil 3D、Revit软件建立城市道路BIM 模型，将模型导入到InfraWorks软件并与所述三维地形模型完成整合，形成总装BIM模型。
优选地，所述S4中安全评估包括：
线形指标评价、速度连续性分析、速度一致性分析、速度梯度分析视距分析、交通量分析，对交通标志布设合理性、虚拟驾驶行车安全性险、行车舒适性进行定性评估。
优选地，所示S4具体包括：
在Civil 3D软件中利用城市道路BIM模型进行线形指标评价、速度连续性分析、速度一致性分析和速度梯度分析；
在InfraWorks软件中利用视距分析功能进行视距分析；利用交通模拟功能进行交通量分析；利用故事板编辑功能，通过虚拟驾驶漫游动画体验，结合时间、天气、风速、日照的环境信息，对交通标志布设合理性、虚拟驾驶行车安全性险、行车舒适性进行定性评估。
优选地，所示S4之后还包括：根据评估结果，对城市道路设计中存在安全隐患的路段及时进行设计修改。
本发明还提供了一种基于BIM软件的城市道路安全评估系统，所述系统用于实现基于BIM软件的城市道路安全评估方法，包括：
数据采集模块，用于利用无人机进行航拍，获取点云数据；
模型建立模块，用于建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；
评估模块，用于根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。
本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现基于BIM软件的城市道路安全评估方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现基于BIM软件的城市道路安全评估方法的步骤。
有益效果：本发明提供的一种基于BIM软件的城市道路安全评估方法，包括以下步骤：利用无人机进行航拍，获取点云数据；建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。该方案利用BIM技术，建立设计阶段与三维地形模型整合的城市道路总装模型，通过BIM的可视化还原与虚拟驾驶的沉浸式体验，利用仿真驾驶场景，能快速、高效、合理的进行不同工况下的道路安全评估，极大的提高了评估效率；并且结合评价结论，有针对性的优化设计方案，减少城市道路后期运营安全隐由。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于BI M软件的城市道路安全评估方法的流程图；
图2为本发明提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；
图3为本发明提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明提供的一种基于BIM软件的城市道路安全评估方法，包括以下步骤：
S1，利用无人机进行航拍，获取点云数据；
S2，建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；
S3，根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；
S4，根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。
该方案利用BIM技术，建立设计阶段与三维地形模型整合的城市道路总装模型，通过BIM的可视化还原与虚拟驾驶的沉浸式体验，利用仿真驾驶场景，能快速、高效、合理的进行不同工况下的道路安全评估，极大的提高了评估效率；并且结合评价结论，有针对性的优化设计方案，减少城市道路后期运营安全隐由。
本发明实施例还提供了一种基于BIM软件的城市道路安全评估系统，所述系统用于实现基于BIM软件的城市道路安全评估方法，包括：
数据采集模块，用于利用无人机进行航拍，获取点云数据；
模型建立模块，用于建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；
评估模块，用于根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。
在一个具体的实施场景中：
以设计阶段的BIM模型成果为载体，进行城市道路安全评估。利用无人机进行点云数据的获取，使用Recap、InfraWorks、Civil 3D、Revit 建立点云模型、地形模型、城市道路BIM模型；将建立的各项模型导入InfraWorks中进行总装，进行线形指标评价、速度连续性分析、速度一致性分析、速度梯度分析视距分析、交通量分析，对交通标志布设合理性、虚拟驾驶行车安全性险、行车舒适性进行定性评估，最终完成城市道路安全评估。如图1所示，具体方案实施如下：
步骤1，通过多条规划飞行航线，利用无人机多角度、多方向进行航拍，获取点云数据。
通过Recap软件将采集的点云数据进行处理，剔除点云异常点，生成三维点云模型。
使用InfraWorks软件的“点云地形”、“点云建模”等相关功能处理Recap软件生成的三维点云模型，将三维点云模型中的地形、地物转换为三维地形模型。
步骤2，根据城市道路设计图纸相关平面、纵断面、横断面、交叉口数据，使用Civil3D软件路线、路网、道路组装功能，建立城市道路路基路面BIM模型。
根据城市道路桥梁、隧道、附属设施设计图纸相关数据，使Revit 软件建立城市道路桥梁、隧道、交通标志、防护设施BIM模型。
将Civil 3D软件建立的路基路面模型和Revit软件建立的桥梁、隧道、交通标志、防护设施模型导入到InfraWorks软件与三维地形模型完成整合，形成总装BIM模型。
步骤3，在Civil 3D软件通过二次开发提取相应的路线设计信息，结合规范标准进行线形指标评价、速度连续性分析、速度一致性分析和速度梯度分析。
在InfraWorks软件中利用视距分析功能进行视距分析；利用交通模拟功能进行交通量分析；利用故事板编辑功能，通过虚拟驾驶漫游动画体验，结合时间、天气、风速、日照等环境信息，对交通标志布设合理性、虚拟驾驶行车安全性险、行车舒适性进行定性评估。
步骤4，根据评估结果，对城市道路设计中存在安全隐患的路段及时进行设计修改。
请参阅图2为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图2所示，本发明实施例提了一种电子设备，包括存储器1310、处理器1320及存储在存储器1310上并可在处理器1320上运行的计算机程序1311，处理器1320执行计算机程序1311时实现以下步骤：S1，利用无人机进行航拍，获取点云数据；
S2，建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；
S3，根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；
S4，根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。
请参阅图3为本发明提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。如图3所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质1400，其上存储有计算机程序1411，该计算机程序1411被处理器执行时实现如下步骤：S1，利用无人机进行航拍，获取点云数据；
S2，建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；
S3，根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；
S4，根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于BIM软件的城市道路安全评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，利用无人机进行航拍，获取点云数据；
S2，建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；
S3，根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；
S4，根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。
2.根据权利要求1所述的基于BIM软件的城市道路安全评估方法，其特征在于，所述S2具体包括：
通过Recap软件将采集的点云数据生成三维点云模型；使用InfraWorks软件处理所述三维点云模型，以将三维点云模型转换为三维地形模型。
3.根据权利要求1所述的基于BIM软件的城市道路安全评估方法，其特征在于，所述S3具体包括：
根据城市道路设计图纸，使用Civil 3D、Revit软件建立城市道路BIM模型，将模型导入到InfraWorks软件并与所述三维地形模型完成整合，形成总装BIM模型。
4.根据权利要求1所述的基于BIM软件的城市道路安全评估方法，其特征在于，所述S4中安全评估包括：
线形指标评价、速度连续性分析、速度一致性分析、速度梯度分析视距分析、交通量分析，对交通标志布设合理性、虚拟驾驶行车安全性险、行车舒适性进行定性评估。
5.根据权利要求1所述的基于BIM软件的城市道路安全评估方法，其特征在于，所示S4具体包括：
在Civil 3D软件中利用城市道路BIM模型进行线形指标评价、速度连续性分析、速度一致性分析和速度梯度分析；
在InfraWorks软件中利用视距分析功能进行视距分析；利用交通模拟功能进行交通量分析；利用故事板编辑功能，通过虚拟驾驶漫游动画体验，结合时间、天气、风速、日照的环境信息，对交通标志布设合理性、虚拟驾驶行车安全性险、行车舒适性进行定性评估。
6.根据权利要求1所述的基于BIM软件的城市道路安全评估方法，其特征在于，所示S4之后还包括：根据评估结果，对城市道路设计中存在安全隐患的路段及时进行设计修改。
7.一种基于BIM软件的城市道路安全评估系统，其特征在于，所述系统用于实现如权利要求1-6任一项所述的基于BIM软件的城市道路安全评估方法，包括：
数据采集模块，用于利用无人机进行航拍，获取点云数据；
模型建立模块，用于建立三维点云模型、三维地形模型、城市道路BIM模型；根据城市道路设计图纸，将各模型整合形成总装BIM模型；
评估模块，用于根据所述总装BIM模型对城市道路进行评估。
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现如权利要求1-6任一项所述的基于BIM软件的城市道路安全评估方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的基于BIM软件的城市道路安全评估方法的步骤。
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