CN115861557A

CN115861557A - 一种基于bim+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法、系统及介质

Info

Publication number: CN115861557A
Application number: CN202211483369.3A
Authority: CN
Inventors: 王成; 万田涛; 陈铂; 严容飞; 钱明玮
Original assignee: MCC Wukan Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: MCC Wukan Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2022-11-24
Filing date: 2022-11-24
Publication date: 2023-03-28

Abstract

本申请涉及一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法、系统及介质，方法包括建立城市轨道交通车站BIM模型，得到车站模型的点云数据；对三维激光得到的点云数据进行处理，根据处理过后的点云数据对现有模型进行调整，还原现有车站现状；将修改后的BIM模型进行轻量化处理，上传至城市轨道交通监控系统中；对比竣工图纸及通过三维扫描辅助修改的BIM模型，对原有系统图进行比对修改，上传至城市轨道交通监控系统中；通过现场设备接口获取现场运行状态信息，将现场设备运行状态信息在城市轨道交通监控系统二三维场景中进行二三维场景的联动展示。本申请能够准确反应现场状态，有利于实施准确监控地铁多种场景。

Description

一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法、系统及介质

技术领域

本申请涉及城市轨道交通领域，具体涉及一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法、系统及介质。

背景技术

目前，城市轨道交通监控系统分为设备监控、视频监控以及火灾报警监控等，大多采用平面示意图的方式进行监控，实现对车站设备，现场情况的监控及命令的下发。

另外对于很多早期地铁站，运营以来经过多次多专业更新改造，车站竣工图与现有车站存在较大的差异。

现有的监控系统无法直观、简洁、条理分明的展示和指导操作，无法适用于现代化发展的车站综合场景，不利于调度员的协同指挥和分析决策。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法、系统及介质，利用三维BIM实现车站精细化数字展现，准确反应现场状态，有利于实施准确监控地铁多种场景，有利于地铁工作人员更为高效的解决车站内的突发状况。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法，包括以下具体步骤：

S1.基于竣工图建立城市轨道交通车站BIM模型；

S2.对车站土建机电及设备进行三维激光扫描，得到车站模型的点云数据；

S3.对三维激光得到的点云数据进行处理，根据处理过后的点云数据对现有模型进行调整，还原现有车站现状；

S4.将修改后的BIM模型进行轻量化处理，上传至城市轨道交通监控系统中；

S5.对比竣工图纸及通过三维扫描辅助修改的BIM模型，对原有系统图进行比对修改，上传至城市轨道交通监控系统中；

S6.通过现场设备接口获取现场运行状态信息，将现场设备运行状态信息在城市轨道交通监控系统二三维场景中进行二三维场景的联动展示。

所述步骤S1中，基于竣工图纸建立城市轨道交通车站BIM模型，包含建筑、结构、风管、电气、消防，通信、信号专业的BIM模型及相应设备BIM模型。

所述步骤S3中，将三维激光扫描得到的点云数据经过噪声点的剔除和失真点的查找、数据精简、数据的平滑处理及数据拼合对齐后，根据项目基点位置导入至根据竣工图建立的车站BIM模型中，并依据点云数据对已建立BIM模型进行调整，精细化还原现有车站现状。

第二方面，本申请实施例提供一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控系统，包括，

模型管理模块，将根据竣工图进行正向建模及三维扫描逆向复核后的模型进行轻量化处理，上传至模型管理模块，构建城市轨道交通三维数据模型；

二维系统图存储模块，将对比修改之后的二维系统图上传至二维系统存储模块，并通过与设备及BIM模型的联动关系，以对应安全等级的模型颜色和二维系统图标识功能，呈现于二三维展示模块；

设备监控数据接口模块，通过网络连接至现场监控设备，获取现场设备的设备运行状态、运行诊断结果，并将历史诊断分析数据归类统计，便于输出报表、查询和综合分析；

视频监控接口模块，通过网络连接现场视频监控设备，获取现场视频监控数据，并对视频监控数据进行有时限的存储及覆盖；

二三维展示模块，根据BIM模型的工程逻辑关系的应用，对应相应设备的准确位置，将车站二维图纸及现实车站数字化展现在二三维展示模块中，通过定位功能同时在二、三维视图上两显，实时可视化监控设备状态，精确定位设备及监控位置，二维视图与三维视图结合展示，将城市轨道交通车站进行数字化呈现。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过三维扫描进行逆向复核，实现城市轨道交通车站完整数字化呈现；通过基于BIM的城市轨道交通监控系统实现三维场景精细化展示，能够准确反应现场状态，有利于实施准确监控地铁多种场景，有利于地铁工作人员更为高效的解决车站内的突发状况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的可视化展示界面图。

图3是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

术语“第一”、“第二”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

实施例1：

如图1所示，一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法，包括以下具体步骤：

S1.基于竣工图建立城市轨道交通车站BIM模型；

本申请的方法实现的可视化展示如图2所示的界面。

进一步的，在步骤S1中，选用Autodesk Revit软件进行模型建立，设立项目转悠样板，根据竣工图纸建立城市轨道交通车站BIM模型，包含建筑、结构、风管、电气、消防，通信、信号等专业的BIM模型及相应设备BIM模型，实现既有车站的数字化。

在步骤S2中，选用三维激光扫描仪，例如Surphaser、I-site和Leica等，设立好项目基点后，通过三点法逐步对车站进行三维扫描，采集车站点云数据。

在步骤S3中，将三维激光扫描得到的点云数据经过噪声点的剔除和失真点的查找、数据精简、数据的平滑处理及数据拼合对齐后，根据项目基点位置导入至根据竣工图建立的车站BIM模型中，并依据点云数据对已建立BIM模型进行调整，精细化还原现有车站现状。

在步骤S4中，将优化调整后的BIM模型通过BIMMAKE进行轻量化处理，上传至城市轨道交通监控系统模型管理模块。

在步骤S5中，对比竣工图纸及通过三维扫描辅助修改的BIM模型，对原有系统图进行比对修改，上传至城市轨道交通监控系统中。

在步骤S6中，通过现场设备接口获取现场运行状态信息，将现场设备运行状态信息在城市轨道交通监控系统二三维场景中进行二三维场景的联动展示。

实施例2：

如图3所示，一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控系统，所述系统包括：

模型管理模块1，将根据竣工图进行正向建模及三维扫描逆向复核后的模型进行轻量化处理，上传至模型管理模块，构建城市轨道交通三维数据模型；

二维系统图存储模块2，将对比修改之后的二维系统图上传至二维系统存储模块，并通过与设备及BIM模型的联动关系，以对应安全等级的模型颜色和二维系统图标识功能，呈现于二三维展示模块。

设备监控数据接口模块3，通过网络连接至现场监控设备，获取现场设备的设备运行状态、运行诊断结果，并将历史诊断分析数据归类统计，便于输出报表、查询和综合分析。

视频监控接口模块4，通过网络连接现场视频监控设备，获取现场视频监控数据，并对视频监控数据进行有时限的存储及覆盖。

二三维展示模块5，根据BIM模型的工程逻辑关系的应用，对应相应设备的准确位置，将车站二维图纸及现实车站数字化展现在二三维展示模块中，通过定位功能同时在二、三维视图上两显，实时可视化监控设备状态，精确定位设备及监控位置，二维视图与三维视图结合展示，将城市轨道交通车站进行数字化呈现。

实施例3，一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质分为两个层级，第一层级由处理器直接控制，它提供计算机程序执行的空间场地，并在计算机程序运行过程中提供重定位、实时保护和共享等功能。第二层级负责持久化保存计算机数据和程序，它经由输入/输出模块与处理器和第一层级实现数据交互和转移。所需计算机执行如上述的基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法及系统的步骤。

本申请通过三维扫描进行逆向复核，实现城市轨道交通车站完整数字化呈现；通过基于BIM的城市轨道交通监控系统实现三维场景精细化展示，能够准确反应现场状态，有利于实施准确监控地铁多种场景，有利于地铁工作人员更为高效的解决车站内的突发状况。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。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、嵌入式处理机或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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1.基于竣工图建立城市轨道交通车站BIM模型；

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法，其特征在于，所述步骤S1中，基于竣工图纸建立城市轨道交通车站BIM模型，包含建筑、结构、风管、电气、消防，通信、信号专业的BIM模型及相应设备BIM模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法，所述步骤S3中，将三维激光扫描得到的点云数据经过噪声点的剔除和失真点的查找、数据精简、数据的平滑处理及数据拼合对齐后，根据项目基点位置导入至根据竣工图建立的车站BIM模型中，并依据点云数据对已建立BIM模型进行调整，精细化还原现有车站现状。

4.一种基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控系统，其特征在于，包括，

5.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-3任一项所述的基于BIM+三维扫描辅助城市轨道交通监控方法的步骤。