CN116610644B - 一种机场道面系统数据存储方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于数据存储技术领域，公开了一种机场道面系统数据存储方法及系统。该方法包括：获取机场道面基础信息，以及上报当前机场道面情况；建立精细化的机场道面信息库；对机场道面信息库进行检查，创建机场道面3D模型；形成BIM模型；将机场道面区域信息保存至后端MongoDB数据库；根据渲染结果判断上报的当前机场道面情况是否存在故障。本发明采用MongoDB面向文档的数据库管理系统，能保证机场道面BIM模型的能正常存储和处理；掩盖了BIM模型渲染的细节，在不失可用性的前提下，保持极高的性能，速度很快，预览BIM模型时展示渲染稳定、无模糊展示现象。
Description
技术领域
本发明属于数据存储技术领域，尤其涉及一种机场道面系统数据存储方法及系统。
背景技术
机场道面管理随着电子化、信息化技术与民航业的高速发展逐步从人工经验管理模式到数字化管理模式迈进。以往纸质保存的道面建设资料、图纸等数据因不便查阅利用，也逐步转化为以GIS系统、CAD文件、电子扫描等形式实现数字化管理。机场道面建成后，道面的日常巡检、维修、监测、健康检测，不但需要基础信息的存储、传递，还需采用数字化技术进行管理及可视化分析。
BIM技术已成熟应用于建筑工程行业，现有技术利用BIM与WebGL技术实现机场道面3D建模和数据可视化应用，但其系统所用数据库存储未做特殊要求，普通数据库如Oracle、Mysql等面对大文件不能满足大型数据文件的加载与模型渲染需求。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：（1）现有技术机场道面3D模型文件信息量大，占用内存多，使得机场道面BIM模型不能正常存储和处理信息速度慢；（2）现有技术预览BIM模型时展示渲染不稳定，展示的画面模糊。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种机场道面系统数据存储方法及系统，具体涉及一种基于BIM与MongoDB的机场道面系统数据存储方法。采用MongoDB(Mongo Database是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引)文档型数据库，将3D模型文档作为数据存储的基本单元，结合BIM技术、WebGL技术，提高可视化渲染的稳定性，实现大文件存储功能。
所述技术方案如下：一种机场道面系统数据存储方法包括以下步骤：
S1，获取机场道面基础信息，以及上报当前机场道面情况；
S2，基于机场道面基础信息，获取机场跑道几何数据与结构数据信息，根据项目信息建立精细化的机场道面信息库；
S3，对机场道面信息库进行检查，检查内容包括机场道面几何信息数据、结构数据与待管理机场道面是否一致，若合规转入步骤S4，否则返回步骤S2；
S4，结合已确认合规的机场道面信息库，创建机场道面BIM模型；
S5，步骤S4中机场道面BIM模型导出后转换格式，形成.FBX格式文件；
S6，维护机场道面区域信息，上传步骤S5中生成的.FBX类型模型文件；
S7，根据BIM模型文件，将机场道面区域信息保存至后端MongoDB数据库；
S8，选定滑行道道面区域，前端进行渲染展示机场道面，根据渲染结果判断步骤S1上报的当前机场道面情况是否存在故障。
进一步的，在步骤S1中，根据机场道面管理系统需求，构建道面基础数据模块，获取机场道面基础信息，
以及构建道面故障上报模块，用于机场巡视过程中上报机场道面故障情况。
进一步的，在步骤S2中项目信息包括机场道面几何信息数据与结构数据；机场道面几何信息数据包括道面的坡度、平面尺寸、剖面信息，结构数据包括道面结构材料与结构尺寸信息。
进一步的，在步骤S4中利用REVIT软件创建机场道面BIM模型的步骤包括：
创建道路文件，在revit中选定道路模板，创建一个新的道路文件；
创建道面轮廓，使用revit中的“道路轮廓”工具创建道路的界面，根据已有数据选择合适的道路类型，设置宽度、高度、坡度等；
添加道路元素，使用revit中的道路元素工具添加道路中的路缘石、标线等；
设置材质和纹理，使用revit中的道路模型设置材质和纹理；
文件保存输出，revit安装Navisworks Manage插件，利用navisworks导出nwc格式文件。
进一步的，在步骤S5中通过Revit转换格式，形成BIM模型包括：
revit打开步骤S4中的BIM模型的nwc格式文件，利用navisworks导出fbx格式文件；
在步骤S6中，通过设计的“道面区域”基础数据模块，编辑录入道面区域相关信息，所述道面区域相关信息包括：道面名称、道面类型、地图区域、使用材料、BIM模型。
进一步的，在步骤S7利用处理大文件的方法处理后的BIM模型文件二进制格式数据保存至后端MongoDB数据库中。
进一步的，处理大文件的方法包括：
（1）将要存储的BIM模型文件分成若干块儿，每一块作为一个单独的文档存储，每块默认大小为256k；用fs.files与fs.chunks两个集合存储一个文件；
（2）保存BIM模型文件：如果BIM模型文件大于chunksize，则把BIM模型文件分割成多个chunk（组块），再把这些chunk（组块）保存到fs.chunks中，最后再把文件信息存入到fs.files中；
（3）读取BIM模型文件：根据查询的条件，在fs.files中找到对应的文档，得到_id的值，再据这个值到fs.chunks中查找所有files_id为_id的chunk，并按1,2,3,...,n排序，最后依次读取chunk中data对象的内容，还原成原来的文件。
进一步的，在步骤（1）中所述每一块作为一个单独的文档存储包括：（a）引入文件服务；（b）存储文件。
进一步的，在步骤S8中，前端采用ThreeJS技术进行渲染展示，渲染过程包括：（i）引入three.js；（ii）引入外部模型；（iii）初始化操作，包括创建场景、创建光源、创建相机、创建渲染器、创建控件对象、加载模型，最后渲染-render。
本发明另一目的在于提供一种机场道面系统数据存储系统，包括：
道面基础数据模块，用于根据机场道面管理系统需求，获取机场道面基础信息，
道面故障上报模块，用于机场巡视过程中上报机场道面故障情况；
机场道面信息库建立模块，用于基于机场道面基础信息，获取机场跑道几何数据与结构数据信息，根据项目信息建立精细化的机场道面信息库；
以及对机场道面信息库进行检查，检查内容包括机场道面几何信息数据、结构数据与待管理机场道面是否一致；
机场道面3D模型创建模块，用于结合已确认合规的机场道面信息库，创建机场道面3D模型；
BIM模型形成模块，用于机场道面3D模型导出后转换格式，形成BIM模型；以及维护机场道面区域信息，上传生成的BIM模型文件；
后端MongoDB数据库，用于根据BIM模型文件，包括机场道面区域信息；
渲染模块，用于选定滑行道道面区域，前端进行渲染展示机场道面，根据渲染结果判断上报的当前机场道面情况是否存在故障。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明针对机场道面故障设计机场道面系统故障任务管理模块，包括故障新增、派工、上报、审核功能，其中故障新增需关联道面区域，因此配合设计道面区域管理模块用以维护道面区域相关数据。新增道面区域数据时上传BIM模型文件，道面故障管理中新增故障任务，选定道面区域即可点击查看与之相关的BIM模型，加载时间短、画面清晰。
现有技术机场道面3D模型文件信息量大，占用内存多，本发明采用MongoDB面向文档的数据库管理系统，能保证机场道面BIM模型的能正常存储和处理；掩盖了BIM模型渲染的细节，在不失可用性的前提下，保持极高的性能，速度很快，预览BIM模型时展示渲染稳定、无模糊展示现象。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理；
图1是本发明实施例提供的机场道面系统数据存储方法流程图；
图2是本发明实施例提供的机场跑道几何结构图；
图3是本发明实施例提供的机场跑道BIM模型渲染效果图；
图4是本发明实施例提供的机场道面系统数据存储系统示意图；
图中：1、道面基础数据模块；2、道面故障上报模块；3、机场道面信息库建立模块；4、机场道面3D模型创建模块；5、BIM模型形成模块；6、后端MongoDB数据库；7、渲染模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明针对机场道面故障设计机场道面系统故障任务管理模块，包括故障新增、派工、上报、审核功能，其中故障新增需关联道面区域，因此配合设计道面区域管理模块用以维护道面区域相关数据。新增需关联道面区域数据时上传BIM模型文件，道面故障管理中新增故障任务，选定道面区域即可点击查看与之相关的BIM模型，加载时间短、画面清晰。
实施例1，如图1所示，本发明实施例提供的机场道面系统数据存储方法，对大型BIM模型文件的存储与处理，保证前端高速、精确渲染，呈现较好的视觉效果，具体包括以下步骤：
S1，根据机场道面管理系统需求分析，设计了系统的功能模块：道面基础数据模块、道面故障上报模块，用于机场人员日常巡视过程中上报道面故障情况；
S2，获取机场跑道几何与结构数据信息，根据项目信息建立精细化的机场道面信息库；其中项目信息包括机场道面几何信息数据与结构数据。
机场道面几何信息数据应反映真实道面的坡度、平面尺寸、剖面信息，结构数据包括道面结构材料与结构尺寸信息；如图2所示；
S3，对机场道面信息库进行合规性检查；
检查内容包括机场道面几何信息数据、结构数据与待管理机场道面是否一致，若合规转入步骤S4，否则返回步骤S2；
S4，结合已确认合规的机场道面信息库，利用REVIT软件创建机场道面BIM模型；
其中，Revit是一套系列软件的名称。Revit系列软件是为建筑信息模型（BIM）构建的，可帮助建筑设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。Revit是建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一；
创建机场道面BIM模型的步骤包括：
创建道路文件，在revit中选定道路模板，创建一个新的道路文件；
创建道面轮廓，使用revit中的“道路轮廓”工具创建道路的界面，根据已有数据选择合适的道路类型，设置宽度、高度、坡度等；所述合适的道路类型包括水泥滑行道；
添加道路元素，使用revit中的道路元素工具添加道路中的路缘石、标线等；
设置材质和纹理，使用revit中的道路模型设置材质和纹理；
文件保存输出，revit安装Navisworks Manage插件，利用navisworks导出nwc格式文件；
S5，通过Revit转换格式，形成BIM模型的.FBX格式文件；
其中，.FBX文件是一个以Autodesk Filmbox格式保存的三维模型。它可以在各种数字建模和内容创建程序中使用和共享，包括Autodesk的应用程序套件；
形成BIM模型的.FBX格式文件步骤包括：revit打开步骤S4中的BIM模型的nwc格式文件，利用navisworks导出fbx格式文件；
S6，维护机场道面区域信息，上传步骤S5中生成的.FBX类型模型文件；
其中，系统设计“道面区域”基础数据模块，编辑录入道面区域相关信息包括：道面名称、道面类型、地图区域（地图中勾画区域范围）、使用材料、BIM模型（上传BIM模型文件）；
S7，上传BIM模型，且道面区域信息保存成功后，数据保存至后端MongoDB数据库；
本发明实施例中，MongoDB的文档以BSON格式存储，支持二进制数据类型，所以，可以把文件的二进制格式的数据直接保存到MongoDB的文档中，但是每个文档的长度是有限制的，而一般上传的图片、视频等文件又比较大。针对这种情况，MongoDB提供了一种处理大文件的方法——GridFS。
实现原理包括：
（1）将要存储的文件分成若干块儿，每一块作为一个单独的文档来存储，每块默认大小为256k。用两个集合来存储一个文件：fs.files与fs.chunks；
fs.files存放文件信息包括：
id:唯一标识，
length：文件总长度，
chunksize：块的大小，默认为256k；
uploadDate：时间戳。
md5：文件内容的md5校验和，值由服务器端生成，用于计算上传块的md5校验和，用户可以校验md5的值确保文件正确上传。
contentType：文件类型。还可以添加其他键来标识这个文件,例如，可以是上传者的信息。
fs.chunks：存放文件的数据包括：
id：唯一标识；
files_id：文件集合中的_id；
n:文件的第几个块儿；
data：文件的二进制数据。
（2）保存文件的流程：
如果文件大于chunksize，则把文件分割成多个chunk，再把这些chunk保存到fs.chunks中，最后再把文件信息存入到fs.files中。
（3）读取文件的流程：根据查询的条件，在fs.files中找到对应的文档，得到“_id”的值，再据这个值到fs.chunks中查找所有“files_id”为“_id”的chunk，并按“n”排序，最后依次读取chunk（组块）中“data”对象的内容，还原成原来的文件。
在本发明实施例中，机场跑道.fbx文件存储过程如下：
（a）引入文件服务：系统引入文件服务；
（b）存储文件：通过文件路径查找BIM文件，上传文件后，存储至MongoDB数据库中；
S8，机场工作人员日常巡视过程中发现道面故障，手动上报故障任务，新增故障任务。
选定滑行道道面区域后，点击“BIM模型查看”，前端采用ThreeJS技术进行渲染展示，展示效果如图3所示。
在本发明实施例中，渲染过程如下：
引入three.js:系统前端引入3D引擎‘three.js’；
（ii）引入外部模型:通过文件路径‘three/examples/jsm/loaders/FBXLoader’，引入BIM模型文件；
（iii）初始化操作，包括创建场景、创建光源、创建相机、创建渲染器、创建控件对象、加载模型，最后渲染-render。
实施例2，如图4所示，本发明实施例提供一种机场道面系统数据存储系统，包括：
道面基础数据模块1，用于根据机场道面管理系统需求，获取机场道面基础信息，
道面故障上报模块2，用于机场巡视过程中上报机场道面故障情况；
机场道面信息库建立模块3，用于基于机场道面基础信息，获取机场跑道几何数据与结构数据信息，根据项目信息建立精细化的机场道面信息库；
以及对机场道面信息库进行检查，检查内容包括机场道面几何信息数据、结构数据与待管理机场道面是否一致；
机场道面3D模型创建模块4，用于结合已确认合规的机场道面信息库，创建机场道面3D模型；
BIM模型形成模块5，用于机场道面3D模型导出后转换格式，形成BIM模型；以及维护机场道面区域信息，上传生成的BIM模型文件；
后端MongoDB数据库6，用于根据BIM模型文件，包括机场道面区域信息；
渲染模块7，用于选定滑行道道面区域，前端进行渲染展示机场道面，根据渲染结果判断上报的当前机场道面情况是否存在故障。
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述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种机场道面系统数据存储方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1，获取机场道面基础信息，以及上报当前机场道面情况；
S2，基于机场道面基础信息，获取机场跑道几何数据与结构数据信息，根据项目信息建立精细化的机场道面信息库；
S3，对机场道面信息库进行检查，检查内容包括机场道面几何信息数据、结构数据与待管理机场道面是否一致，若合规转入步骤S4，否则返回步骤S2；
S4，结合已确认合规的机场道面信息库，创建机场道面BIM模型；
S5，步骤S4中机场道面BIM模型导出后转换格式，形成.FBX格式文件；
S6，维护机场道面区域信息，上传步骤S5中生成的.FBX类型模型文件；
S7，根据.FBX文件类型的BIM模型文件，将机场道面区域信息保存至后端MongoDB数据库；
S8，选定滑行道道面区域，前端进行渲染展示机场道面，根据渲染结果判断步骤S1上报的当前机场道面情况是否存在故障；
在步骤S7利用处理大文件的方法处理后的BIM模型文件二进制格式数据保存至后端MongoDB数据库中；
处理大文件的方法包括：
(1)将要存储的BIM模型文件分成若干块儿，每一块作为一个单独的文档存储，每块默认大小为256k；用fs.files与fs.chunks两个集合存储一个文件；
(2)保存BIM模型文件：如果BIM模型文件大于chunksize，则把BIM模型文件分割成多个chunk，再把这些chunk保存到fs.chunks中，最后再把文件信息存入到fs.files中；
(3)读取BIM模型文件：根据查询的条件，在fs.files中找到对应的文档，得到_id的值，再据这个值到fs.chunks中查找所有files_id为_id的chunk，并按1,2,3...n排序，最后依次读取chunk中data对象的内容，还原成原来的文件。
2.根据权利要求1所述的机场道面系统数据存储方法，其特征在于，在步骤S1中，根据机场道面管理系统需求，构建道面基础数据模块，获取机场道面基础信息，以及构建道面故障上报模块，用于机场巡视过程中上报机场道面故障情况。
3.根据权利要求1所述的机场道面系统数据存储方法，其特征在于，在步骤S2中项目信息包括机场道面几何信息数据与结构数据；机场道面几何信息数据包括道面的坡度、平面尺寸、剖面信息，结构数据包括道面结构材料与结构尺寸信息。
4.根据权利要求1所述的机场道面系统数据存储方法，其特征在于，在步骤S4中利用REVIT软件创建机场道面BIM模型包括：
创建道路文件，在revit中选定道路模板，创建一个新的道路文件；
创建道面轮廓，使用revit中的道路轮廓工具创建道路的界面，根据已有数据选择合适的道路类型，设置宽度、高度、坡度；所述合适的道路类型包括水泥滑行道；
添加道路元素，使用revit中的道路元素工具添加道路中的路缘石、标线；
设置材质和纹理，使用revit中的道路模型设置材质和纹理；
文件保存输出，revit安装Navisworks Manage插件，利用navisworks导出nwc格式文件。
5.根据权利要求1所述的机场道面系统数据存储方法，其特征在于，在步骤S5中通过Revit转换格式，形成BIM模型包括：
revit打开步骤S4中的BIM模型的nwc格式文件，利用navisworks导出fbx格式文件；
在步骤S6中，通过设计的道面区域基础数据模块，编辑录入道面区域相关信息，所述道面区域相关信息包括：道面名称、道面类型、地图区域、使用材料、BIM模型。
6.根据权利要求1所述的机场道面系统数据存储方法，其特征在于，在步骤(1)中所述每一块作为一个单独的文档存储包括：(a)引入文件服务；(b)存储文件。
7.根据权利要求1所述的机场道面系统数据存储方法，其特征在于，在步骤S8中，前端采用ThreeJS技术进行渲染展示，渲染过程包括：(i)引入three.js；(ii)引入外部模型；(iii)初始化操作，包括创建场景、创建光源、创建相机、创建渲染器、创建控件对象、加载模型，最后渲染-render。
8.一种机场道面系统数据存储系统，其特征在于，实施权利要求1～7任意一项所述机场道面系统数据存储方法，该系统包括：
道面基础数据模块(1)，用于根据机场道面管理系统需求，获取机场道面基础信息，
道面故障上报模块(2)，用于机场巡视过程中上报机场道面故障情况；
机场道面信息库建立模块(3)，用于基于机场道面基础信息，获取机场跑道几何数据与结构数据信息，根据项目信息建立精细化的机场道面信息库；
以及对机场道面信息库进行检查，检查内容包括机场道面几何信息数据、结构数据与待管理机场道面是否一致；
机场道面3D模型创建模块(4)，用于结合已确认合规的机场道面信息库，创建机场道面3D模型；
BIM模型形成模块(5)，用于机场道面3D模型导出后转换格式，形成BIM模型；以及维护机场道面区域信息，上传生成的BIM模型文件；
后端MongoDB数据库(6)，用于根据BIM模型文件，包括机场道面区域信息；
渲染模块(7)，用于选定滑行道道面区域，前端进行渲染展示机场道面，根据渲染结果判断上报的当前机场道面情况是否存在故障。
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