虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作与管理方法技术

本发明专利技术公开了一种虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作与管理方法，技术步骤包括：高速铁路客运专线三维可视化平台建设、高速铁路客运专线设备运维信息模型建模、高速铁路客运专线设备运维信息模型管理和高速铁路客运专线设备运维信息应急响应。本发明专利技术能准确、详尽地描述设备及其运维状态，直观地查看设备所处位置、其周围地理环境及与邻近设备之间的空间关系，能对任意里程区间内设备及状态进行查询与统计，能够以空间分析、统计算法、数据库技术等辅助制定设备维修方案，在设备报警后，实现灾害点的快速定位，并结合道路网、居民区、医院、消防设施分布等信息辅助制定应急响应方案，有助于提高设备的管理效率和运行安全。

Production and management method of equipment operation and maintenance information model for high speed railway passenger dedicated line in virtual reality environment

The invention discloses a production and management method of high speed passenger railway equipment maintenance information model in a virtual reality environment, the technology comprises the following steps: high speed passenger railway 3D visualization platform construction, high-speed railway passenger dedicated line equipment maintenance information model, high speed railway passenger dedicated line equipment maintenance and management information model and high speed passenger railway equipment maintenance emergency response information. The invention can accurately, a detailed description of the equipment and the operation and maintenance of the state, to visualize the location of equipment, space between the surrounding geographical environment and adjacent equipment, can query and statistics of the equipment and the state of arbitrary mileage range, with spatial analysis, statistical methods, database technology and other auxiliary equipment maintenance set in the scheme, equipment alarm, locate disaster, and according to the road network, residential areas, hospitals, fire control facilities and distribution information auxiliary formulate emergency response plan, help to improve the management efficiency and the safe operation of equipment.

【技术实现步骤摘要】
虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作与管理方法
本专利技术属于铁路设备运行维护管理领域，特别是涉及一种虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作方法。
技术介绍
目前高速铁路客运专线设备运行维护工作以电子台账为基础在二维平台下进行，方式落后、效率低下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作与管理方法，将高速铁路客运专线设备、台账与运维实时状态数据进行信息模型化处理，采用数据库管理技术加以优化组织，放置于逼真的三维虚拟现实场景中进行管理，使用户直观地了解设备及其周边的地理环境状况，为设备检修提供丰富的信息支持。当设备发生事故报警时，快速排查事故原因，并根据事发地的周边资源(包括设备资源、国家公共资源等信息)进行快速应急响应。一种虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作与管理方法，包括以下步骤：S1)高速铁路客运专线三维可视化平台建设：获取基础地理数据，模拟竣工后地形，更新地形地貌；然后，采用金字塔技术分级组织基础地理数据和实体模型数据，实时绘制实体模型，从而实现海量地理数据和实体模型数据的优化组织和表达；将高速铁路客运专线运维管理所需二维信息以矢量的方式，经坐标转换后与三维地理场景融合，搭建完备的高速铁路客运专线三维可视化平台；S2)高速铁路客运专线设备运维信息模型建模：根据设备体量、需求、规范性和重复性差异分层次建立高速铁路客运专线设备信息模型，录入设备台账并建立台账表之间的关联及设备信息模型与台账关联，实现设备台账模型化；再通过接收与分析传感器数据，结合日常巡检与周期检修信息，实现设备实时状态模型化，构建完整的高速铁路客运专线设备运维信息模型；S3)高速铁路客运专线设备运维信息模型管理：将已建立的高速铁路客运专线设备运维信息模型导入步骤S1)搭建的高速铁路客运专线三维可视化平台中，建立信息模型与三维场景关联，然后进行基于空间运算的路径、距离与统计分析，依据三维场景内选取的起点、终点位置自动生成最短路径，实现空间距离分析，统计区域面积、资产和设备信息，自动生成报表；S4)高速铁路客运专线设备运维信息应急响应：根据设备报警快速定位，通过空间运算、统计分析、三维形象展示辅助方案决策，计算最佳救援路线，估算影响范围，绘制疏散、救援路线及居民撤离范围，为应急救援方案的制定提供辅助。而且，步骤S1)中，所述的高速铁路客运专线运维管理所需二维信息包括铁路中线、道路、植被、水系、境界、注记、电力、管线和救援疏散通道。而且，步骤S1)中，所述的S1-高速铁路客运专线三维可视化平台建设中采用高分辨率数码相机或机载激光雷达获取基础地理数据；采用金字塔技术分级组织基础地理数据和实体模型数据，根据当前浏览分辨率，计算视窗范围，即时加载相应的金字塔数据，从而实现海量地理数据和实体模型数据的优化组织和表达。而且，步骤S2)中，高速铁路客运专线设备运维信息模型建模包括设备信息模型建模、设备台账模型化和设备实时状态模型化三方面的内容；所述的设备台账模型化的步骤包括：第一步，在录入设备台账前，人工对高速铁路客运专线设备台账表的完备性和公有数据项进行规则化，包括表格完备性、列名注释规则化和数据格式规则化；第二步，批量自动录入表格和数据；第三步，采用松散的分级连接方式快速建立数据表间名称关联，建立所述的数据表间名称关联为建立名称检索表、名称汇总表和名称对应表；第四步，建立设备信息模型与台账关联。所述的设备实时状态模型化指接收视频监控、风速计、雨量计、异物侵限、变形监测等传感器数据，根据传感器与设备的里程值，建立传感器与设备关联，分析传感器实时数据，判断关联设备的实时状态，并结合日常巡检与周期检修信息予以补充和校正。而且，步骤S2)中，所述分层次建立高速铁路客运专线设备信息模型包括：对于体量大、要求高、信息丰富的重点设施采用手推式激光扫描方法获取外部形态、主体结构、内部设备设施的精细三维数据，人工辅助建模实现设备设施单体化与属性信息采集；对于体量小、要求高的设施根据设计与施工图纸采用建筑信息模型技术建模；对于体量大、要求高、规范性高的设施采用参数化建模技术建模；对于体量大、要求低、重复性高的设施建立通用模板形成模板库。而且，步骤S3)中，高速铁路客运专线设备运维信息模型管理中的建立信息模型与三维场景关联过程为：输入设备名称或选择台账中设备名称时，可快速定位到三维场景中的具体位置，查看该设备的外观和内部子设备、相关台账信息、周围地理环境及邻近设备；在三维场景中选择某个三维点位，查询该点位相关的设备名称，组成设备查询列表，从设备查询列表中确定待查询设备，查看其台账信息和设备实时状态信息。而且，步骤S4)中，高速铁路客运专线设备运维信息应急响应过程中根据设备报警快速定位后，查找的范围包括逃生设备、救援通道、疏散通道、消防设施、道路网、医院或者居民区。本专利技术的有益效果为：高速铁路客运专线设备运维信息模型技术是将建筑信息模型技术引入到高速铁路客运专线设备运维领域的一种技术，能准确、详尽地描述设备及其运维状态。本专利技术能够直观地查看设备所处位置、其周围地理环境以及与邻近设备之间的空间关系，能够对任意里程区间内设备及其状态进行查询与统计，能够以空间分析、统计算法、数据库技术等辅助制定设备维修方案，在设备报警后，实现灾害点的快速定位，并结合道路网、居民区、医院、消防设施分布等信息辅助制定应急响应方案，有助于提高设备的管理效率和运行安全。附图说明图1为本专利技术的制作与管理方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。如图1所示，一种虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作与管理方法包括以下步骤：S1)高速铁路客运专线三维可视化平台建设、S2)高速铁路客运专线设备运维信息模型建模、S3)高速铁路客运专线设备运维信息模型管理和S4)高速铁路客运专线设备运维信息应急响应。S1-高速铁路客运专线三维可视化平台建设：首先，采用高分辨率数码相机或机载激光雷达获取基础地理数据，经航测遥感软件处理及人工编辑后，得到数字正射影像(DOM，DigitalOrthophotoMap)与数字高程模型(DEM，DigitalElevationModel)，将数字正射影像与数字高程模型导入三维平台，建立虚拟三维地理环境，根据铁路工点设计图纸与施工图纸，对地理环境进行编辑，模拟竣工后地形，更新地形地貌；然后，采用金字塔技术分级组织基础地理数据和实体模型数据，具体为：对数字正射影像与数字高程模型根据分辨率进行采样，形成分辨率由粗到细、数据量由小到大的金字塔数据；根据需求对实体模型的三维网格数据进行逐级简化，形成不同表现粒度的金字塔数据，同一实体模型不同粒度的金字塔数据构成该模型的细节层次模型。根据当前浏览分辨率，计算视窗范围，即时加载相应的数字正射影像、数字高程模型金字塔数据，绘制视窗内所有实体的相应层的细节层次模型，实现实体模型的实时绘制，从而实现海量地理数据和实体模型数据的优化组织和表达；最后，将铁路中线、道路、植被、水系、境界、注记、电力、管线、救援疏散通道等高速铁路客运专线运维管理所需二维信息以矢量的方式，经坐标转换后与三维地理场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作与管理方法，其特征在于包括以下步骤：S1)高速铁路客运专线三维可视化平台建设：获取基础地理数据，模拟竣工后地形，更新地形地貌；然后，采用金字塔技术分级组织基础地理数据和实体模型数据，实时绘制实体模型，从而实现海量地理数据和实体模型数据的优化组织和表达；将高速铁路客运专线运维管理所需二维信息以矢量的方式，经坐标转换后与三维地理场景融合，搭建完备的高速铁路客运专线三维可视化平台；S2)高速铁路客运专线设备运维信息模型建模：根据设备体量、需求、规范性和重复性差异分层次建立高速铁路客运专线设备信息模型，录入设备台账并建立台账表之间的关联及设备信息模型与台账关联，实现设备台账模型化；再通过接收与分析传感器数据，结合日常巡检与周期检修信息，实现设备实时状态模型化，构建完整的高速铁路客运专线设备运维信息模型；S3)高速铁路客运专线设备运维信息模型管理：将已建立的高速铁路客运专线设备运维信息模型导入步骤S1)搭建的高速铁路客运专线三维可视化平台中，建立信息模型与三维场景关联，然后进行基于空间运算的路径、距离与统计分析，依据三维场景内选取的起点、终点位置自动生成最短路径，实现空间距离分析，统计区域面积、资产和设备信息，自动生成报表；S4)高速铁路客运专线设备运维信息应急响应：根据设备报警快速定位，通过空间运算、统计分析、三维形象展示辅助方案决策，计算最佳救援路线，估算影响范围，绘制疏散、救援路线及居民撤离范围，为应急救援方案的制定提供辅助。...

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实环境下高速铁路客运专线设备运维信息模型的制作与管理方法，其特征在于包括以下步骤：S1)高速铁路客运专线三维可视化平台建设：获取基础地理数据，模拟竣工后地形，更新地形地貌；然后，采用金字塔技术分级组织基础地理数据和实体模型数据，实时绘制实体模型，从而实现海量地理数据和实体模型数据的优化组织和表达；将高速铁路客运专线运维管理所需二维信息以矢量的方式，经坐标转换后与三维地理场景融合，搭建完备的高速铁路客运专线三维可视化平台；S2)高速铁路客运专线设备运维信息模型建模：根据设备体量、需求、规范性和重复性差异分层次建立高速铁路客运专线设备信息模型，录入设备台账并建立台账表之间的关联及设备信息模型与台账关联，实现设备台账模型化；再通过接收与分析传感器数据，结合日常巡检与周期检修信息，实现设备实时状态模型化，构建完整的高速铁路客运专线设备运维信息模型；S3)高速铁路客运专线设备运维信息模型管理：将已建立的高速铁路客运专线设备运维信息模型导入步骤S1)搭建的高速铁路客运专线三维可视化平台中，建立信息模型与三维场景关联，然后进行基于空间运算的路径、距离与统计分析，依据三维场景内选取的起点、终点位置自动生成最短路径，实现空间距离分析，统计区域面积、资产和设备信息，自动生成报表；S4)高速铁路客运专线设备运维信息应急响应：根据设备报...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩祖杰，宁新稳，王华，赵文，
申请(专利权)人：铁道第三勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12