一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统，包括动作捕捉装置、VR处理模块、Unity3D/UE引擎、外部VR设备、掘进数据采集模块、BIM模块；所述的动作捕捉装置用于捕捉用户的动作并将捕捉到的动作转换为动作数据传输给VR处理模块；所述掘进数据采集模块用于采集盾构机的掘进参数，并传输给BIM模块；所述BIM模块用于进行BIM模型的搭建与更新，并将BIM数据传输给VR处理模块；所述的VR处理模块用于将动作数据以及BIM数据生成可视的效果画面；所述的Unity3D/UE4引擎用于对VR处理模块生成的效果画面进行处理；外部VR设备接收Unity3D/UE4引擎处理后的画面，将盾构掘进全方面信息展示给施工管理人员。

A display system and method of shield tunnel construction integrating real-time driving data

【技术实现步骤摘要】
一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统及方法
本专利技术涉及土木工程领域和计算机
，具体涉及一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统及方法。
技术介绍
近年来盾构法以其高效、快速、安全等特点，在城市地下空间开发施工过程中得到广泛应用，面对日益繁重的工程建设任务及复杂多变的工程施工风险，若能够将盾构掘进全方面信息展示给施工管理人员，有利于辅助施工管理与决策。传统建筑信息展示方法有：实物展示，沙盘展示，基于BIM普通展示。实物展示：需要建筑已经建造完成，观察者可以身临其境观察建筑。但是这种方法成本高，耗时长，且具有单一、单向性，对场地等多方面要求高。沙盘展示：通过制作理想化建造的模型。具有理想化、占地面积小等优点。观察者通过模型进行观察。此方法具有很大局限性，观察者只能观察到建筑外部结构，不能详细观察内部具体信息。沙盘展示模型占地面积小，外部一些细节性信息不会被观察者得到。普通基于BIM展示：如申请号201410675455的专利技术专利申请，利用三维模型，观察者可以身临其境，进行多角度观看，但不能实现人机之间的互动，无法实现建筑模型材质转换、构件属性查询等活动。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中不能将盾构掘进全方面信息展示给施工管理人员的问题，提供一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统及方法。一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统，包括动作捕捉装置、VR处理模块、Unity3D/UE引擎、外部VR设备、掘进数据采集模块、BIM模块；<br>所述的动作捕捉装置用于捕捉用户的动作并将捕捉到的动作转换为动作数据传输给VR处理模块；所述掘进数据采集模块用于采集盾构机的掘进参数，并传输给BIM模块；所述BIM模块用于进行BIM模型的搭建与更新，并将BIM数据传输给VR处理模块；所述的VR处理模块用于将动作数据以及BIM数据生成可视的效果画面；所述的Unity3D/UE4引擎用于对VR处理模块生成的效果画面进行处理；外部VR设备接收Unity3D/UE4引擎处理后的画面；所述的核心数据处理模块还用于将动作数据发送至BIM数据处理模块。优选的，所述BIM模块中，根据设计图纸、设备资料、周边环境图片和现场钻探信息进行区间管片、地形地质、周边构建筑物和盾构机设备完成BIM模型的搭建。优选的，所述掘进数据采集模块，对接盾构机掘进监控和区间监控量测信息系统，通过通用网络接口获取实时的掘进参数。优选的，所述BIM模块中，根据掘进参数更新BIM模型。一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统的实现方法，包括如下步骤：步骤1：采用BIM技术在计算机中进行目标区域的BIM模型搭建；步骤2：根据盾构机掘进过程中的掘进参数，实时更新BIM模型；步骤3：根据用户的观察位置、姿态变化以及BIM模型，生成VR图像进行展示。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术的一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统，包括动作捕捉装置、VR处理模块、Unity3D/UE引擎、外部VR设备、掘进数据采集模块、BIM模块；所述的动作捕捉装置用于捕捉用户的动作并将捕捉到的动作转换为动作数据传输给VR处理模块；所述掘进数据采集模块用于采集盾构机的掘进参数，并传输给BIM模块；所述BIM模块用于进行BIM模型的搭建与更新，并将BIM数据传输给VR处理模块；所述的VR处理模块用于将动作数据以及BIM数据生成可视的效果画面；所述的Unity3D/UE4引擎用于对VR处理模块生成的效果画面进行处理；外部VR设备接收Unity3D/UE4引擎处理后的画面，将盾构掘进全方面信息展示给施工管理人员。附图说明：图1是系统整体架构示意图。图2是实施例1流程图示意图。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1如图1所示，一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统，包括动作捕捉装置、VR处理模块、Unity3D/UE引擎、外部VR设备、掘进数据采集模块、BIM模块；所述的动作捕捉装置用于捕捉用户的动作并将捕捉到的动作转换为动作数据传输给VR处理模块；所述掘进数据采集模块用于采集盾构机的掘进参数，并传输给BIM模块；所述BIM模块用于进行BIM模型的搭建与更新，并将BIM数据传输给VR处理模块；所述的VR处理模块用于将动作数据以及BIM数据生成可视的效果画面；所述的Unity3D/UE4引擎用于对VR处理模块生成的效果画面进行处理；外部VR设备接收Unity3D/UE4引擎处理后的画面；所述的核心数据处理模块还用于将动作数据发送至BIM数据处理模块。具体的，所述BIM模块中，根据设计图纸、设备资料、周边环境图片和现场钻探信息进行区间管片、地形地质、周边构建筑物和盾构机设备完成BIM模型的搭建。所述掘进数据采集模块，对接盾构机掘进监控和区间监控量测信息系统，通过通用网络接口获取实时的掘进参数。所述BIM模块中，根据掘进参数更新BIM模型。一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工管理全景展示系统的实现方法，如图2，包括如下步骤：(1)根据设计图纸、设备资料、周边环境图片和现场钻探信息进行区间管片、地形地质、周边构建筑物和盾构机设备BIM模型搭建；(2)对接盾构机掘进监控和区间监控量测信息系统，通过通用网络接口获取实时关键数据；(3)进行系统数据库表设计，将区间线路参数信息、地质埋深信息、风险源和风险控制表信息、盾构掘进参数和进度信息、全标段组织架构和人员信息分别编辑数据表进行存储；(4)掘进数据综合分析算法，对不同盾构机在不同地质、埋深、转弯半径等条件下的掘进进度和掘进参数进行对比分析；(5)虚拟现实系统开发，整合(1)中搭建的所有模型，读取数据库中数据，开发掘进风险预警预报、进度对比、参数优化等功能，最终发布为PC端和移动端应用。根据设计图纸，搭建区间管片、地形地质模型和主要建构筑物模型；参考周边环境图片，对周边环境进行修改更新；参考现场钻探信息，对地质模型进行更新；根据设备资料，搭建盾构机模型。将区间管片、地形地质模型和主要建构筑物模型进行整合，形成地面模型；然后沿着区间线路，将模型纵断面进行展开，结合盾构机模型，得到区间纵断面模型。分别将地面模型和纵断面模型导入3DMax进行模型贴图和渲染，就完成了与真实场景相符的模型搭建工作。与盾构机掘进监控和区间监控量测数据集成主要通过WebService服务按照统计的报文格式从制定地址的服务器中读取，其中盾构机掘进监控主要包含盾构机掘进数据、盾构机VMT导向数据和盾构机监测数据；区间监控量测主要获取测点数据和安全风险等级数量统计数据等。搭建MySQL数据库系统，按照不同数据类型(区间线路参数信息、地质埋深信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统，其特征在于，包括动作捕捉装置、VR处理模块、Unity3D/UE引擎、外部VR设备、掘进数据采集模块、BIM模块；/n所述的动作捕捉装置用于捕捉用户的动作并将捕捉到的动作转换为动作数据传输给VR处理模块；/n所述掘进数据采集模块用于采集盾构机的掘进参数，并传输给BIM模块；/n所述BIM模块用于进行BIM模型的搭建与更新，并将BIM数据传输给VR处理模块；/n所述的VR处理模块用于将动作数据以及BIM数据生成可视的效果画面；/n所述的Unity3D/UE4引擎用于对VR处理模块生成的效果画面进行处理；/n外部VR设备接收Unity3D/UE4引擎处理后的画面。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统，其特征在于，包括动作捕捉装置、VR处理模块、Unity3D/UE引擎、外部VR设备、掘进数据采集模块、BIM模块；
所述的动作捕捉装置用于捕捉用户的动作并将捕捉到的动作转换为动作数据传输给VR处理模块；
所述掘进数据采集模块用于采集盾构机的掘进参数，并传输给BIM模块；
所述BIM模块用于进行BIM模型的搭建与更新，并将BIM数据传输给VR处理模块；
所述的VR处理模块用于将动作数据以及BIM数据生成可视的效果画面；
所述的Unity3D/UE4引擎用于对VR处理模块生成的效果画面进行处理；
外部VR设备接收Unity3D/UE4引擎处理后的画面。


2.根据权利要求1所述的一种集成实时掘进数据的盾构隧道施工展示系统，其特征在于，所述BIM模块中，根据设计图纸、设备资料、周边环境图...

【专利技术属性】
技术研发人员：周应华，瞿浩，景磊，欧绍川，
申请(专利权)人：中铁二局集团勘测设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51