一种基于BIM的地铁站运维系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于BIM的地铁站运维系统。包括：由传感器网络与站内设备监控系统、视频监控系统组成的地铁站设备及环境信息采集层，由搭建在服务器上的地铁站运维数据库系统构成的数据存储及管理层以及基于地铁站三维数字模型开发、可与服务器进行信息交换的三维可视化前端。基于BIM技术，本发明专利技术实现了地铁车站各设备及环境信息可视化、一体化、轻便化，能够极大减轻地铁站运维人员工作量，提高车站运维效率，且有利于系统功能的再开发。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的地铁站运维系统
本专利技术涉及一种地铁站运维系统，尤其涉及一种基于BIM的地铁站运维系统。技术背景传统的地铁站运行管理维护系统，存在以下几点不足：1、以文字或区域位置二维图像的方式呈现监测点区域位置信息，工作人员在短时间内难以将监测数据与实际设备或物理空间对应结合；2、运维系统开发及后续的功能再开发过程中，各项目参与方收集的数据、资源往往无法做到完全有效的共享与交流，从而造成地铁站运维管理平台数据冗余、歧义和错误。基于BIM(建筑信息模型：BuildingInformationModeling)的地铁站运维系统，以智能化的地铁站3D模型为前端，能够极大提高信息可视化程度；地铁站BIM模型承载了车站生命期不同阶段的数据、过程和资源，成为一个理想的信息共享平台，有利于系统后续功能的再开发，并有效避免数据冗余与错误。
技术实现思路
针对现有技术几点不足，本专利技术提供一种基于BIM的地铁站运维系统。本专利技术采取的技术方案是：一种基于BIM的地铁站运维系统。包括：1、车站设备及环境信息采集层。该层采集地铁站内温湿度、PM2.5、二氧化碳浓度与烟雾浓度等环境信息，风机、升降电梯与扶梯、照明系统的运行状态信息，隧道振动、缝隙、渗透水、倾斜角等健康状况信息以及视频监控信息。包括：a)传感器网络与站内设备监控系统。由用于地铁站环境监测、隧道健康状况监测的多个传感器及通讯模块以及车站内设备运行状态监控系统组成。b)视频监控系统。由安装在地铁车站内的多个网络摄像头组成。2、搭建在服务器上的数据存储及管理层。该层将前端发出的控制命令传递给采集层；接收并存储采集层发送环境信息、隧道监测信息、设备运行状态信息、视频数据流以及地铁车站建筑施工信息、设备几何与技术参数信息，供后台分析软件、前端调用。3、运维系统三维可视化前端。该模块基于地铁站三维数字模型开发，通过调用服务器中存储多源数据直观展示车站内具体区域环境信息、具体设备运行状态以及隧道健康监测信息，另外，前端能对传感器网络与视频系统发出控制命令，配置参数信息。传感器网络中各传感器单元自带Zigbee模块，传感器采集数据先传至一3G模块，3G模块内置串口接收各采集单元数据，使用SocketClient功能将数据传送至服务器中SocketServer端，并写入本地数据库。视频数据压缩后通过3G网络传给服务器，供用户调取查看，并可选择保存与否。设备运行状态信息主要反馈设备是否故障，通过站内SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统实时存储至服务器中。三维可视化前端与数据库间采用MQTT(MessageQueuingTelemetryTransport，消息队列遥测传输)作为通信协议，保证数据传输的准确与准时。应用本专利技术的技术方案，将传统二维化地铁站运维系统推向三维可视化发展，实现地铁站空间、设备、环境信息等的一体化管理、分析、应用，站内多源数据实时更新、共享，消除了数据冗余、错误，节约站内运维成本，提高站内运维效率，符合智慧城市的发展潮流。附图说明图1为本专利技术所述系统框架图。具体实施方案以下对该系统进行进一步说明。一种基于BIM的地铁站运维系统，包括：车站设备及环境信息采集、传输层；搭建在本地与云服务器上的数据存储及管理层；运维系统三维可视化前端。进一步地，车站设备及环境信息采集层由传感器网络与站内设备监控系统、视频监控系统组成。进一步地，站内设备监控系统包括风机运行状态监测、升降电梯与扶梯运行状态监测、站内照明系统状态监测。风机运行状态信号包括：正常/故障；电梯与扶梯状态信号包括：正常/故障；照明系统区域状态信号包括：开启/关闭/故障。通过站内SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统将设备运行状态信息存至本地服务器中数据库。进一步地，通过在站内各通道与站台墙壁安装带有Zigbee通讯模块的温、湿度、PM2.5烟雾、二氧化碳一体化传感器单元，采集车站内各区域环境信息。各单元将采集的环境信息数据传至一3G模块，3G模块内置串口接收各采集单元数据，使用SocketClient功能将数据传送至服务器中SocketServer端，并写入本地数据库。进一步地，用于隧道健康状况监测的传感器包括：安装于隧道壁的倾斜角传感器与振动传感器；采样器贴在隧道边坡的坡面上的渗漏水传感器；用于检测衬砌结构管片接头的接缝张开大小的裂缝传感器(差动变压器式位移传感器)。与环境信息采集单元相同的，传感器单元自带Zigbee模块，隧道健康状况监测数据先传至3G模块，后转送远程服务端，写入服务器中数据库。进一步地，安装在地铁车站内的多个网络摄像头组成视频监控系统，视频数据流按H.264标准压缩，具有图像质量高、容错能力强、网络适应力强等优点。压缩后的视频数据流通过3G传输方式传至客户端，由客户端操作命令决定是否保存至服务器中。进一步地，数据传输与管理层传递前端发出的控制命令与参数信息，存储采集层采集环境信息、隧道监测信息、设备运行状态信息、视频数据流以及地铁车站建筑施工信息、设备几何与技术参数信息。前端对传感器网络发出命令包括：开始工作/停止工作/复位；对视频系统发出命令包括：云台控制。此外，能在前端查看各传感器与网络摄像头参数信息。站内环境信息、隧道监测信息、设备运行状态信息、视频数据流源自采集层实时采集，可供三维可视化前端查看，也可为空气质量分析、火灾报警、险情指挥、隧道维护、人流量分析、罪犯识别等新功能开发提供源数据；地铁车站建筑施工信息、设备几何与技术参数信息由车站施工期及后续改造各项目参与方提供，为以后车站改造、设备检修、更换或添加提供便利。进一步地，运维系统三维可视化前端包括一个忠于地铁车站物理空间建筑及设备几何信息三维模型。车站模型框架基于车站建筑、管道、机电等CAD图纸创建，各设备模型通过3D激光扫描仪扫描对应设备创建。环境信息、隧道监测信息、设备运行状态信息在模型对应区域或设备上实时刷新，用户通过点击选择网络摄像头模型可获取对应监控视频并可决定是否保存一段时间内视频数据。运维人员也可通过前端控制传感器网络与视频系统、配置相关参数。进一步地，三维前端与服务器间通讯采用MQTT(MessageQueuingTelemetryTransport，消息队列遥测传输)作为通信协议。MQTT对象分为消息代理(Broker)与客户端，客户端可向Broker发布及订阅消息。本方案由服务器端实现MQTT代理，传输的消息(Topic)包括传感器信号、网络摄像头数据、SCADA系统数据与来自可视化管理平台的控制与配置参数。服务器实现MQTTBroker接收消息并提供推送服务。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BIM的地铁站运维系统，该系统包括：/n1)车站设备及环境信息采集层；/n2)搭建在服务器上的数据存储及管理层；/n3)运维系统三维可视化前端。/n

【技术特征摘要】
20190629 CN 20191058069581.一种基于BIM的地铁站运维系统，该系统包括：
1)车站设备及环境信息采集层；
2)搭建在服务器上的数据存储及管理层；
3)运维系统三维可视化前端。


2.如权利要求1所述基于BIM的地铁站运维系统，其特征在于：车站设备及环境信息采集层由传感器网络与站内设备监控系统、视频监控系统组成。传感器使用：温、湿度、PM2.5、烟雾、二氧化碳一体化传感器单元，振动传感器、倾斜角传感器、裂缝传感器、缝隙水传感器。视频系统使用摄像头为网络摄像头。设备运行状态信息采集通过站内SCADA系统实现。数据存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国伟，张明海，朱科峰，
申请(专利权)人：上海申通地铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31