一种基于BIM的地铁监测数据展示方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于BIM的地铁监测数据展示方法及系统，其依据监测设备编码信息和BIM模型构件的相对空间坐标，获取该监测设备对应的BIM二维模型的模型构件和BIM三维模型的模型构件并进行关联；获取地铁的实时在线监测数据，将实时在线监测数据转换为应用于BIM二维模型或三维模型的数据格式；利用转换后的在线监测数据更新BIM二维模型或三维模型的渲染数据，以实现地铁监测数据的实时BIM展示，将监测信息数据与数据来源结构的三维模型对应，提高了数据读取的直观性，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的地铁监测数据展示方法及系统
本专利技术属于轨道交通监测
，更具体地，涉及一种基于BIM的地铁监测数据展示方法及系统。
技术介绍
地铁是城市交通工具的一种，地铁基于工作空间的特殊性以及运作轨迹的限制性，相较于路面交通产生故障救援工作开展难度较大，影响线路上其他地铁。目前对地铁的智能在线监测系统主要由两部分组成：车上数据采集管理系统和地面专家系统。主要作用为对列车上的关键部件进行实时监控,实时记录并上传，包括车门、走行部、受电弓、牵引、制动、火灾报警等在内的运行状态相关数据、故障相关数据以及预报警数据。这些数据再通过无线公共网络或LTE通道传输到维修基地的相关设备及线网控制中心中。监测信息数据的可视化研究主要是将数据直观的展现。基于三维网格模型利用支持向量机算法对监测数据进行空间插值，利用WebGL技术实现插值监测数据场空间展示。或基于B/S架构的基础上，首先进行功能划分，根据需要，把采集的数据列出规范的表格清单，再对表格进行对应的数据库设计，利用ETL(Ex-tract-Transform-Load)工具结合Python对表格化数据进行汇总整合，实现监测数据在GIS地图上的动态数据分布效果图、数据统计及定位展示，然而，对数据进行在线查看，数据量大，也没有信息的来源位置信息，没有做到形象直观的可视化，因此，其并未做到真正意义上的三维可视化，可视化方式不直接。
技术实现思路
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于BIM的地铁监测数据展示方法及系统，其该方法通过BIM技术，建立地铁三维模型，结合GIS系统，将监测信息数据与数据来源结构的三维模型对应，真正意义的实现可视化，提高了数据读取的直观性，提高了工作效率。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于BIM的地铁监测数据展示方法，该方法包括：S1.依据监测设备编码信息和BIM模型构件的相对空间坐标，获取该监测设备对应的BIM二维模型的模型构件和BIM三维模型的模型构件并进行关联；S2.获取地铁的实时在线监测数据，将实时在线监测数据转换为应用于BIM二维模型或三维模型的数据格式；S3.利用转换后的在线监测数据更新BIM二维模型或三维模型的渲染数据，以实现地铁监测数据的实时BIM展示。作为本专利技术的进一步改进，步骤S1包括：通过设备编码和各模型构件所对应的相对空间坐标，查询到设备的位置，依据定位获取该设备分别在二维模型和三维模型对应的模型构建，将该设备与获取的模型构件进行关联。作为本专利技术的进一步改进，步骤S1还包括：分析地铁结构与特征，从二维平面与三维空间结构可视化角度分解地铁结构的组成要素，以建立地铁结构的BIM二维模型和三维模型，利用已提取地铁结构模型的坐标将位置数据转换为统一的基准点与坐标系，依据地铁结构、监测仪器和运行设备的定位形成BIM结构，同时将故障参数关联进BIM结构中，关联GIS系统以提取BIM构件的地理位置信息。作为本专利技术的进一步改进，步骤S2包括：通过安装于地铁各个部位的传感器进行地铁运行状态的在线监测，实时在线监测数据包括车门、走行部、受电弓、牵引、制动和火灾报警的运行数据。作为本专利技术的进一步改进，BIM三维模型的渲染过程包括：采用BIM建模软件导出具有IFC标准的*.FBX格式模型，将程序进行封装得到*.obj格式的对象，通过实例化Three,js类库建立渲染三维模型必需的场景、视图以及渲染器，通过Three,js中的OBJLoader方法将封装好的obj格式的模型体导入已创建的渲染器对象。作为本专利技术的进一步改进，将OrbitControls方法体添加到视图对象中，利用浏览器三维渲染场景，以完成BIM三维模型在JavaScript中的导入。作为本专利技术的进一步改进，地铁监测数据的实时BIM展示包括：通过调取设备实时状态数据，在界面中展示离线、异常、故障、报警、预警等状态的设备数量；通过图表展示监测数据及其衍生数据；点击二维模型的信息列表或模型构件，以跳转到设备的三维位置。为实现上述目的，按照本专利技术的另一个方面，提供了一种基于BIM的地铁监测数据展示系统，该系统包括：模型构件关联模块，用于依据监测设备编码信息和BIM模型构件的相对空间坐标，获取该监测设备对应的BIM二维模型的模型构件和BIM三维模型的模型构件并进行关联；数据格式转换模块，用于获取地铁的实时在线监测数据，将实时在线监测数据转换为应用于BIM二维模型或三维模型的数据格式；BIM展示模块，用于利用转换后的在线监测数据更新BIM二维模型或三维模型的渲染数据，以实现地铁监测数据的实时BIM展示。作为本专利技术的进一步改进，模型构件关联模块还用于通过设备编码和各模型构件所对应的相对空间坐标，查询到设备的位置，依据定位获取该设备分别在二维模型和三维模型对应的模型构建，将该设备与获取的模型构件进行关联。作为本专利技术的进一步改进，模型构件关联模块还用于分析地铁结构与特征，从二维平面与三维空间结构可视化角度分解地铁结构的组成要素，以建立地铁结构的BIM二维模型和三维模型，利用已提取地铁结构模型的坐标将位置数据转换为统一的基准点与坐标系，依据地铁结构、监测仪器和运行设备的定位形成BIM结构，同时将故障参数关联进BIM结构中，关联GIS系统以提取BIM构件的地理位置信息。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术提供的一种基于BIM的地铁监测数据展示方法及系统，其通过BIM技术建立地铁三维模型，实现监测数据的坐标转化，依据地铁结构、监测仪器、运行设备定位形成整体，将故障反映到结构与运行设备中，实现监测数据可视化，结合GIS系统，将监测信息数据与数据来源结构的三维模型对应，基于GIS系统，提取地理位置信息，不仅实现监测数据在地铁结构的可视化，还实现地铁故障地理位置可视化，工作人员、技术人员可直观得到故障信息在地铁的结构位置，结合GIS系统，快速定位地铁位置，真正意义的实现可视化，提高了数据读取的直观性，提高了工作效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种基于BIM的地铁监测数据展示方法的示意图；图2是本专利技术实施例提供的三维渲染方式的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1是本专利技术实施例提供的一种基于BIM的地铁监测数据展示方法的示意图。如图1所示，本专利技术的一种基于BIM的地铁监测数据展示方法，其包括：依据监测设备编码信息和模型构件的相对空间坐标，获取该监测设备对应的二维模型的模型构件和三维模型的模型构件并进行关联，具体的，可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BIM的地铁监测数据展示方法，其特征在于，该方法包括：/nS1.依据监测设备编码信息和BIM模型构件的相对空间坐标，获取该监测设备对应的BIM二维模型的模型构件和BIM三维模型的模型构件并进行关联；/nS2.获取地铁的实时在线监测数据，将实时在线监测数据转换为应用于BIM二维模型或三维模型的数据格式；/nS3.利用转换后的在线监测数据更新BIM二维模型或三维模型的渲染数据，以实现地铁监测数据的实时BIM展示。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的地铁监测数据展示方法，其特征在于，该方法包括：
S1.依据监测设备编码信息和BIM模型构件的相对空间坐标，获取该监测设备对应的BIM二维模型的模型构件和BIM三维模型的模型构件并进行关联；
S2.获取地铁的实时在线监测数据，将实时在线监测数据转换为应用于BIM二维模型或三维模型的数据格式；
S3.利用转换后的在线监测数据更新BIM二维模型或三维模型的渲染数据，以实现地铁监测数据的实时BIM展示。


2.如权利要求1所述的一种基于BIM的地铁监测数据展示方法，其中，步骤S1包括：
通过设备编码和各模型构件所对应的相对空间坐标，查询到设备的位置，依据定位获取该设备分别在二维模型和三维模型对应的模型构建，将该设备与获取的模型构件进行关联。


3.如权利要求2所述的一种基于BIM的地铁监测数据展示方法，其中，步骤S1还包括：
分析地铁结构与特征，从二维平面与三维空间结构可视化角度分解地铁结构的组成要素，以建立地铁结构的BIM二维模型和三维模型，利用已提取地铁结构模型的坐标将位置数据转换为统一的基准点与坐标系，依据地铁结构、监测仪器和运行设备的定位形成BIM结构，同时将故障参数关联进BIM结构，关联GIS系统以提取BIM构件的地理位置信息。


4.如权利要求1所述的一种基于BIM的地铁监测数据展示方法，其中，步骤S2包括：
通过安装于地铁各个部位的传感器进行地铁运行状态的在线监测，实时在线监测数据包括车门、走行部、受电弓、牵引、制动和火灾报警的运行数据。


5.如权利要求1所述的一种基于BIM的地铁监测数据展示方法，其中，BIM三维模型的渲染过程包括：
采用BIM建模软件导出具有IFC标准的*.FBX格式模型，将程序进行封装得到*.obj格式的对象，通过实例化Three,js类库建立渲染三维模型必需的场景、视图以及渲染器，通过Three,js中的OBJLoader方法将封装好的obj格式的模型体导入已创建...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚应峰，朱昊天，邱绍峰，周小斌，史明红，肖俊，刘奥，胡立翔，葛红，陈东，完颜靖，李威，郭文浩，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42