一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法技术

本发明专利技术公开了一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法，包括对设计期三维BIM模型的子模型进行删减；采集所运维的公路实景并建立不同材质的贴图材质库，对子模型进行贴图并组装形成运维模型；并进行轻量化发布，并将模型识别信息存储在数据库中；将运维过程中产生的运维数据与模型识别信息进行编码映射；建立公路路面病害库，将公路常见病害图元编号并存入病害库中；对公路路面状况进行巡检，结合病害库识别病害类型，并在运维模型上形成对应运维信息。从源头实现运维模型轻量化，减小运维模型体量，基于接口编码技术、图像识别技术和病害库，使运维模型分别运维数据建立映射关系，使模型能够实时仿真实景状态、有效反映运维道路结构缺陷情况。路结构缺陷情况。路结构缺陷情况。

【技术实现步骤摘要】
一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法


[0001]本专利技术涉及三维模型处理领域，尤其涉及一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法。

技术介绍

[0002]随着三维数字化技术的发展，BIM技术越来越多的应用在工程项目全生命周期，设计期BIM模型通过实体装配，进行空间位置干涉检查，完善设计过程中不易发现的错误，提高设计效率；建设期可沿用设计阶段精细化BIM模型用于施工指导和施工进度推演；而运维期则更注重模型的轻量化、外观以及与实际运行数据的关联性。由于BIM模型在设计期、建设期和运维期的业务关注点有所不同，因此设计期的BIM模型并不能很好的直接应用于运维期，同时设计期模型为固定模型，存在不能有效反应公路运维期实际的道路结构缺陷情况的问题。例如，一种在中国专利文献上公开的“基于BIM的公路参数化自动建模方法和系统”，其公告号CN105989198，包括包括 ：利用影像数据和数字高程模型数据建立地形场景模型 ；将公路结构分解为多个部件，获取每个部件的设计数据 ；根据每个部件的设计数据对每个部件进行单元式建模，得到对应的单元模型 ；按照预设的公路建设规范将每个部件对应的单元模型进行组装，得到公路三维模型 ；通过预设算法将公路三维模型与地形场景模型进行融合，得到融合后的公路真三维模型 ；将公路真三维模型中的单元模型与属性信息进行关联并显示。但是上述方案为设计期的BIM模型并不能很好的直接应用于运维期，同时设计期模型为固定模型，存在不能有效反应公路运维期实际的道路结构缺陷情况的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了克服现有技术的公路BIM模型不能及时有效反应公路运维期实际的道路结构缺陷情况的问题，提供一种能够及时有效反映公路缺陷信息，真实反应公路BIM模型的实际表面结构状况，满足运维期应用的用于公路运维期的三维BIM模型优化方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法，包括设计期BIM三维模型，包括如下步骤：步骤S1：对设计期三维BIM模型的子模型进行删减；步骤S2：采集所运维的公路实景并建立不同材质的贴图材质库，对子模型进行贴图并组装形成运维模型；步骤S3：对运维模型进行轻量化发布，并将模型识别信息存储在数据库中；步骤S4：将运维过程中产生的运维数据与模型识别信息进行编码映射；步骤S5：建立公路路面病害库，将公路常见病害图元编号并存入病害库中；步骤S6：对公路路面状况进行巡检，结合病害库识别病害类型，并在运维模型上形成对应运维信息。
[0005]本方法在对设计期三维BIM模型进行优化时，剔除与运维期非关键性模型，有效减少运维模型的体量，从根源上实现轻量化；同时结合材质贴图处理，使运维模型更加逼真；对运维模型进行轻量化发布，提取模型ID信息，设计阶段关联的属性信息、位置信息及三维结构信息进行分解存储在模型服务器中，发布后的模型可在网页端进行跨平台显示；通过接口及编码技术能够建立起模型和对应运维系统动态数据间的关联关系，以解决模型与实际运行数据的关联性问题；通过巡检终端，采集运维路面的实时病害信息，通过视觉分析与典型病害图元进行匹配，同时结合采集过程记录的定位信息，将匹配的病害图元附着在运维BIM模型中，使其能够实时反应真实物理场景，而非仅仅是停留在看的层面。
[0006]作为优选，所述步骤S1包括如下步骤：步骤S11：对设计期三维BIM模型的子模型进行分类，根据运维管理相关度高低分为运维子模型和其它子模型；步骤S12：保留运维子模型的原设计状态，对其它子模型进行打组，删除其它子模型中不可见的面并抽壳。
[0007]公路BIM模型中在设计阶段为保障工程量统计结果的准确性，对模型的精细化建模程度较高，而在运维阶段，对终端设备或结构关注度较高，因此可对例如紧固件等模型进行删减，以降低模型整体的体量。
[0008]作为优选，步骤S2所述的对子模型进行贴图包括将材质相同的子模型进行批量合并，贴图时将贴图材质库中的所有纹理贴图设置为同一规格，对需要重复应用的纹理贴图从同一文件路径下调用同一纹理贴图文件。材质库中的贴图包括整体路面及控制箱机柜表面等，为模型表面处理提供基础。在设计客户端软件中，结合项目实际场景调取相应的材质库进行贴图处理，并结合实际相对位置关系进行组装，该过程设计阶段的属性信息仍保留。
[0009]作为优选，所述步骤S2还包括构建运维模型的场景：采用倾斜摄影拍摄地表图像，基于图像的地理信息坐标和运维模型的地理信息坐标进行叠加。
[0010]作为优选，步骤S4所述的运维数据包括不同编码ID存储与数据库中的静态数据和动态数据，所述静态数据包括PDF和图片；所述动态数据包括实时动态监控的振动、温度数据。
[0011]作为优选，步骤S6所述的对公路路面状况进行巡检，结合病害库识别病害类型包括如下步骤：步骤S61：采用巡检终端采集路面信息，将路面图像进行预处理；步骤S62：对预处理后的图像进行边缘检测；对边缘检测后的图像进行连通域轮廓检测，获得连通域的个数和连通域轮廓的外接矩形；步骤S63：通过连通域轮廓的外接矩形形状判断路面裂缝所在区域；步骤S64：根据路面裂缝所在区域的位置信息从边缘检测后的图像中提取裂缝区域图像，并叠加黑色模板形成与原始图像大小相同的裂缝特征图像；步骤S65：基于卷积神经网络对裂缝特征图像按照病害库进行病害类型识别。通过将巡检终端采集到的病害图像进行图像视觉分析；匹配病害库中的典型病害图元，结合病害采集时刻的定位信息，实现病害图元在运维BIM模型对应位置的自动上图。
[0012]作为优选，步骤S61所述的将路面图像进行预处理包括Gamma灰度校正、高斯滤波增强和局部自适应二值化。解决图像识别中光照不均造成图像浓淡不均匀二影响识别效果
的问题，提高图像识别精度。
[0013]作为优选，所述运维子模型包括路面、路基、桥梁、互通立交、涵洞、防护工程和公路附属设施；所述其它子模型包括交通涉及的排水管，机电设备控制柜的按钮。公路BIM模型中在设计阶段为保障工程量统计结果的准确性，对模型的精细化建模程度较高，而在运维阶段，仅仅是对终端设备或结构关注度较高，因此可对例如排水管、紧固件等模型进行删减，以降低模型整体的体量。
[0014]作为优选，所述模型识别信息包括模型ID信息，设计阶段关联的属性信息、位置信息及三维结构信息。装配好的模型通过轻量化引擎进行发布，并将模型数据、模型ID、位置信息及设计属性信息存储在对应服务器的数据库中。
[0015]作为优选，还包括将运维模型经过数据映射处理实现跨平台可视化展示。发布后的运维模型经过数据映射处理能够在网页端实现跨平台可视化展示，点击模型能够显示模型相关联的静态设计数据和运维期子系统的实时运行数据，使运维模型具有数据时效性。
[0016]因此，本专利技术具有如下有益效果：（1）针对运维需求对模型优化，从源头实现运维模型轻量化，减小运维模型体量。（2）基于接口编码技术，使运维模型分别与静态数据和动态数据建立映射关系，使模型能够实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法，包括设计期BIM三维模型，其特征是，包括如下步骤：步骤S1：对设计期三维BIM模型的子模型进行删减；步骤S2：采集所运维的公路实景并建立不同材质的贴图材质库，对子模型进行贴图并组装形成运维模型；步骤S3：对运维模型进行轻量化发布，并将模型识别信息存储在数据库中；步骤S4：将运维过程中产生的运维数据与模型识别信息进行编码映射；步骤S5：建立公路路面病害库，将公路常见病害图元编号并存入病害库中；步骤S6：对公路路面状况进行巡检，结合病害库识别病害类型，并在运维模型上形成对应运维信息。2.根据权利要求1所述的一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法，其特征是，所述步骤S1包括如下步骤：步骤S11：对设计期三维BIM模型的子模型进行分类，根据运维管理相关度高低分为运维子模型和其它子模型；步骤S12：保留运维子模型的原设计状态，对其它子模型进行打组，删除其它子模型中不可见的面并抽壳。3.根据权利要求2所述的一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法，其特征是，步骤S2所述的对子模型进行贴图包括将材质相同的子模型进行批量合并，贴图时将贴图材质库中的所有纹理贴图设置为同一规格，对需要重复应用的纹理贴图从同一文件路径下调用同一纹理贴图文件。4.根据权利要求3所述的一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法，其特征是，所述步骤S2还包括构建运维模型的场景：采用倾斜摄影拍摄地表图像，基于图像的地理信息坐标和运维模型的地理信息坐标进行叠加。5.根据权利要求4所述的一种用于公路运维期的三维BIM模型优化方法，其特征是，步骤S4所述的运维数据包括不同编码ID存储与数据库中的静态数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立伟，沈坚，雷浩，
申请(专利权)人：浙江数智交院科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：