一种基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法及系统技术方案

一种基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法及系统。系统包括机场道面BIM实体库、机场道面模型处理单元、机场道面病害管理单元、可视化单元。本发明专利技术效果：以IFC文件格式形成机场道面BIM实体库，实现机场道面病害的信息集成、评价、展示与动态更新，通过多维度指标算法，对道面评价结果进行分析决策，结合历史修复数据依托BIM模型，提供合理的道面修复方案。本发明专利技术基于IFC文件格式，实现了机场跑道模型信息与病害管理信息的传递、共享动态更新，可提升道面运维效率、降低道面运维成本，实现了机场道面病害的数字化高效管理。面病害的数字化高效管理。面病害的数字化高效管理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法及系统


[0001]本专利技术属于机场工程BIM
，具体涉及一种基于BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)的机场道面病害信息集成管理方法及系统。

技术介绍

[0002]机场道面是供航空器起飞、降落、滑行、停放与维修的铺筑物，是飞行区中最重要的基础设施，在机场运行中起到核心的作用。然而道面在使用过程中无法避免地受各种因素影响而发生破损，养护措施不利以及航空器数量增加、起降次数增多，因此对道面产生长期的磨耗，从而影响道面的性能以及使用寿命，结果加大机场运维费用和航空器运行成本。
[0003]目前，机场道面病害情况普遍存在，尤为突出的是耐久性裂缝、接缝断裂、道面起砂、露骨、粗糙度不足等问题。道面产生病害后会加速跑道劣化，加重道面病害情况，从而给飞机飞行安全带来极大的隐患。随着我国现代化进程不断推进，机场建设快速发展，机场道面规模日益扩大，极大增加了机场道面维护保障范围和跑道运行安全压力，机场管理方面的传统跑道人工运维模式效率低、成本投入高、决策信息支持不足等问题无法满足快速发展的机场道面，不能及时掌握机场道面的动态病害情况，亟需向数字化管理模式转变。而近年来，各大机场虽相继开发建设道面管理系统，但大多是在GIS地图基础上开发机场跑道电子台账管理功能，数字化管理技术不够系统和深入。
[0004]BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)技术是由美国Autodesk公司于2002年首次提出，是近年来新兴的一种可用于建筑工程设计、施工、运营管理全过程的可视化工具。其通过对建筑参数信息的整合，形成数据化信息模型，并在建筑全生命周期进行共享和传递。由于BIM技术的信息资源的完整性、互通共享性，数据的仿真性、协同性以及鲜明的技术特点和应用优势，近年来在建筑行业引起了高度重视和广泛关注，从国家层面到地方政府正在加大力度推广BIM技术在建筑领域的应用，并出台了一系列的政策文件，住房和城乡建设部颁布的《建筑信息模型应用统一标准(GB/T51212
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2016)》，首次将BIM技术在建筑领域的应用写入规范中。因此，当前已具备了BIM技术应用的政策和技术条件。BIM技术可实现机场全生命周期的信息传递，实现不同专业的信息协同，高效管理道面病害数据，然而目前尚缺乏采用BIM技术的机场道面管理系统化集成管理方法和专业化系统，IFC技术标准也鲜有在机场飞行区应用的成功案例。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法及系统，可有效动态管理与分析机场道面病害信息，降低机场运行风险，提高管理效率，实现对机场飞行区跑道的全生命周期管理。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供的基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法包括按顺序进行的下列步骤：
[0007]步骤S0、判断待管理机场跑道是否已具备跑道信息模型，其中跑道信息模型的文
件格式包括.rvt、CATProduct和.ifc在内的通用BIM文件格式，如判断结果为是，转入步骤S2，否则转入步骤S1；
[0008]步骤S1、根据项目信息建立精细化的机场道面几何信息模型，其中项目信息包括二维cad图纸、现场实测数据和激光点云数据三类，机场道面几何信息模型应反映真实道面的坡度、平面尺寸、剖面信息和各结构层尺寸；
[0009]步骤S2、对机场道面几何信息进行合规性检查，检查内容包括坡度、平面尺寸、剖面信息、各结构层尺寸与待管理机场跑道是否一致，若合规，转入步骤S3，否则返回步骤S1；
[0010]步骤S3、对机场道面属性信息进行合规性检查，检查内容包括机场道面几何信息模型是否具备符合运行维护需求的结构参数信息属性、病害信息属性、评价信息属性、处理决策信息属性和维修信息属性，若不合规，转入步骤S4，否则转入步骤S5；
[0011]步骤S4、在机场道面几何信息模型中添加可支撑道面病害管理的属性信息，所述属性信息包括结构参数信息、病害信息、评价信息、处理决策信息和维修信息，形成几何与属性信息完备的BIM模型；
[0012]步骤S5、将上述BIM模型导出为IFC文件，以IFC文件作为BIM运维过程中的共享数据源；
[0013]步骤S6、利用IFC文件解析器解析上述IFC文件，获取IFC文件中的几何信息与非几何信息；
[0014]步骤S7、对解析后的IFC文件进行几何信息与属性信息的丢失情况检查，批量添加、更新道面运维所需属性信息集，形成机场道面BIM实体库；
[0015]步骤S8、读取上述机场道面BIM实体库中形成的IFC文件，提取出其中的道面几何信息、病害信息，并进行道面评价，获得道面评价结果；
[0016]步骤S9、对上述道面评价结果进行分析决策，判断是否满足安全运行要求，如判断结果为是，转入步骤S10，否则转入步骤S11；
[0017]步骤S10、对机场道面病害与服役情况进行持续监测，并及时获取最新的机场道面信息模型更新所需信息，然后返回步骤S7；
[0018]步骤S11、对IFC文件中影响道面正常运行的道面板块位置、病害类型、病害程度信息和病害发展信息进行提取，形成道面修复的基本条件；
[0019]步骤S12、对道面进行不停航修复，直至评价后满足安全运行条件，返回步骤S7，对机场道面BIM实体库的信息进行更新与动态管理。
[0020]在步骤S1中，所述机场道面几何信息模型由道面结构单元族拼装而成，道面结构单元族竖向由面层、基层、底基层、垫层组成，道面结构单元族采用结构化几何参数，结构化几何参数包括单元长度、单元宽度、单元坡度和单元材质；
[0021]在步骤S4中，所述结构参数信息以增加族类型参数的方法增加至道面结构单元族中，病害信息、评价信息、处理决策信息和维修信息以增加族实例参数的方法增加至道面结构单元族中。
[0022]在步骤S5中，所述IFC文件扩展了飞行区结构实体IfcAirfieldAreaStructureElement，飞行区结构实体预先扩展了跑道结构道面IfcRunwayStructurePavement、道肩IfcShoulder、升降带IfcRunwayStrip、防吹坪IfcRunwayBlastPad、跑道端安全区IfcRunwayAndSafetyArea、净空道IfcClearway和停止
道IfcStopway实体，且飞行区结构实体以Express
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G图形扩展。
[0023]在步骤S7中，所述批量添加、更新道面运维所需属性信息集是借助可视化编程技术调用电子表单来实现。
[0024]在步骤S8中，所述进行道面评价时将道面划分成若干个道面评价单元，道面评价单元为单块道面板或人为划定的评价区域，评价内容包括道面病害风险等级、结构状况指数、道面状况指数、道面等级号、航空器等级号，接缝传荷能力信息和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法，其特征在于：所述基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤S0、判断待管理机场跑道是否已具备跑道信息模型，其中跑道信息模型的文件格式包括.rvt、CATProduct和.ifc在内的通用BIM文件格式，如判断结果为是，转入步骤S2，否则转入步骤S1；步骤S1、根据项目信息建立精细化的机场道面几何信息模型，其中项目信息包括二维cad图纸、现场实测数据和激光点云数据三类，机场道面几何信息模型应反映真实道面的坡度、平面尺寸、剖面信息和各结构层尺寸；步骤S2、对机场道面几何信息进行合规性检查，检查内容包括坡度、平面尺寸、剖面信息、各结构层尺寸与待管理机场跑道是否一致，若合规，转入步骤S3，否则返回步骤S1；步骤S3、对机场道面属性信息进行合规性检查，检查内容包括机场道面几何信息模型是否具备符合运行维护需求的结构参数信息属性、病害信息属性、评价信息属性、处理决策信息属性和维修信息属性，若不合规，转入步骤S4，否则转入步骤S5；步骤S4、在机场道面几何信息模型中添加可支撑道面病害管理的属性信息，所述属性信息包括结构参数信息、病害信息、评价信息、处理决策信息和维修信息，形成几何与属性信息完备的BIM模型；步骤S5、将上述BIM模型导出为IFC文件，以IFC文件作为BIM运维过程中的共享数据源；步骤S6、利用IFC文件解析器解析上述IFC文件，获取IFC文件中的几何信息与非几何信息；步骤S7、对解析后的IFC文件进行几何信息与属性信息的丢失情况检查，批量添加、更新道面运维所需属性信息集，形成机场道面BIM实体库；步骤S8、读取上述机场道面BIM实体库中形成的IFC文件，提取出其中的道面几何信息、病害信息，并进行道面评价，获得道面评价结果；步骤S9、对上述道面评价结果进行分析决策，判断是否满足安全运行要求，如判断结果为是，转入步骤S10，否则转入步骤S11；步骤S10、对机场道面病害与服役情况进行持续监测，并及时获取最新的机场道面信息模型更新所需信息，然后返回步骤S7；步骤S11、对IFC文件中影响道面正常运行的道面板块位置、病害类型、病害程度信息和病害发展信息进行提取，形成道面修复的基本条件；步骤S12、对道面进行不停航修复，直至评价后满足安全运行条件，返回步骤S7，对机场道面BIM实体库的信息进行更新与动态管理。2.根据权利要求1所述的基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法，其特征在于：在步骤S1中，所述机场道面几何信息模型由道面结构单元族拼装而成，道面结构单元族竖向由面层、基层、底基层、垫层组成，道面结构单元族采用结构化几何参数，结构化几何参数包括单元长度、单元宽度、单元坡度和单元材质。3.根据权利要求1所述的基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法，其特征在于：在步骤S4中，所述结构参数信息以增加族类型参数的方法增加至道面结构单元族中，病害信息、评价信息、处理决策信息和维修信息以增加族实例参数的方法增加至道面结构单元族中。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法，其特征在于：在步骤S5中，所述IFC文件扩展了飞行区结构实体IfcAirfieldAreaStructureElement，飞行区结构实体预先扩展了跑道结构道面IfcRunwayStructurePavement、道肩IfcShoulder、升降带IfcRunwayStrip、防吹坪IfcRunwayBlastPad、跑道端安全区IfcRunwayAndSafetyArea、净空道IfcClearway和停止道IfcStopway实体，且飞行区结构实体以Express
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G图形扩展。5.根据权利要求1所述的基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法，其特征在于：在步骤S7中，所述批量添加、更新道面运维所需属性信息集是借助可视化编程技术调用电子表单来实现。6.根据权利要求1所述的基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法，其特征在于：在步骤S8中，所述进行道面评价时将道面划分成若干个道面评价单元，道面评价单元为单块道面板或人为划定的评价区域，评价内容包括道面病害风险等级、结构状况指数、道面状况指数、道面等级号、航空器等级号，接缝传荷能力信息和剩余使用寿命。7.根据权利要求1所述的基于BIM的机场道面病害信息集成管理方法，其特征在于：在步骤S9中，所述对道面评价结果进行分析决策时采用如下公式：其中，P
evaluation
表示某道面评价单元使用状况综合分析结果，E
risklevel
，E
CI<...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴轩，李朝，李灿，刘楷濠，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：