一种融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统技术方案

本发明专利技术公开了一种融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统。本发明专利技术通过在融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统中设置BIM模型库模块、GIS环境模块、其他专业接口模块以及方案决策AI算法模块；GIS环境模块提供GIS环境数据；其他专业接口模块提供接口数据；方案决策AI算法模块根据GIS环境数据和接口数据得到控制要素信息和地面线信息，并根据控制要素信息和地面线信息通过预设桥梁自动决策算法进行桥梁方案设计，生成初始桥梁方案；BIM模型库模块调用对应的BIM模型，对初始桥梁方案进行渲染，生成桥梁方案，融合BIM技术、GIS技术和AI技术的智能设计系统，提高桥梁设计的效率。提高桥梁设计的效率。提高桥梁设计的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统


[0001]本专利技术涉及桥梁设计
，尤其涉及一种融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统。

技术介绍

[0002]随着BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)技术、GIS(geographic information system，地理信息系统)及基于深度神经网络的AI(Artificial Intelligence，人工智能)技术爆发，现有的桥梁设计方案是单独使用GIS技术或BIM技术进行桥梁设计，目前对于桥梁设计并未有智能化的设计系统，仅仅通过GIS技术或BIM技术进行桥梁设计，存在设计效率低的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，旨在解决现有技术通过GIS技术进行桥梁设计效率低的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，所述融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统包括：BIM模型库模块、GIS环境模块、其他专业接口模块以及方案决策AI算法模块；
[0005]所述GIS环境模块，用于提供GIS环境数据；
[0006]所述其他专业接口模块，用于提供接口数据；
[0007]所述方案决策AI算法模块，用于根据所述GIS环境数据和所述接口数据得到控制要素信息和地面线信息，并根据所述控制要素信息和所述地面线信息通过预设桥梁自动决策算法进行桥梁方案设计，生成初始桥梁方案；
[0008]所述BIM模型库模块，用于调用对应的BIM模型，对所述初始桥梁方案进行渲染，生成桥梁方案。
[0009]可选地，所述桥梁方案包括：主梁方案、桥墩方案以及基础方案；
[0010]所述方案决策AI算法模块包括：主梁方案决策AI算法子模块、桥墩方案决策AI算法子模块以及基础方案决策AI算法子模块。
[0011]可选地，所述基础方案决策AI算法子模块，用于对桥梁方案中的基础方案进行设计，所述基础方案包括桩基配置方案；
[0012]所述基础方案决策AI算法子模块，还用于通过获取决定桩基分类的特征参数；将所述特征参数输入至群桩基础推荐算法的神经网络模型进行桩基配置类型推荐，得到推荐桩基配置方案。
[0013]可选地，所述基础方案决策AI算法子模块，还用于将所述特征参数与所述推荐桩基配置方案并入数据库，形成样本数据记录；将所述样本数据记录增加至原有数据集，得到新的数据集，其中，所述新的数据集用于通过重新调用所述新的数据集进行模型训练，对所述群桩基础推荐算法的神经网络模型不断进行优化升级。
[0014]可选地，所述主梁方案决策AI算法子模块，用于获取待预测控制点，并将所述待预测控制点输入主梁推荐模型；通过所述主梁推荐模型预测所述待预测控制点与梁型库中的各种梁型组合的推荐分数；对所述推荐分数进行排序，将所述推荐分数中最高的推荐分数对应的梁型作为所述预测控制点的推荐主梁梁型。
[0015]可选地，所述主梁方案决策AI算法子模块、所述桥墩方案决策AI算法子模块以及所述基础方案决策AI算法子模块中的模型通过选择相同或不同的深度神经网络模型的一种，或，联合组成全桥方案的联合模型。
[0016]可选地，所述GIS环境模块中具有人工交互构建控制要素信息的功能，用于补充GIS数据库中缺少控制要素信息的矢量数据，所述的控制要素信息通过GIS环境模块中以BIM模型的方式符号化表达渲染展示。
[0017]可选地，所述融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统还包括：数据库管理模块；
[0018]所述方案决策AI算法模块，还用于基于桥梁方案分析影响桥梁方案的影响因素；
[0019]所述数据库管理模块，用于根据所述影响桥梁方案的影响因素收集影响因素数据，并将所述桥梁方案和所述影响因素数据进行管理和存储。
[0020]可选地，所述数据库管理模块，还用于将所述桥梁方案和所述影响因素数据构建桥梁方案数据表；
[0021]所述数据库管理模块，还用于分别将所述影响因素数据和所述桥梁方案作为key值和value值构建键值对；
[0022]所述数据库管理模块，还用于将所述键值对存储至所述桥梁方案数据表；
[0023]所述数据库管理模块，还用于将所述桥梁方案数据表作为桥梁方案和所述影响因素数据的桥梁方案数据集，并将所述桥梁方案数据集进行存储。
[0024]可选地，所述桥梁方案数据表包括桥梁方案总体数据表、主梁方案数据表、桥墩方案数据表以及基础方案数据表；
[0025]所述桥梁方案数据集包括：主梁方案数据集、桥墩方案数据集以及基础方案数据集。
[0026]可选地，所述方案决策AI算法模块，还用于根据所述桥梁方案数据集进行深度神经网络模型训练，生成目标深度神经网络模型，通过所述目标深度神经网络模型对新项目的桥梁方案进行设计。
[0027]可选地，所述BIM模型库模块，还用于静态生成调用方案，通过BIM软件生成结构模型，并将所述结构模型导入到模型库中；
[0028]所述BIM模型库模块，还用于根据所述结构模型构建特征金字塔模型，形成不同精细度的BIM模型；
[0029]所述BIM模型库模块，还用于根据工程方案的深度调用不同精细度的BIM模型。
[0030]可选地，所述BIM模型库模块，还用于动态参数化生成BIM模型，通过BIM模型构建接口，根据结构模型的拓扑逻辑关系，采用编码的形式生成BIM模型；
[0031]所述BIM模型库模块，还用于检测所述BIM模型是否被重复调用，将被重复调用的BIM模型存储至模型库中。
[0032]可选地，所述方案决策AI算法模块，还用于根据基于所述控制要素信息和所述地面线信息确定桥下控制点的影响范围；
[0033]所述方案决策AI算法模块，还用于根据所述桥下控制点的影响范围调用满足约束条件的多种桥梁方案，并利用桥梁方案评分规则算法进行评估，以确定各桥梁方案的评分排序；
[0034]所述方案决策AI算法模块，还用于将所述评分排序为预设排序所对应的桥梁方案作为初始桥梁方案，其中，评分最高的桥梁方案为初始桥梁方案。
[0035]可选地，所述方案决策AI算法模块，还用于基于所述GIS环境数据和所述接口数据确定业务规则；
[0036]所述方案决策AI算法模块，还用于根据所述业务规则开展综合选线设计，确定线路方案，并进行工程类型段插旗，确定路基段、桥梁段及隧道段的分界里程；
[0037]所述方案决策AI算法模块，还用于根据所述分界里程确定桥梁段范围；
[0038]所述方案决策AI算法模块，还用于在所述桥梁段范围内获取控制要素信息和地面线信息。
[0039]可选地，所述方案决策AI算法模块，还用于获取桥梁方案业务规则、控制要素模型和地形地貌数据，并根据所述桥梁方案业务规则、所述控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统包括：BIM模型库模块、GIS环境模块、其他专业接口模块以及方案决策AI算法模块；所述GIS环境模块，用于提供GIS环境数据；所述其他专业接口模块，用于提供接口数据；所述方案决策AI算法模块，用于根据所述GIS环境数据和所述接口数据得到控制要素信息和地面线信息，并根据所述控制要素信息和所述地面线信息通过预设桥梁自动决策算法进行桥梁方案设计，生成初始桥梁方案；所述BIM模型库模块，用于调用对应的BIM模型，对所述初始桥梁方案进行渲染，生成桥梁方案。2.如权利要求1所述的融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述桥梁方案包括：主梁方案、桥墩方案以及基础方案；所述方案决策AI算法模块包括：主梁方案决策AI算法子模块、桥墩方案决策AI算法子模块以及基础方案决策AI算法子模块。3.如权利要求2所述的融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述基础方案决策AI算法子模块，用于对桥梁方案中的基础方案进行设计，所述基础方案包括桩基配置方案；所述基础方案决策AI算法子模块，还用于通过获取决定桩基分类的特征参数；将所述特征参数输入至群桩基础推荐算法的神经网络模型进行桩基配置类型推荐，得到推荐桩基配置方案。4.如权利要求3所述的融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述基础方案决策AI算法子模块，还用于将所述特征参数与所述推荐桩基配置方案并入数据库，形成样本数据记录；将所述样本数据记录增加至原有数据集，得到新的数据集，其中，所述新的数据集用于通过重新调用所述新的数据集进行模型训练，对所述群桩基础推荐算法的神经网络模型不断进行优化升级。5.如权利要求2所述的融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述主梁方案决策AI算法子模块，用于获取待预测控制点，并将所述待预测控制点输入主梁推荐模型；通过所述主梁推荐模型预测所述待预测控制点与梁型库中的各种梁型组合的推荐分数；对所述推荐分数进行排序，将所述推荐分数中最高的推荐分数对应的梁型作为所述预测控制点的推荐主梁梁型。6.如权利要求2所述的融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述主梁方案决策AI算法子模块、所述桥墩方案决策AI算法子模块以及所述基础方案决策AI算法子模块中的模型通过选择相同或不同的深度神经网络模型的一种，或，联合组成全桥方案的联合模型。7.如权利要求1所述的融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述GIS环境模块中具有人工交互构建控制要素信息的功能，用于补充GIS数据库中缺少控制要素信息的矢量数据，所述的控制要素信息通过GIS环境模块中以BIM模型的方式符号化表达渲染展示。8.如权利要求1所述的融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述融合
“
BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统还包括：数据库管理模块；所述方案决策AI算法模块，还用于基于桥梁方案分析影响桥梁方案的影响因素；所述数据库管理模块，用于根据所述影响桥梁方案的影响因素收集影响因素数据，并将所述桥梁方案和所述影响因素数据进行管理和存储。9.如权利要求8所述的融合“BIM+GIS+AI”的智能桥梁设计系统，其特征在于，所述数据库管理模块，还用于将所述桥梁方案和所述影响因素数据构建桥梁方案数据表；所述数据库管理模块，还用于分别将所述影响因素数据和所述桥梁方案作为key值和value值构建键值对；所述数据库管理模块，还用于将所述键值对存储至所述桥梁方案数据表；所述数据库管理模块，还用于将所述桥梁方案数据表作为桥梁方案和所述影响因素数据的桥梁方案数据集，并将所述桥梁方案数据集进行存储。10.如权利要求8所述的融合“B...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏华军，李波，彭利辉，陈瓴，储诚诚，韩杰，姚洪锡，吕小宁，王许生，陈致淳，马俊，熊斌，张协崇，梅竹，马弯，
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：