一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统及维护方法技术方案

本发明专利技术公开的一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统，包括依次连接的用户管理模块、数据采集与存储模块及三维建模模块，三维建模模块上还分别连接有运营维护模块及三维显示化模块。采用上述系统进行运营维护的方法，首先从图纸中提取地铁管线数据输入到数据采集与存储模块中；其次三维建模模块根据地铁管线数据建立三维模型，通过三维显示化模块将综合管线及地铁场景以三维立体的效果显示出来，并通过运营维护模块对地铁综合管线进行维护管理。本发明专利技术维护系统及维护方法，数据来源正确，解决了图实不符的问题。在统一的管理模式下，通过场景漫游可掌握各专业管线的空间布局。实现地铁场景各层空间及所在所有管线的一体化浏览与控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于城市轨道综合管线运营维护
，具体涉及一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统，本专利技术还涉及采用上述系统进行三维可视化地铁综合管线运营维护的方法。
技术介绍
随着我国城市轨道交通，尤其是地铁建设的不断发展，地铁综合管线规模也日益复杂。作为城市建设的重要组成部分，地铁综合管线一旦建成便具有如下特点1.空间位置隐蔽性地铁综合管线通常敷设在地下或者天花板上层，没有相关施工资料难以确定其具体空间位置。2.管线系统完整性地铁综合管线具有完整的系统性，任意一段管线的故障都会影响到整个管线系统的正常运行。3.管线系统复杂性地铁综合管线种类繁多，包括通信管线、通风管线、给水管线等数十种甚至上百种不同类型管线，而且不同类型的管线具有不同的属性信息以及空间信息，所以地铁综合管线系统具有异常复杂的管线信息及各种管线之间的空间结构。4.管线系统结构可变性一方面随着城市轨道交通的不断完善，地铁车站内的管线或被新建或被移除，另一方面在运营维护期间管线的维修或者更新也在不断的变更中。基于以上特点，地铁综合管线的维护难度较高，同时如何快速定位、合理分配空间及处理工序冲突问题也是地铁综合管线维护过程中的难点与重点，但是传统的地铁综合管线运营维护技术存在如下弊端1.基于二维的静态管理传统的地铁综合管线运营维护管理系统是基于静态的二维 AutoCAD平面图纸管理，但是随着空间应用的要求不断的提高，二维的综合管线管理系统已经无法表达管线实体的空间形态以及各管线之间的空间拓扑关系，对管线的空间定位、查询、漫游等操作也难以实现。2.图实不符通常传统管线管理信息系统的数据来源的AutoCAD施工图或者竣工图，但实际中的管线可能因为各种原因其空间位置早已改变，而未在图纸中得到展现。这种图实不符的现象在二次施工中埋下了爆管隐患。3.缺乏统一的管理城市轨道管线种类繁多，管线权属单位也不尽相同，但传统的管线管理信息系统通常只针对单一的管线进行管理。在没有统一管理的情况下，管线在维修时极易对其它单位的管线造成破坏，此外对管线与管线之间的腐蚀或干扰情况也难以预料。4.而基于三维可视化的城市轨道综合管线管理信息系统可以对各种管线、建筑物等实现直观地可视化展示，结合专业的管线维护方案对各专业管线进行数字化管理，这已经是城市轨道综合管线管理信息系统的必然发展趋势
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统，解决了现有地铁综合管线运营维护时，二维的静态管理无法表达管线实体的空间形态以及各管线之间的空间拓扑关系，出现图实不符的现象，缺乏统一的管理的问题。本专利技术的另一目的是提供采用上述系统进行三维可视化地铁综合管线运营维护的方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统，包括依次连接的用户管理模块、数据采集与存储模块及三维建模模块，三维建模模块上还分别连接有运营维护模块及三维显示化模块。本专利技术所采用的另一技术方案是，一种三维可视化地铁综合管线运营维护方法， 采用三维可视化地铁综合管线运营维护系统，其结构为包括依次连接的用户管理模块、数据采集与存储模块及三维建模模块，三维建模模块上还分别连接有运营维护模块及三维显示化模块，具体按照以下步骤实施步骤1 从图纸中提取地铁管线数据输入到数据采集与存储模块中； 步骤2 三维建模模块根据步骤1得到的地铁管线数据建立三维模型，通过三维显示化模块将综合管线及地铁场景以三维立体的效果显示出来，并通过运营维护模块对地铁综合管线进行维护管理，维护管理包括管线信息查询、管线空间定位、管线信息编辑、添加管线、移动管线、图例管理及碰撞检测。本专利技术的特点还在于，其中的步骤2中的建立三维模型，具体按照以下步骤实施包括地铁场景建模及管线数字化建模，所述的地铁场景建模采用3Ds Max工具，首先设置3Ds Max的单位与DWG图的单位一样，即按照1 :1的比例尺进行建模，然后导入DWG格式图的地铁房建图，使用3Ds Max工具生成地铁场景模型，然后使用移动命令将场景三维坐标的原点移动至3Ds Max的三维坐标原点处，场景的主体部分采用纹理贴图技术，最后将完成的地铁场景模型用3ds格式的文件保存，供OpenGL调用；所述的管线数字化建模采用OpenGL技术，管线的形状由存储在关系数据库中的关系类型及规格确定，管线的空间位置由存储在XML文件中的有序坐标序列确定，重复调用 OpenGL的图形绘制功能绘制每节管线直到绘制完毕，管线接口根据管线端口的相对距离自动生成，当两节或者三节同规格的管线端口小于0. 8米时，根据各管线端口的中点坐标及规格计算出接口长度及大小，调用OpenGL的图形绘制功能在各端口之间绘制与管线相同表现形式的接口。其中的步骤2中的管线信息查询，具体按照以下步骤实施通过用户输入的查询条件，在关系数据库中查询所有满足条件的管线信息，并将查询到的信息以列表的形式提交给用户；或者，当在三维场景中双击查看某一管线信息时，首先拾取该管线并获取其ID，根据此 ID查询关系数据库，获得该管线的属性信息并以窗口的形式显示给用户，当场景的摄像机发生移动，该窗口自动消失。其中的步骤2中的管线空间定位，具体按照以下步骤实施在管线信息查询功能的基础上获得所要定位的管线的ID，并依据此ID在XML文件中查询此管线的空间信息，获得此管线起点的空间坐标与终点空间坐标，并计算起点与终点之间的中心点坐标，然后设置场景的摄像机位置为此中心点位置，则场景移动到所要定位的管线中心处。其中的步骤2中的管线信息编辑，包括属性信息编辑与空间信息编辑，所述的属性信息编辑具体按照以下步骤实施获取管线的ID，并依据此ID查询关系数据库并将其所有属性信息以可编辑模式显示给用户，用户对其进行修改编辑，用户编辑完毕并确定后，系统获取修改后的数据，并依据此管线的ID更新关系数据库；所述的空间信息编辑具体按照以下步骤实施获取管线的ID，依据此ID查询XML文件，获取其所有空间信息，以可编辑模式显示给用户，用户修改完毕选择确定后系统根据ID 修改XML文件并保存。其中的步骤2中的添加管线，具体按照以下步骤实施用户输入管线属性信息及空间信息，输入完毕后，系统获取属性信息并将其添加到关系数据库中，获取空间信息添加到XML文件中，并重绘场景显示新添加的管线。其中的步骤2中的移动管线，具体按照以下步骤实施首先获取管线的ID，并查询XML文件，获取其空间位置，并以可编辑方式显示给用户， 用户在此基础上输入新的空间位置，确定完后修改XML文件并重绘场景，在更新后的空间中显示此管线；或者，当用户选择其中一个方向轴时，系统识别此方向所指向的方向，在鼠标拖动的过程中，系统根据鼠标移动的距离计算此管线的原空间位置上发生的偏移，从而得到新的空间位置，将此空间位置写回XML文件中并重绘场景。其中的步骤2中的图例管理，具体按照以下步骤实施系统根据用户选择的站层、 综合管线类别以及管线名称在关系数据库中查出此管线的图例颜色，并以可编辑方式显示给用户，用户修改此管线的图例颜色后，系统获取修改后的图例颜色并修改关系数据库中此管线的图例颜色信息，然后重绘场景使得该站层中的所有该管线的颜色为更新后的颜色。其中的步骤2中的碰撞检测，具体按照以下步骤实施系统根据每段管线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统，其特征在于，包括依次连接的用户管理模块（１）、数据采集与存储模块（２）及三维建模模块（３），三维建模模块（３）上还分别连接有运营维护模块（４）及三维显示化模块（５）。

【技术特征摘要】
1.一种三维可视化地铁综合管线运营维护系统，其特征在于，包括依次连接的用户管理模块(1)、数据采集与存储模块(2 )及三维建模模块(3 )，三维建模模块(3 )上还分别连接有运营维护模块(4)及三维显示化模块(5)。2.—种三维可视化地铁综合管线运营维护方法，其特征在于，采用三维可视化地铁综合管线运营维护系统，其结构为包括依次连接的用户管理模块(1)、数据采集与存储模块 (2)及三维建模模块(3)，三维建模模块(3)上还分别连接有运营维护模块(4)及三维显示化模块(5)，具体按照以下步骤实施步骤1 从图纸中提取地铁管线数据输入到数据采集与存储模块(2)中；步骤2 三维建模模块(3)根据步骤1得到的地铁管线数据建立三维模型，通过三维显示化模块(3)将综合管线及地铁场景以三维立体的效果显示出来，并通过运营维护模块 (4)对地铁综合管线进行维护管理，维护管理包括管线信息查询、管线空间定位、管线信息编辑、添加管线、移动管线、图例管理及碰撞检测。3.根据权利要求2所述的三维可视化地铁综合管线运营维护方法，其特征在于，所述的步骤2中的建立三维模型，具体按照以下步骤实施包括地铁场景建模及管线数字化建模，所述的地铁场景建模采用3Ds Max工具，首先设置3Ds Max的单位与DWG图的单位一样，即按照1 :1的比例尺进行建模，然后导入DWG格式图的地铁房建图，使用3Ds Max工具生成地铁场景模型，然后使用移动命令将场景三维坐标的原点移动至3Ds Max的三维坐标原点处，场景的主体部分采用纹理贴图技术，最后将完成的地铁场景模型用3ds格式的文件保存，供OpenGL调用；所述的管线数字化建模采用OpenGL技术，管线的形状由存储在关系数据库中的关系类型及规格确定，管线的空间位置由存储在XML文件中的有序坐标序列确定，重复调用 OpenGL的图形绘制功能绘制每节管线直到绘制完毕，管线接口根据管线端口的相对距离自动生成，当两节或者三节同规格的管线端口小于0. 8米时，根据各管线端口的中点坐标及规格计算出接口长度及大小，调用OpenGL的图形绘制功能在各端口之间绘制与管线相同表现形式的接口。4.根据权利要求2所述的三维可视化地铁综合管线运营维护方法，其特征在于，所述的步骤2中的管线信息查询，具体按照以下步骤实施通过用户输入的查询条件，在关系数据库中查询所有满足条件的管线信息，并将查询到的信息以列表的形式提交给用户；或者，当在三维场景中双击查看某一管线信息时，首先拾取该管线并获取其ID，根据此 ID查询关系数据库，获得该管线的属性信息并以窗口的形式显示给用户，当场景的摄像机发生移动，该窗口自动消失。5.根据权利要求2所述的三维可视化地铁综合管线运营维护方法，其特征在于，所述的步骤2中的管线空间定位，具体按照以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑新宏，张鹏飞，金英珠，王晓帆，赵凯，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：87