基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法及装置

技术领域

本发明涉及铁路建设信息模型领域，尤其涉及一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法及装置。

背景技术

如今铁路项目工程建设完工后，施工单位需要将施工阶段的各种文件交付给运营单位。其采用的纸质施工文件的数量极多，不便于运营单位查阅。尤其是项目某个地方出现质量问题后，运营单位的员工去查阅施工文件，往往会发现施工文件的各种施工信息缺失严重或造假，且查阅工作量大，耗费时间长。

假设某个材料不合格或工艺导致的大批次的工程出现问题，往往需要将所有的施工文件都要翻阅出来才能汇总所有的问题，极为繁琐和消耗时间，而铁路的高效运营需求往往不允许长时间停运。

在现今智能化时代，传统纸介质的交付方式基本不具备智能化的可能性，作为设计单位或施工单位的工作内容之一就是满足运营单位日益增长的智能化需求，因此数字化交付是尤为重要的一步。

随着信息化的高度应用，涵盖施工过程信息的数字交付是打通铁路等路桥隧基建施工与运维阶段的重要环节，最初以竣工图纸和纸质版文件实现交付，目前以图纸、图表、声像、电子文件、实物等各种形式和载体的历史记录实现数字交付。数字交付是施工建设期的必然结果，亦是未来发展的必然趋势，数字交付的成果具有广阔的应用前景，实现路桥隧基建项目的数字化交付势在必行。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法及装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的技术方案如下：

根据本发明的一方面，提供了一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法，所述方法包括：

在铁路BIM系统内创建整个铁路项目的施工模型，所述施工模型包括若干构件模型，所述构件模型具有对应的ID信息、标准编码信息、定位信息和施工信息，所述标准编码信息用于查找同一类的构件模型，所述ID信息对应唯一的构件模型；

在GIS系统内创建整个铁路项目的所在地域的地图模型，所述地图模型包括地理位置信息和地理环境信息；

将所述地图模型输入到铁路BIM系统内，在所述铁路BIM系统内将所述施工模型和地图模型整合为综合模型，将所述铁路项目的各个构件模型的定位信息与所述地图模型的地理位置信息建立关联关系，整合后的所述综合模型用于铁路工程的运维。

在一些实施例中，所述施工模型是由施工单位在施工过程中实时创建，所述施工信息包含施工工艺属性、材料属性、进料单信息和质检人信息。

在一些实施例中，所述铁路BIM系统的服务器接收用户查看指定路段的请求，基于所述地理位置信息或所述定位信息打开指定路段的所述综合模型；所述服务器基于所述ID信息查看指定的构件模型，并将所述构件模型携带的所述施工信息展示在铁路BIM系统的用户端。

在一些实施例中，所述服务器将所述施工模型的各个构件模型的施工信息通过构件模型的标准编码信息进行关联；所述服务器接收到用户请求展示所述材料属性时，根据各个构件的施工信息和标准编码信息，将所有相同材料的构件模型加以统计，并在所述用户端进行展示。

在一些实施例中，所述服务器将所述施工模型的各个构件模型的所述施工信息通过构件模型的标准编码信息进行关联；

所述服务器接收到用户请求展示所述施工工艺属性时，根据各个构件的施工信息和标准编码信息，将所有相同施工工艺的构件模型加以统计，并在所述用户端进行展示。

在一些实施例中，在所述用户端进行展示的方式为将对应的构件模型高亮。

在一些实施例中，在所述用户端进行展示的方式为将对应的构件模型制成清单列表，所述清单列表包含构件名称、定位信息和ID信息；所述构件名称具有链接，以在点击所述构件名称后跳转到展示该构件模型的视图。

在一些实施例中，所述地图模型的地理环境信息包含路线信息，以在所述综合模型中直观显示可达到指定区域的铁路项目的路线，用于规划救援路线。

根据本发明的另一方面，也提供了一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付装置，该装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现前述任意一项所述方法的步骤。

根据本发明的另一方面，也提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任意一项所述方法的步骤。

根据本发明实施例所述的一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法和装置，可获得的有益效果至少包括：

本发明将铁路BIM系统创建的施工模型和GIS系统内创建的地图模型整合为综合模型，整合后的综合模型即可同时携带施工模型的施工信息和地理位置、地理环境信息等，以便运营单位的运营维护。通过数据和信息的共享、集成，促进了运维人员工作效率的提高。基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法将推动铁路工程设计、施工和运维的改变和进步。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本发明一实施例中的基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法的示意框图。

图2为本发明一实施例中的综合模型的示意框图。

图3为本发明一实施例中的铁路BIM系统数字化交付的示例运维场景的示意框图。

图4为本发明另一实施例中的铁路BIM系统数字化交付的示例运维场景的示意框图。

图5为本发明一实施例中的基于web实时造型的铁路BIM系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本发明实施例提供了一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法及装置，以向铁路运营单位提供一种全新的可视化的数字化交付方式，便于信息管理和后期的运营维护。

根据本发明的一方面，提供了一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：

步骤S10：在铁路BIM系统内创建整个铁路项目的施工模型，施工模型包括若干构件模型，构件模型具有对应的ID信息、标准编码信息、定位信息和施工信息，标准编码信息用于查找同一类的构件模型，ID信息对应唯一的构件模型；

在该实施例中，施工模型是由施工单位在施工过程中实时创建，所述施工信息包含施工工艺属性、材料属性、进料单信息和质检人信息等。

所述的构件是指组成工程项目主体的独立单元，例如，在桥梁设计建造过程中，单一桥墩、拉索、箱梁等都可以看作为构件，其铁路BIM系统内则可称为构件模型。在设计和施工过程中，同一类型、同一建筑规格的构件模型具有相同的“标准编码信息”，而每一个位置、节点下的独立构件均具有唯一的“ID信息”。铁路BIM系统的构件模型库用于记录铁路施工过程中所应用到的所有标准构件的信息，以形成统一的标准，具体的，构件模型记录着几何信息和非几何信息，几何信息包括构件的三维空间信息，非几何信息包括构件的材料类型、材料规格和/或施工工艺要求。

步骤S20：在GIS系统(地理信息系统技术，Geographic informationtechnologies)内创建整个铁路项目的所在地域的地图模型，所述地图模型包括地理位置信息和地理环境信息；

在该实施例中，地图模型的地理位置信息和地理环境信息可以基于遥感技术或GIS获得，具体的，地理位置信息指地图上表示的具有地理位置，地理环境信息可包括周边分布环境的自然现象(如水文、地貌、土质、植被)和社会现象(如居民地、交通线、行政境界等)。

步骤S30：将地图模型输入到铁路BIM系统内，在铁路BIM系统内将施工模型和地图模型整合为综合模型，将铁路项目的各个构件模型的定位信息与地图模型的地理位置信息建立关联关系，整合后的综合模型用于铁路工程的运维。

在该实施例中，如图2所示，在铁路BIM系统内将施工模型和地图模型整合为综合模型，也可看成是将施工模型全部放置在地图模型上，根据其实际的地理位置关系，将施工模型和地图模型的坐标系建立关联关系。整合后的综合模型即可同时携带施工模型的施工信息和地理位置、地理环境信息等，以便运营单位运维使用。

本发明将铁路BIM系统创建的施工模型和GIS系统内创建的地图模型整合为综合模型，整合后的综合模型即可同时携带施工模型的施工信息和地理位置、地理环境信息等，以便运营单位的运营维护。通过数据和信息的共享、集成，促进了运维人员工作效率的提高。基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法将推动铁路工程设计、施工和运维的改变和进步。

在一些实施例中，所述施工模型是由施工单位在施工过程中实时创建，所述施工信息包含施工工艺属性、材料属性、进料单信息和质检人信息。此外，施工模型的构件模型也包含其他属性或信息。总言之，构件模型包括几何信息和非几何信息。几何信息宜分解至最底层，并采用结构化方式进行存储；非几何信息宜根据实际应用需求进行分解，部分数据可采用非结构化方式进行存储。对于无法通过模型属性进行表达的信息，可使用二维图形、文字、文档、影像等进行补充，并附加到铁路工程信息模型中，如环景评价、经济参数、工程数量等。

在实际运维阶段，该铁路BIM系统可基于坐标系查找所在位置的构件模型，并将该构件模型包含的所有施工信息展示在铁路BIM系统的用户端。此处所述的坐标系可以是地图模型的地理位置信息，也可以是施工模型的定位信息，也可以是基于地理位置信息和定位信息重新建立的坐标系。具体的，包含如下步骤：

铁路BIM系统的服务器接收用户查看指定路段的请求，基于所述地理位置信息或所述定位信息打开指定路段的所述综合模型；

服务器基于所述ID信息查看指定的构件模型，并将所述构件模型携带的所述施工信息展示在铁路BIM系统的用户端。

在一些实施例中，如图3和图4所示，图3示意性说明在运维过程中发现某地施工材料不合格问题后的调研方式，图4说明在运维过程中发现某地施工工艺不合格问题后的调研方式。

如图3所示，具体的，包含如下步骤：

步骤S41：所述服务器将所述施工模型的各个构件模型的施工信息通过构件模型的标准编码信息进行关联；

步骤S42：所述服务器接收到用户请求展示所述材料属性时，根据各个构件的施工信息和标准编码信息，将所有相同材料的构件模型加以统计，并在所述用户端进行展示。

例如，在该实施例中，如运维人员发现某地的桥梁或隧道的混凝土出现破损、开裂、脱落或掉渣现象。在该铁路BIM系统中打开综合模型，相关人员可通过输入编号、地理位置信息或所述定位信息或根据整个模型导航等方式快速查找出相关位置的构件模型；随后，服务器可将该构件模型携带的所有施工信息展示在铁路BIM系统的用户端。例如，展示出某个梁是什么材质，其材料强度等级、其混凝土等级等信息。根据实际调研，出现质量事故的原因是这批预制梁的材料不合格，则可依照材料属性，将所有使用该材料的构件模型加以统计，并在用户端进行展示。随后，运维人员可对这些构件模型对应的工程构件加以检测，再根据检测结果作为是否需要更换、加固等的补救措施。

在另一实施例中，可依照出现质量问题的构件模型的施工信息的进料单信息和质检人信息，可对施工人员、采购人员、供货商、质检人员等进行追责。

在一实施例中，如图4所示，具体的，包含如下步骤：

步骤S51：所述服务器将所述施工模型的各个构件模型的所述施工信息通过构件模型的标准编码信息进行关联；

步骤S52：所述服务器接收到用户请求展示所述施工工艺属性时，根据各个构件的施工信息和标准编码信息，将所有相同施工工艺的构件模型加以统计，并在所述用户端进行展示。

例如，在该实施例中，如运维人员发现某地的桥梁或隧道的混凝土出现破损、开裂、脱落或掉渣现象。在该铁路BIM系统中打开综合模型，相关人员可通过输入编号、地理位置信息或所述定位信息或根据整个模型导航快速查找出相关位置的构件模型；随后，服务器可将该构件模型携带的所有施工信息展示在铁路BIM系统的用户端。例如，展示出某个墩身/柱身/台身是什么施工工艺。根据实际调研，出现质量事故的原因是这批墩身/柱身/台身的打桩或浇筑工艺，则可依照材料属性，将所有使用该施工工艺的墩身/柱身/台身加以统计，并在用户端进行展示。随后，运维人员可对这些构件模型对应的工程构件加以检测，再根据检测结果作为是否需要更换、加固等的补救措施。

在另一实施例中，可依照出现质量问题的构件模型的施工信息的质检人信息，可对施工人员、质检人员等进行追责。

在上述实施例中，在所述用户端进行展示的方式为将对应的构件模型高亮。例如，将需要展示的构件模型标记为红色以进行展示，未标记的构件模型显示为灰色或绿色，以区分需要展示的构件模型。

在上述实施例中，在所述用户端进行展示的方式为将对应的构件模型制成清单列表，所述清单列表包含构件名称、定位信息和ID信息；所述构件名称具有链接，以在点击所述构件名称后跳转到展示该构件模型的视图，以便查看该构件模型。

在一些实施例中，综合模型的地理环境信息可包括周边分布环境的自然现象(如水文、地貌、土质、植被)和社会现象(如居民地、交通线、行政境界等)。例如，地图模型的地理环境信息包含路线信息，以在所述综合模型中直观显示可达到指定区域的铁路项目的路线，用于规划救援路线。

例如，在南方某些山地环境的铁路线路出现滑坡、泥石流等自然灾害，可在综合模型中查看该自然灾害路段，同时可直观显示该自然灾害路段的可到达的交通方式，根据实际需求，抢救或维护人员是采用工程车、越野车、水路、直升机和步行等交通方式。

如图5所示，本发明实施例提供了一种基于web实时造型的铁路BIM系统，将BIM模型所有的计算和存储都放在服务器上进行处理和保存，而用户端只是扮演命令的发送和展示的作用，在任何有网络的地方，用任何智能终端即可完成对繁重的BIM软件计算的要求，满足任何地点，任何时间，任何设备操作BIM软件的需求，解决了传统用户端BIM建模软件对计算机的高性能要求、采购成本高、安装复杂等问题。

根据本发明的另一方面，也提供了一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付装置，该装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现前述任意一项所述方法的步骤。

根据本发明的另一方面，也提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任意一项所述方法的步骤。

根据本发明实施例所述的一种基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法和装置，可获得的有益效果至少包括：

(1)本发明将铁路BIM系统创建的施工模型和GIS系统内创建的地图模型整合为综合模型，整合后的综合模型即可同时携带施工模型的施工信息和地理位置、地理环境信息等，以便运营单位的运营维护。通过数据和信息的共享、集成，促进了运维人员工作效率的提高。基于web实时造型的铁路BIM系统与GIS系统结合的数字化交付方法将推动铁路工程设计、施工和运维的改变和进步。

(2)本发明通过在施工过程中建立施工模型，实现从现场上掌握施工信息，并以此为基础实现运维管理，从而实现铁路工程生命周期的数字化管理。

(3)本发明中的基于web实时造型的铁路BIM系统，将BIM模型所有的计算和存储都放在服务器上进行处理和保存，而用户端只是扮演命令的发送和展示的作用，解决了传统用户端BIM建模软件对计算机的高性能要求、采购成本高、安装复杂等问题。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

软件可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。