铁路工程数据轻量化转换平台

点击量:216   2024-07-10   【 】   【 打印 】   【 关闭
      一、简介
      平台是一个面向铁路工程设计、施工及运维全生命周期的BIM数据轻量化及三维可视化引擎,支撑大场景平台、协同设计平台、数智方案表达系统、数字化建管平台等BIM+GIS系统应用。平台支持铁路工程30余个专业领域数据类型、统一时空基准、承载海量工程数据,快速构建铁路数字孪生场景,提供高性能的数据加载和可视化服务,操作简单,具有一键式数据转换与发布、标准化数据组织与管理、三维可视化等特点,为铁路工程数字孪生场景的构建和应用提供高效、便捷的基础平台。平台技术成熟,具有较强的实用性,适合工程全生命周期数字化应用,曾获首届工业数字孪生大赛全国一等奖。

图1.1 系统技术架构
      二、主要功能
      铁路工程数据轻量化转换平台包含后台管理、基于统一时空基准的数据转换及发布、海量数据三维可视化、可视化分析工具等核心功能模块。用户可通过浏览器对铁路工程海量多源异构数据进行转换、组织、优化、发布、三维可视化及空间分析,并根据铁路多专业领域模型的几何构造特点,提供定制化的数据处理轻量化和优化逻辑,能够明显提升处理数据加载的流畅性,满足工程生命周期多场景、多环节数据融合应用需求。
    (一)后台管理
      后台管理模块包含场景创建和编辑、用户管理、场景配置管理等功能。
      1、场景创建和编辑功能用于创建数据转换任务,编辑任务信息。
      2、用户管理功能用于编辑用户权限,建立用户信息。
      3、场景配置管理功能用于编辑三维可视化场景对应的轻量化成果的数据源。

图2.1 登录界面
    (二)基于统一时空基准的数据转换及发布
      基于统一时空基准的数据转换发布模块包含多专业数据转换与时空基准统一、轻量化数据快速发布等功能,相关功能支持批处理。
      1、多专业数据转换与时空基准统一。通过上传场景坐标系文件、多专业模型数据,并配置转换参数、坐标系,对模型数据进行格式转换与轻量化。
      2、轻量化后的文件可快速发布为网页数据服务,也可对转换任务进行删除,对过程文件进行下载。

图2.2 任务管理界面
    (三)海量数据三维可视化
      海量数据可视化功能是对转换成果通过三维可视化方式进行浏览。
      1、融合多领域数据类型。针对铁路工程30余个专业领域数据类型,设定针对性的数据组织与可视化策略。
      2、海量数据的承载与流畅可视化表达。发布后可通过三维场景查看转换成果。

图2.3 三维场景浏览
    (四)可视化分析工具
      可视化分析工具包含图层控制、测量工具、属性查询、漫游飞行、剖切工具五类控件,可辅助进行可视化分析。

图2.4场景属性工具
      三、应用案例
      平台在京张、兴保、成达万、深圳地铁十九号线、武梅、宜涪、温福等10余个项目中进行了应用。借助其数据轻量化效率高、数据承载力强、三维场景访问流畅等特点,有效支撑了多个BIM+GIS系统应用。
      1、京张高速铁路
      建设过程中应用平台完成数字孪生的整体交付,指导施工。成功服务于世界上埋深最大、规模最大的暗挖车站的建设,车站穿越地质断裂段,洞室复杂、施工难度大。

      2、兴保铁路
      在施工总承包中,应用平台进行工程模型轻量化,支撑数字化建管平台开展三维设计成果交底。通过三维场景对铁路重点工点(包括隧道进出口、高边坡路基等)逐个分析及研讨实施方案,高效、高质的对齐建设、施工、监理与设计的认知,更好、更直观的指导现场施工。

      3、如通苏湖城际铁路
      在设计阶段,应用平台进行工程模型轻量化、集成多专业设计成果,支撑协同设计平台开展三维成果可视化会审。优化了跨阳澄湖段桥梁、跨娄江快速路、通甬高铁并行段、园区隧道进口段、临近同津大道,跨东太湖大道、云梨路右转、下穿玲珑街等10余处,解决专业设计接口问题50余项。

      4、深圳地铁十九号线一期工程
      在设计阶段,应用平台进行BIM、CIM数据轻量化,支撑数字方案表达系统开展BIM、CIM综合应用,融合项目周边地块实景模型和项目BIM模型,形成区域级CIM整合模型。对项目重点区域的进行视角漫游和设计方案展示,对城市信息模型进行多维度分析和评估,提供了可视化的分析结果,辅助判断和决策。

      5、温福高速铁路
      在设计阶段,应用平台进行多层级工程信息模型轻量化转换处理,支撑数智方案表达系统在项目可研评审会开展应用,借助三维场景可视化优势进行全线漫游,直观展示线路方案、重点工点初步设计情况,新技术的应用得到与会专家的一致认可。
      四、自主可控情况
      平台拥有自主知识产权,获国家发明专利1项,软件著作权1项。关键数据经过多种加密算法处理,确保数据在存储和传输过程中的安全;基于密码验证、token验证等身份验证方法,严控数据访问权限,保证数据安全。