CN112445883A - 一种基于bim、gis一体化的地铁保护区管理数据存储方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，属于地铁管理领域。本发明包括以下步骤：S100、信息采集：包括已有图纸、电子地图、资料档案、设备运维信息；S200、场站及区间建筑模型建立；S300、周边紧邻建筑模型建立；S400、地质信息模型建立；S500、合并形成整体模型：将建筑模型、周边紧邻建筑模型和地质信息模型合并到同一平台GIS中，导入相关信息；S600、应用分析。本发明克服现有技术中地铁保护区信息管理存储不便的问题，拟提供一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，有助于实现地铁保护区的智能化管理。

Description

一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法

技术领域

本发明涉及地铁管理技术领域，更具体地说，涉及一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法。

背景技术

《城市轨道交通2018年度统计和分析报告》中指出：截至2018年底，中国大陆地区共有35个城市开通城市轨道交通(以下简称城轨交通)运营线路185条，运营线路总长度5761.4公里。拥有4条及以上运营线路，且换乘站3座及以上，实现网络化运营的城市16个，占已开通城轨交通运营城市总数的45.7％。地铁运营线路4354.3公里，占比75.6％；其他制式城轨交通运营线路1407.1公里，占比24.4％。当年新增运营线路长度728.7公里。

超长运营里程的地铁运营给各个城市的地铁运营公司带来极大挑战。特别是最近几年随着各大城市地铁建设运行规模的不断扩大，投入运营里程的加速增长，地铁周边施工建设引发的地铁停运、结构破坏等事件层出不穷，引起国家、社会重点关注。

为防止地铁沿线一定区域内的施工作业如(新改建建(构)筑物、疏浚河道、敷设管线等)轨道交通沿线区域内的作业行为，确保地铁的安全运营，住房与城乡***等主管部门颁发了一系列管理办法及规章制度，如原***2005年下发的第140号令《城市轨道交通运营管理办法》，中国计划出版社出版的建标104-2008《城市轨道交通工程项目建设标准》等，对从地铁保护区的定义、保护范围、管理内容、沿线施工行为等均作出明确阐述，根据有关规定，该地铁保护区范围一般在正线区间结构两侧50米范围内，该空间可称作为地铁保护区或者控制保护区。

地铁保护区的概念最早由原***2005年颁布的《城市轨道交通运营管理办法》提出。该办法第二十条至二十三条规定了地铁保护区的范围及安全管理的内容。其中第二十条明确了地铁设置控制保护区的范围为：出入口、通风亭、变电站等建筑物、构筑物外边线外侧10米内；地面和高架车站以及线路轨道外边线外侧30米内；地下车站与隧道周边外侧50米内。在地铁保护区内未经地铁运营公司审批允许的钻探、穿越、卸载堆载、抽取地下水、上盖、桩基础、土方施工等违规作业行为层出不穷，国内经常出现了该类违规作业做导致地铁结构被打穿、裂缝、变形等影响运营安全的案例。

目前地铁保护区的管理还存在以下问题：

1、二维图纸的存储和表达方式具有诸多局限性。保护区的图纸信息涉及地铁场站及区间、周边紧邻建筑、地形地貌、地质等，传统的二维表达不直观。纸质图纸文档不易保存，往往存在缺失现象，查询不方便。

2、涉及信息复杂多样，难以信息化整合。地铁保护区各部分信息分散各类专业的相关图纸之中，给查询和整合带来诸多不便。保护区范围内的建筑物、构筑物、地质、管网及设备包含大量信息，这些信息在运维过程中非常重要，而传统方式是分散存储，调用起来非常麻烦。

3、地铁保护区传统管理及运维方式效率低下，质量难以保障，尤其是在保护区内作业，地铁结构被打穿、裂缝、变形等影响运营安全的案例层出不穷。同时需要对保护区地质沉降进行长期监测，需要结合周边的建筑物、构筑物更加直观的方式进行展示。总之，信息化管理方式亟待提升，需要信息化和可视化技术手段，提高管理及运维水平及效率。

经检索，中国专利申请号：2016109719974，发明创造名称为：一种基于BIM-GIS技术的地铁暗挖车站虚拟施工现场构建方法，该申请案包括以下步骤：S10：确定地铁暗挖车站的周边环境的建模范围以及建模内容；S20：确定地铁暗挖车站的建模内容以及建模原则；S30：确定施工临建的建模内容；S40：建立所述周边环境、所述暗挖地铁车站以及所述施工临建的BIM模型；S50：获取所述BIM模型的GIS图像信息；S60：根据B/S网络架构建立BIM-GIS数据平台；S70：将建立的所述BIM模型集成至BIM-GIS数据平台。本发明的基于BIM-GIS技术的地铁暗挖车站虚拟施工现场构建方法，不仅能够高效解决施工与周边环境的空间关系问题，也为基于真实三维场景的施工管理信息化奠定数据基础。该申请案仍具有进一步优化的空间。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中地铁保护区信息管理存储不便的问题，拟提供一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，有助于实现地铁保护区的智能化管理。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，包括以下步骤：

S100、信息采集：包括已有图纸、电子地图、资料档案、设备运维信息；

S200、场站及区间建筑模型建立；

S300、周边紧邻建筑模型建立；

S400、地质信息模型建立；

S500、合并形成整体模型：将建筑模型、周边紧邻建筑模型和地质信息模型合并到同一平台GIS中，导入相关信息；

S600、应用分析。

更进一步地，S200具体包括以下过程：

S201、根据已有图纸和经验建模或设计师直接采用BIM技术正向设计，模型建立包括建模前建立构件库和实际建模两个过程；

S202、建模包括场站和区间及相关设备两部分模型；

S203、基于BIM三维模型添加各种属性信息，包括构件的材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。

更进一步地，S300具体包括以下过程：

S301、基于BIM技术根据相关图纸资料进行保护区内周边建筑建模，包括主体及基础、地下管线；建模方式包括手工建模、实地勘察、无人机倾斜摄影、实景建模、激光扫描技术；

S302、基于模型添加相关属性信息，包括钢筋信息、混凝土强度信息、管线材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。

更进一步地，S400具体包括以下过程：

S401、地形模型搭建及信息维护：包括地形起伏几何信息、高程信息、地质信息；

S402、地貌模型搭建及信息维护：包括道路、湖泊的几何信息及非几何信息；地形地貌的采集包括手工建模、实地勘察、无人机倾斜摄影、实景建模、利用GIS技术形成地形地貌模型。

更进一步地，S600中应用分析包括：

S610、信息存储查询模块：基于BIM及GIS技术，将设计施工运维全过程涉及的几何信息和非几何信息进行存储，提供查询功能；

S620、三维可视化模块：基于BIM及GIS技术，提供三维可视化分析功能；展现保护区内的建筑物、构筑物、地形地貌及地质信息；

S630、施工作业管理专项模块，包括：

S631、保护区作业空间查询，包括保护区内轨道交通的场站和区间信息查询、地质信息查询及管线查询；

S632、施工模拟申报，将施工的位置及施工全过程进行BIM模拟，进行相关申报和方案审核；

S633、施工过程管理模块，对施工过程中产生的沉降数据录入到一体化平台中，进行可视化展示，供相关人员分析；

S640、运维管理辅助模块，包括：

S641、设备管理，通过BIM与GIS整合供电***、给排水***、消防设施、暖通***信息，进行信息维护、查询分析及可视化展示；

S642、空间管理，包括空间信息查询；

S643、隐蔽工程管理，包括地下管线查询、混凝土和钢筋信息查询、装修后的管线排布信息管理；

S644、地质信息查询，查询地层及地质参数信息，根据沉降监测数据，存储并显示到GIS平台之中；

S650、预警管理辅助模块：在BIM、GIS一体化平台中，当监测预警时，如沉降数据超标，***将锁定相关区域，展示地质及周边工程建筑等信息，进行可视化三维展示；根据平台中纳入的信息，向运营单位、运管中心、地铁运营主管部门报警；报警后，暂停相关项目作业，建设单位委托安全评估单位进行过程安全评估，各方共同制定相应安全保护措施；通过专家评审，明确处理意见后，再由主办部门按照相关程序办理。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，BIM采用所见即所得的三维建模方式，方便直观，对于建筑类建模具有准确和直观的特点；基于GIS对于地形地貌及地质进行建模，同样具有精度高和直观的特点，实现了地铁保护区可视化管理，提高管理及运维水平及效率。

(2)本发明的一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，BIM可将所有信息赋予到建筑物每个构件中，比如墙梁板柱、基础、照明设备，其品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数均存储到设备中，方便管理。

(3)本发明的一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，GIS集成了地形地貌、地质及管网等信息，包括几何信息和非几何信息，同时GIS提供了整合平台，可以将BIM模型整合到GIS平台之中，统一进行存储更新查询及应用。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，包括以下步骤：

S100、信息采集：包括已有图纸、电子地图、资料档案、设备运维信息；

S200、场站及区间建筑模型建立；具体包括以下过程：

S201、根据已有图纸和经验建模或设计师直接采用BIM技术正向设计，模型建立包括建模前建立构件库和实际建模两个过程；

S202、建模包括场站和区间及相关设备两部分模型；

S203、基于BIM三维模型添加各种属性信息，包括构件的材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。

S300、周边紧邻建筑模型建立；具体包括以下过程：

S301、基于BIM技术根据相关图纸资料进行保护区内周边建筑建模，包括主体及基础、地下管线；建模方式包括手工建模、实地勘察、无人机倾斜摄影、实景建模、激光扫描技术；

S302、基于模型添加相关属性信息，包括钢筋信息、混凝土强度信息、管线材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。

S400、地质信息模型建立；具体包括以下过程：

S401、地形模型搭建及信息维护：包括地形起伏几何信息、高程信息、地质信息，地质信息包括地层、承载力信息；

S402、地貌模型搭建及信息维护：包括道路、湖泊的几何信息及非几何信息；地形地貌的采集包括手工建模、实地勘察、无人机倾斜摄影、实景建模、利用GIS技术形成地形地貌模型。

S500、合并形成整体模型：将建筑模型、周边紧邻建筑模型和地质信息模型合并到同一平台GIS中，根据现状和需求导入相关信息；

S600、应用分析，包括：

S610、信息存储查询模块：基于BIM及GIS技术，将设计施工运维全过程涉及的几何信息和非几何信息进行存储，提供查询功能；

S620、三维可视化模块：基于BIM及GIS技术，提供三维可视化分析功能；展现保护区内的建筑物、构筑物、地形地貌及地质信息；

S630、施工作业管理专项模块，包括：

S631、保护区作业空间查询，包括保护区内轨道交通的场站和区间信息查询、地质信息查询及管线查询；

S632、施工模拟申报，将施工的位置及施工全过程进行BIM模拟，进行相关申报和方案审核；

S633、施工过程管理模块，对施工过程中产生的沉降数据录入到一体化平台中，进行可视化展示，供相关人员分析；

S640、运维管理辅助模块，包括：

S641、设备管理，通过BIM与GIS整合供电***、给排水***、消防设施、暖通***信息，进行信息维护、查询分析及可视化展示；

S642、空间管理，包括空间信息查询；

S643、隐蔽工程管理，包括地下管线查询、混凝土和钢筋信息查询、装修后的管线排布信息管理；

S644、地质信息查询，查询地层及地质参数信息，根据沉降监测数据，存储并显示到GIS平台之中；

S650、预警管理辅助模块：在BIM、GIS一体化平台中，当监测预警时，如沉降数据超标，***将锁定相关区域，展示地质及周边工程建筑等信息，进行可视化三维展示；根据平台中纳入的信息，向运营单位、运管中心、地铁运营主管部门报警；报警后，暂停相关项目作业，建设单位委托安全评估单位进行过程安全评估，各方共同制定相应安全保护措施；通过专家评审，明确处理意见后，再由主办部门按照相关程序办理。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100、信息采集：包括已有图纸、电子地图、资料档案、设备运维信息；

S200、场站及区间建筑模型建立；

S300、周边紧邻建筑模型建立；

S400、地质信息模型建立；

S500、合并形成整体模型：将建筑模型、周边紧邻建筑模型和地质信息模型合并到同一平台GIS中，导入相关信息；

S600、应用分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，其特征在于：S200具体包括以下过程：

S201、根据已有图纸和经验建模或设计师直接采用BIM技术正向设计，模型建立包括建模前建立构件库和实际建模两个过程；

S202、建模包括场站和区间及相关设备两部分模型；

S203、基于BIM三维模型添加各种属性信息，包括构件的材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，其特征在于：S300具体包括以下过程：

S301、基于BIM技术根据相关图纸资料进行保护区内周边建筑建模，包括主体及基础、地下管线；建模方式包括手工建模、实地勘察、无人机倾斜摄影、实景建模、激光扫描技术；

S302、基于模型添加相关属性信息，包括钢筋信息、混凝土强度信息、管线材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，其特征在于：S400具体包括以下过程：

S401、地形模型搭建及信息维护：包括地形起伏几何信息、高程信息、地质信息；

S402、地貌模型搭建及信息维护：包括道路、湖泊的几何信息及非几何信息；地形地貌的采集包括手工建模、实地勘察、无人机倾斜摄影、实景建模、利用GIS技术形成地形地貌模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM、GIS一体化的地铁保护区管理数据存储方法，其特征在于：S600中应用分析包括：

S610、信息存储查询模块：基于BIM及GIS技术，将设计施工运维全过程涉及的几何信息和非几何信息进行存储，提供查询功能；

S620、三维可视化模块：基于BIM及GIS技术，提供三维可视化分析功能；展现保护区内的建筑物、构筑物、地形地貌及地质信息；

S630、施工作业管理专项模块，包括：

S631、保护区作业空间查询，包括保护区内轨道交通的场站和区间信息查询、地质信息查询及管线查询；

S632、施工模拟申报，将施工的位置及施工全过程进行BIM模拟，进行相关申报和方案审核；

S633、施工过程管理模块，对施工过程中产生的沉降数据录入到一体化平台中，进行可视化展示，供相关人员分析；

S640、运维管理辅助模块，包括：

S641、设备管理，通过BIM与GIS整合供电***、给排水***、消防设施、暖通***信息，进行信息维护、查询分析及可视化展示；

S642、空间管理，包括空间信息查询；

S643、隐蔽工程管理，包括地下管线查询、混凝土和钢筋信息查询、装修后的管线排布信息管理；

S644、地质信息查询，查询地层及地质参数信息，根据沉降监测数据，存储并显示到GIS平台之中；

S650、预警管理辅助模块：在BIM、GIS一体化平台中，当监测预警时，如沉降数据超标，***将锁定相关区域，展示地质及周边工程建筑等信息，进行可视化三维展示；根据平台中纳入的信息，向运营单位、运管中心、地铁运营主管部门报警；报警后，暂停相关项目作业，建设单位委托安全评估单位进行过程安全评估，各方共同制定相应安全保护措施；通过专家评审，明确处理意见后，再由主办部门按照相关程序办理。

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