一、簡介
平臺是一個面向鐵路工程設計、施工及運維全生命周期的BIM數(shù)據(jù)輕量化及三維可視化引擎,支撐大場景平臺、協(xié)同設計平臺、數(shù)智方案表達系統(tǒng)、數(shù)字化建管平臺等BIM+GIS系統(tǒng)應用。平臺支持鐵路工程30余個專業(yè)領域數(shù)據(jù)類型、統(tǒng)一時空基準、承載海量工程數(shù)據(jù),快速構建鐵路數(shù)字孿生場景,提供高性能的數(shù)據(jù)加載和可視化服務,操作簡單,具有一鍵式數(shù)據(jù)轉換與發(fā)布、標準化數(shù)據(jù)組織與管理、三維可視化等特點,為鐵路工程數(shù)字孿生場景的構建和應用提供高效、便捷的基礎平臺。平臺技術成熟,具有較強的實用性,適合工程全生命周期數(shù)字化應用,曾獲首屆工業(yè)數(shù)字孿生大賽全國一等獎。
圖1.1 系統(tǒng)技術架構
二、主要功能
鐵路工程數(shù)據(jù)輕量化轉換平臺包含后臺管理、基于統(tǒng)一時空基準的數(shù)據(jù)轉換及發(fā)布、海量數(shù)據(jù)三維可視化、可視化分析工具等核心功能模塊。用戶可通過瀏覽器對鐵路工程海量多源異構數(shù)據(jù)進行轉換、組織、優(yōu)化、發(fā)布、三維可視化及空間分析,并根據(jù)鐵路多專業(yè)領域模型的幾何構造特點,提供定制化的數(shù)據(jù)處理輕量化和優(yōu)化邏輯,能夠明顯提升處理數(shù)據(jù)加載的流暢性,滿足工程生命周期多場景、多環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)融合應用需求。
(一)后臺管理
后臺管理模塊包含場景創(chuàng)建和編輯、用戶管理、場景配置管理等功能。
1、場景創(chuàng)建和編輯功能用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)轉換任務,編輯任務信息。
2、用戶管理功能用于編輯用戶權限,建立用戶信息。
3、場景配置管理功能用于編輯三維可視化場景對應的輕量化成果的數(shù)據(jù)源。
圖2.1 登錄界面
(二)基于統(tǒng)一時空基準的數(shù)據(jù)轉換及發(fā)布
基于統(tǒng)一時空基準的數(shù)據(jù)轉換發(fā)布模塊包含多專業(yè)數(shù)據(jù)轉換與時空基準統(tǒng)一、輕量化數(shù)據(jù)快速發(fā)布等功能,相關功能支持批處理。
1、多專業(yè)數(shù)據(jù)轉換與時空基準統(tǒng)一。通過上傳場景坐標系文件、多專業(yè)模型數(shù)據(jù),并配置轉換參數(shù)、坐標系,對模型數(shù)據(jù)進行格式轉換與輕量化。
2、輕量化后的文件可快速發(fā)布為網頁數(shù)據(jù)服務,也可對轉換任務進行刪除,對過程文件進行下載。
圖2.2 任務管理界面
(三)海量數(shù)據(jù)三維可視化
海量數(shù)據(jù)可視化功能是對轉換成果通過三維可視化方式進行瀏覽。
1、融合多領域數(shù)據(jù)類型。針對鐵路工程30余個專業(yè)領域數(shù)據(jù)類型,設定針對性的數(shù)據(jù)組織與可視化策略。
2、海量數(shù)據(jù)的承載與流暢可視化表達。發(fā)布后可通過三維場景查看轉換成果。
圖2.3 三維場景瀏覽
(四)可視化分析工具
可視化分析工具包含圖層控制、測量工具、屬性查詢、漫游飛行、剖切工具五類控件,可輔助進行可視化分析。
圖2.4場景屬性工具
三、應用案例
平臺在京張、興保、成達萬、深圳地鐵十九號線、武梅、宜涪、溫福等10余個項目中進行了應用。借助其數(shù)據(jù)輕量化效率高、數(shù)據(jù)承載力強、三維場景訪問流暢等特點,有效支撐了多個BIM+GIS系統(tǒng)應用。
1、京張高速鐵路
建設過程中應用平臺完成數(shù)字孿生的整體交付,指導施工。成功服務于世界上埋深最大、規(guī)模最大的暗挖車站的建設,車站穿越地質斷裂段,洞室復雜、施工難度大。
2、興保鐵路
在施工總承包中,應用平臺進行工程模型輕量化,支撐數(shù)字化建管平臺開展三維設計成果交底。通過三維場景對鐵路重點工點(包括隧道進出口、高邊坡路基等)逐個分析及研討實施方案,高效、高質的對齊建設、施工、監(jiān)理與設計的認知,更好、更直觀的指導現(xiàn)場施工。
3、如通蘇湖城際鐵路
在設計階段,應用平臺進行工程模型輕量化、集成多專業(yè)設計成果,支撐協(xié)同設計平臺開展三維成果可視化會審。優(yōu)化了跨陽澄湖段橋梁、跨婁江快速路、通甬高鐵并行段、園區(qū)隧道進口段、臨近同津大道,跨東太湖大道、云梨路右轉、下穿玲瓏街等10余處,解決專業(yè)設計接口問題50余項。
4、深圳地鐵十九號線一期工程
在設計階段,應用平臺進行BIM、CIM數(shù)據(jù)輕量化,支撐數(shù)字方案表達系統(tǒng)開展BIM、CIM綜合應用,融合項目周邊地塊實景模型和項目BIM模型,形成區(qū)域級CIM整合模型。對項目重點區(qū)域的進行視角漫游和設計方案展示,對城市信息模型進行多維度分析和評估,提供了可視化的分析結果,輔助判斷和決策。
5、溫福高速鐵路
在設計階段,應用平臺進行多層級工程信息模型輕量化轉換處理,支撐數(shù)智方案表達系統(tǒng)在項目可研評審會開展應用,借助三維場景可視化優(yōu)勢進行全線漫游,直觀展示線路方案、重點工點初步設計情況,新技術的應用得到與會專家的一致認可。
四、自主可控情況
平臺擁有自主知識產權,獲國家發(fā)明專利1項,軟件著作權1項。關鍵數(shù)據(jù)經過多種加密算法處理,確保數(shù)據(jù)在存儲和傳輸過程中的安全;基于密碼驗證、token驗證等身份驗證方法,嚴控數(shù)據(jù)訪問權限,保證數(shù)據(jù)安全。