隧道三维可视化智能管理平台开发研究

隧道三维可视化智能管理平台开发研究

张红路  ,哈娜

辽宁省交通高等专科学校   辽宁   沈阳   110000

摘要：近几年我国经济的飞速发展，高速公路隧道的建设项目与日俱增，目前看，由于诸多原因，隧道建设环节相对薄弱。通过三维可视化解决了上述诸多问题，本文基于隧道三维可视化智能管理平台的开发进行研究，以提高建设效率。

关键词：三维可视化  隧道建模  建设效率  BIM技术

    隧道是埋置于底层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。其建设工作量大，周期长              、费用高、危险程度高，很多建工单位建设隧道需要耗费大量资源，建设效率低下。通过隧道三维可视化智能管理平台解决了上述诸多问题，从而提高建设效率。本文通过隧道三维可视化建模和智能管理出发，对隧道三维可视化智能管理平台进行开发研究。

    一.研究目标与实际应用

    项目结合隧道模型实现可视化智能管理平台的研究其目标可以将整个隧道的主体模型包括仰拱、路面、排水沟、电缆槽、初期支护、二衬边墙、预留变形缝等“搬迁”到三维场景中，并进行材质的设置，制作成可快速搭建的隧道模型创建平台，直观表达隧道模型主体位置，分区功能，模型用途，利用直观、可视、互动的三维信息化平台智能快速完成隧道模型创建。此平台能够在三维虚拟场景中集成隧道构件详细信息、量测、图层管理等功能，为实际隧道的全局管控工作提供直观，友好的可视化界面。平台全面介绍隧道情况、材质情况、定位情况等，能够浏览隧道整体环境、定位隧道位置、查询隧道情况、实现智能化显示与管理。本平台总体结构的合理设计，保证隧道可视化智能管理平台能够实现登录验证，模型快速搭建、智能量测及查询等。本平台梳理隧道施工过程，在隧道模型快速搭建过程中按照施工顺序实现隧道模型的快速创建,实现智能化的显示创建与管理。本平台的导航功能设计，可快速浏览隧道内部结构、统计尺寸、数量等功能，实现隧道三维可视化展示与浏览。

    二.平台内容设计

    本平台共有五大功能板块，可实现如下功能：

a.基本功能：登录验证：支持添加，删除用户，经过系统认证的用户才可以登录本系统。

          指北针：快速将三维界面转向正北方的某个视角。

          恢复默认视角：迅速定位到三维界面的初始浏览位置。

          底下模式：地面透明化处理，可以直观看到地下线

          三维量测：实现三维空间的距离，面积量测。

          图层管理：可按照物体类别显示或隐藏相关对象(如：隧道构建的分类控制显示与隐藏）

b.隧道模型创建：仰拱、路面、排水沟、电缆槽、初期支护、二衬边墙、预留变形等模型创建均可以根据图纸进行参数化调整。

c.模型导航：模型构建介绍：以图文形式展示隧道构建的详细信息。

           模型定位：可以通过点击列表，直接定位到某个隧道构建所在位置。

           模型漫游：按照固定的飞行路径，展示隧道整体环境。

d.查询：隧道构建查询：可以在三维场景中直接查询隧道内各构建的信息，比如：建筑查询其尺寸，数量等基本信息，并以图片、文字多种形式介绍。

f.隧道建筑物标签显示控制：系统默认显示各隧道构件名称的标签，如：仰拱、路面、排水沟等，也可以控制该标签的显示与隐藏。

      三.项目研究方法

      项目研究方法主要有文献与实际调研法，对比分析与图表相结合法、软件模拟法、案例分析法等几种方法结合来分析解决问题。

  （1）文献调研法：主要通过对与论文相关的国内外隧道安全和BIM技术应用文献的搜集，整理和阅读研究，了解和学习国内外目前隧道可视化智能管理的研究现状以及存在的问题，掌握国内外BIM技术在隧道可视化智能管理方面的应用研究现状。

  （2）对比分析与图表相结合法：通过对文献资料调研所掌握的信息，通过定型对比分析的方法对隧道智能管理的内容，BIM技术的特点，隧道可视化管理的特点，BIM技术在隧道可视化管理方面应用的优势等进行分析，并借助图标的形式在项目中呈现，直观易懂，突出重点。

  （3）软件开发及模拟法

项目应用二次开发技术，完善隧道模型的模拟，运用Revit等相关BIM软件进行隧道模型构建，并将其应用于附加平台的快速加载，创建及查询等，以期达到直观，形象，高效的智能管理水平和能力的目标。

  （4）案例分析法

案例分析法是理论与实际相结合的研究办法。项目将研究成果应用于合作单位，实现科研成果的转换，通过实践检验研究成果的可行性和有效性，验证隧道智能可视化平台的实际应用价值。

    四.特色与创新

由于隧道模型复杂，项目创造性地对隧道模型进行便于理解和展示的简化处理，形成了简化的隧道BIM模型，使之适应可视化智能管理的需要。本平台实现了模型的快速搭建。隧道模型都是连接到一起的，项目创造性地将隧道主体分解成仰拱、路面、排水沟、电缆槽、初期支护、二衬边墙、预留变形缝等，通过选择分解主体，完成隧道模型的快速加载与搭建。为了方便用户使用，将平台融合进安装包中，安装包可以完成现有功能，同时满足后期功能扩充开发研究。

参考文献

[1]基于BIM技术明挖隧道一键组装式建模方法的研究[J]. 王贵和.公路与水路运输.2022(04)

[2]BIM技术在建筑施工安全管理中的应用[J]. 池哲榕.信息科技.2022(07)