一种基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统，包括第一建模单元、第二建模单元及与二者连接的侵限判定单元；第一建模单元包括第一图像采集模块和第一数据处理模块，第一图像采集模块的取像视野为隧道第一目标限界区域；第二建模单元包括第二图像采集单元和第二数据处理模块，第二图像采集单元采集图像区域为第一目标限界区域的标准限界区域，侵限判定单元包括第三数据处理模块和第四数据处理模块；第三数据处理模块一端与第四数据处理模块连接，另一端与第一数据处理模块、第二数据处理模块连接。本系统主要通过使用第一建模单元对限界的实时测量、使用第二建模单元重构标准限界模型，再通过限界侵限判定来实现限界的校核的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统
本技术属于轨道交通限界检测领域，具体涉及一种基于BIM(建筑信息模型；英文BuildingInformationModeling的缩写)的轨道交通隧道限界校核系统。
技术介绍
现有技术中，轨道交通的地下工作环境往往比较恶劣，车辆的振动、建筑固件的松动、热胀冷缩都会导致建构筑物变形、设备、管线松动及脱落，限界必须进行经常性测试，以便发现安全隐患，及时整修。当有物体侵入设备限界时，地铁车辆将不能正常运行，严重时将造成运营事故。目前，在设备限界检测中，用到的方法主要为静态检测法。包括断面检测法及激光雷达检测法。断面检测法的局限性在于检测过程中要求检测车的运行速度很低，无法检测出高速运行状态下的列车振动偏移量的影响。当发生超限情况时，需要立即停车倒车并反复多次，人工标记超限量，浪费了过多的人力资源和物质资源。激光雷达检测法缺点在于首先，激光雷达本身存在系统误差在15mm左右，无法达到精确测量的要求；其次，激光雷达激光扫描光束存在扫描角度间隔，容易造成漏检。最后激光雷达采用的是多脉冲回波测距原理，扫描频率一般在50HZ左右，并不适宜高速、实时检测需求。由于限界变化具有突发性的特点且目前针对目前各种限界检测校核中还缺少高效维护手段，因此，研发一种实时、高速、高精度的限界校核方法，将有助于节省人工、减少开支、提高效率，为城市轨道交通安全维护提供依据，提高地铁运行安全性。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统，该系统主要通过使用第一建模单元对限界的实时测量、使用第二建模单元标准限界模型的重构，并通过限界侵限判定来实现限界的校核的目的。为实现上述目的，按照本技术提供进一步地，所述系统包括第一建模单元、第二建模单元以及分别与二者连接的侵限判定单元；其中，第一建模单元包括第一图像采集模块和第一数据处理模块，所述第一图像采集模块的取像视野为隧道第一目标限界区域；所述第二建模单元包括第二图像采集单元和第二数据处理模块，所述第二图像采集的图像采集区域为所述第一目标限界区域的标准限界区域，所述侵限判定单元包括第三数据处理模块和第四数据处理模块；所述第三数据处理模块一端与所述第四数据处理模块连接，另一端分别与所述第一数据处理模块、第二数据处理模块连接。进一步地，所述第一图像采集模块包括至少一线光源发生器和面阵相机，其中所述面阵相机一端与至少一所述线光源发生器连接，另一端与所述第三数据处理模块连接。进一步地，还包括位置显示模块，所述位置显示模块与所述第四数据处理模块连接。进一步地，所述光源发生器为激光发生器，所述面阵相机为面阵CCD相机。进一步地，所述光源发生器和所述面阵相机连接为一体机。进一步地，所述第一图像采集模块设置于巡检轨道车辆、巡检机器人或者巡检无人机上。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：本技术通过第二建模单元使用BIM技术建立标准限界模型，使得限界的信号具体化、参数化；通过第一建模单元使用三角测距技术检测限界使得现场限界信号能够实时准确获取；再将检测得到的限界信号与BIM模型中建立的标准限界模型进行比较计算，并与安全阈值值相比较，实现了限界信号的实时校核，能够及时准确的判断侵限位置，杜绝因侵限造成的安全事故，保证车辆运行的安全性，具有良好的使用效果和经济效益。附图说明图1为按照本技术实现的一种测量限界的三角测距原理示意图；图2为按照本技术实现的基于BIM的轨道交通隧道限界校核方法示意图；图3为按照本技术实现的基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统的结构示意图；图中，第一建模单元-1，第二建模单元-2，侵限判定单元-3，第一图像采集模块-11，第一数据处理模块-12，第二图像采集单元-21，第二数据处理模块-22，第三数据处理模块-31，第四数据处理模块-32，位置显示模块-33，光源发生器-111，面阵相机-112。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。需要说明的是，本技术涉及的函数方程中符号“·”为运算符号表示前后两个常量或者向量的相乘，“/”为运算符号表示前后两个常量或者向量的相除，本技术中所有函数方程遵循数学的加减乘除运算法则。需要说明的是，本技术涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里描述或图示的那些以外的顺序实施。根据本技术一种具体地实施方式，如图3所示，提供一种基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统，系统包括：第一建模单元1、第二建模单元2以及分别与二者连接的侵限判定单元3；其中，第一建模单元1包括第一图像采集模块11和第一数据处理模块12，第一图像采集模块11的取像视野为隧道第一目标限界区域；第二建模单元2包括第二图像采集单元21和第二数据处理模块22，第二图像采集单元21采集图像区域为第一目标限界区域的标准限界区域，侵限判定单元3包括第三数据处理模块31和第四数据处理模块32；第三数据处理模块31一端与第四数据处理模块32连接，另一端分别与第一数据处理模块12、第二数据处理模块22连接。本实施例中，第一建模单元1用于获取隧道中至少一目标限界区域的二维图像，根据三角测距技术检测出当前目标限界区域的实际距离，获取检测限界模型信号；第二建模单元2用于提取与目标限界区域对应的标准限界区域，根据BIM技术获取标准限界模型信号；侵限判定单元3用于分别在检测限界模型与标准限界模型信号中提取同一方向上的检测限界与标准限界数据，换算检测限界与标准限界在同一坐标系的间距，由此判定隧道内该方向位置上是否存在侵限；其中，目标限界区域为根据隧道内实时的车辆限界、设备限界或建筑限界而形成的区域；标准限界区域为根据隧道BIM模型中相应车辆限界、设备限界或建筑限界的外廓设计信号而形成的区域。本实施例中，第一建模单元1包括第一图像采集模块11和第一数据处理模块12，第一图像采集模块11包括至少一线光源发生器111和面阵相机112，其中面阵相机112一端与至少一线光源发生器111连接，另一端与第三数据处理模块31连接。其中，线光源发生器111用于投射至轨道交通隧道的目标限界区域；面阵相机12用于捕获线光源的经过目标限界区域的反射光，形成二维图像信号；第一数据处理模块12用于获取二维图像信号，并根据二维图像坐标系与轨道交通隧道空间坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统，其特征在于，所述系统包括第一建模单元(1)、第二建模单元(2)以及分别与二者连接的侵限判定单元(3)；其中，/n第一建模单元(1)包括第一图像采集模块(11)和第一数据处理模块(12)，所述第一图像采集模块(11)的图像采集区域为所述隧道第一目标限界区域；所述第二建模单元(2)包括第二图像采集单元(21)和第二数据处理模块(22)，所述第二图像采集单元(21)的图像采集区域为所述第一目标限界区域的标准限界区域，所述侵限判定单元(3)包括第三数据处理模块(31)和第四数据处理模块(32)；所述第三数据处理模块(31)一端与所述第四数据处理模块(32)连接，另一端分别与所述第一数据处理模块(12)、第二数据处理模块(22)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统，其特征在于，所述系统包括第一建模单元(1)、第二建模单元(2)以及分别与二者连接的侵限判定单元(3)；其中，
第一建模单元(1)包括第一图像采集模块(11)和第一数据处理模块(12)，所述第一图像采集模块(11)的图像采集区域为所述隧道第一目标限界区域；所述第二建模单元(2)包括第二图像采集单元(21)和第二数据处理模块(22)，所述第二图像采集单元(21)的图像采集区域为所述第一目标限界区域的标准限界区域，所述侵限判定单元(3)包括第三数据处理模块(31)和第四数据处理模块(32)；所述第三数据处理模块(31)一端与所述第四数据处理模块(32)连接，另一端分别与所述第一数据处理模块(12)、第二数据处理模块(22)连接。


2.根据权利要求1所述的基于BIM的轨道交通隧道限界校核系统，其特征在于，所述第一图像采集模块(11)包括至少一线光源发生器(111)和面阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：代刚，肖潜飞，李文胜，周小斌，史明红，姚应峰，刘奥，范永光，胡立翔，邱海波，朱昊天，陈东，喻岚，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42