[发明专利]驱动BIM模型生成千公里级高铁接触网三维孪生系统的方法

说明书

本发明公开了一种驱动BIM模型生成千公里级高铁接触网三维孪生系统的方法，包括以下步骤：建立高铁接触网零部件的BIM模型；利用建立的模型，生成高铁接触网腕臂支撑装置的三维数字孪生系统；利用建立的模型，生成高铁接触网接触悬挂的三维数字孪生系统；利用生成的两个系统，建立千公里级带状高铁接触网三维数字孪生系统；利用高铁接触网三维数字孪生系统，建立高铁接触网一杆一档三维数字孪生信息管理系统。本发明通过数据驱动BIM模型生成三维数字孪生系统，在三维数字孪生系统中可视化修改数据的方法，建立准确的一杆一档信息管理系统，为数据集中、分析和挖掘等大数据技术手段提供准确的数据和信息。

技术领域

本发明涉及高铁接触网领域，尤其涉及一种驱动BIM模型生成千公里级高铁接触网三维孪生系统的方法。

背景技术

长期以来，我国铁路高度重视电气化发展，经过几十年努力，建成了世界一流的铁路供电网，其巨大发展成就集中体现为规模最大、发展最快、技术最先进的“三个世界之最”，同时也在努力创造“第四个世界之最”——建立一套完整的世界一流水平的铁路供电养护维修体系，特别是高速铁路供电养护维修体系。

为了赶超世界一流水准，供电系统在供电设备、检测监测数据、维修信息的现代化管理方面做出了诸多技术创新，特别是6C数据中心、接触网一杆一档等信息化系统的运用，大大提升了供电系统的管理水平，6C系统中大量的数据，为接触网一杆一档电子化管理模式奠定了数据基础。

一杆一档信息管理系统是围绕着每根支柱的信息收集、保存、查询，进行操作的系统。主要包括三个方面的信息：支柱(包腕臂装置、接触悬挂、附加悬挂、接地装置、接触网上设备、接触网地面设备等)的装配信息、检测监测信息、维修保养信息，通过系统自动采集、人工导入、人工录入等多种数据输入方式，针对数以万计的支柱，实现了快速获取每根支柱的设计信息、装配信息、安装环境、位置特征、运用状态、检测监测、维修保养等实用信息，当发生突发事故时为各级抢修指挥人员及时查看事故地点的设备状态，了解事故现场情况、制定事故抢修预案以及准备抢修料具等提供技术支持，实现科学组织、快速决策。同时，也为日常维修工作提供技术依据。

但是瞄准供电维护世界一流目标，我国的供电系统信息化程度还有差距，尤其是在高速铁路接触网的一杆一档动态电子履历系统方面还存在数据准确性难以判断、数据关联性差、数据不直观形象等问题。

目前的最接近的现有技术方案是在高速铁路运营阶段，以接触网支柱和吊柱为基本单元，根据支柱和吊柱上附属的接触网设备设施参数特征，建立接触网一杆一档的数据库。通过HTML5和java技术，开发出基于浏览器的一杆一档网页系统，可实现多用户通过浏览器用各种方式查询数据库中的数据表，并将数据表中各字段数据和信息在网页中以表格形式显示出来的功能，但是系统无法对一杆一档数据、线路曲线、线路坡度数据进行二维图形化展示，同时更无法驱动BIM三维模型进行三维虚拟现实展示。

同时，现有技术中在高速铁路施工阶段，采用BIM技术对高速铁路接触网进行深化设计，通过大量的人员、耗费大量的时间，对每根支柱腕臂和悬挂设施进行BIM建模，生成单腕臂的三维模型。但是由于显示BIM三维模型会耗费大量的计算机CPU、内存和显存等资源，太多大量的BIM三维模型同时存放在一个三维空间中，计算机将无法运行，因此目前Revit、Bentley等主流的BIM软件都只能同时显示连续几公里的接触网BIM模型，并且在显示时线路坡度、轨道等都无法按真实数据进行虚拟现实，更无法以网页形式呈现基于BIM模型的长大接触网三维虚拟现实场景。

发明内容