osg加载osgb数据_铁路工程三维协同大数据云平台研究与开发

铁路工程三维协同大数据云平台是基于3DGIS空间信息平台、BIM云平台、GIM云平台、在线监测云平台及增强现实云平台的多平台融合技术

现代铁路工程建设更加注重BIM、物联网等新技术，构建全生命周期一体化智能铁路基础设施，降低基础设施全生命周期成本，铁路工程管理平台开始在新建铁路项目中全面推广应用。

铁路工程三维协同大数据云平台(简称平台) 可实现建设项目的设计成果数据、施工过程数据、运维状态数据等多源数据信息一体化协同管理，为铁路项目参与各方提供全生命周期的可视化大数据共享服务。

基于3D空间信息平台、BIM云平台、GIM云平台、在线监测云平台及增强现实云平台等多平台融合技术，开发全生命周期三维协同大数据云平台。

平台技术应用架构

设计阶段

在工程项目设计阶段应用BIM技术进行规划和设计，迎合行业要求的BIM正向设计理念的同时，满足设计阶段的应用需求。可基于BIM+技术实现多专业协同设计、三维可视化方案对比、设计内容经济技术分析、性能分析、指标分析等管理效用。

平台设计阶段应用架构

建设阶段

在“互联网+”的背景下，依托BIM 技术、物联网、大数据、移动互联等现代信息化技术建设的数字化工程项目协同管理系统(简称系统)，在平台上进行工程施工安全、质量、进度、费用、档案等内容的可视化管理。系统主要服务于项目日常管理工作，同时为平台提供相关数据，将工程管理过程中相关数据进行整合，提高数据交换效率，降低管理成本，最终达到提高工程项目管理水平的目的。

平台建设阶段应用架构

运维阶段

利用竣工验收的各构造物BIM和GIS模型构建运维管理三维地理信息环境。将运维数据与BIM模型相关联，运维管理过程数据集成、交互、分析，为铁路运维管理提供可视化解决方案，为运维参与单位打造方便、高效、稳定、安全的协同化平台。

平台运维阶段应用架构

技术路线

平台技术路线包括三维协同、大数据、云平台三大部分。

三维协同：通过带准确坐标的铁路里程线将多种误差精度及地物分辨精细度的卫星影像、正射影像、倾斜模型及各类测绘坐标点、中线矢量统一配准、拟合、叠加、嵌套进三维GIS空间信息平台中，为铁路工程的虚拟化表达提供可视化工具平台，解决铁路工程虚拟空间可辨识及拓扑调查的基础，达到三维协同的功用。

大数据：通过多源数据融合技术，将各种三维模型数据格式(OSGB、3ds、BIM、FBX) 按统一标准分类编码，分解及存储定义格式进行构件级单体化，再以单体对象为数据载体，集成图形、文档、音视频等数据(DWG、PNG、JPG、PDF、MP4、doc等)，也可以模型构件对象为检索要素，进行可视、快速信息采集和各类报表的输出。

云平台：以三维GIS空间信息平台为基础，通过云平台融合技术，将BIM云平台、GIM云平台、在线监测云平台及增强现实云平台进行有效整合，实现多平台的算法与功能，可在一个应用场景中对功能结构重组，以及新建相互配合机制，达到可用数据与应用成果的实时归集、发布共享。

技术架构

平台采用分层技术架构，自下而上分为6层，包括感知层、网络层、设施层(云平台)、数据层、服务层和应用层。平台技术架构必须要有标准规范体系、安全保障体系的数据架构支撑为之匹配，因此平台数据也采用分层架构，自下而上分为5层，包括支撑层、数据存储层、接口层、功能层和应用层。

系统架构

平台采用C/S+B/S系统架构，通过互联网实现客户端+Web端与服务端的信息交互。

平台软件系统架构

功能组成

平台主要由项目管理、用户管理、工具管理和数据管理4个管理模块及8个应用子系统(设计辅助系统、演示系统、量测系统、交互系统、检测监测系统、采报系统、仿真系统和AI系统) 组成。

关键技术

平台的核心是“1+4”模式的平台集成。即以3D空间信息平台为基础，通过云平台融合技术，将BIM云平台、GIM云平台、在线监测评估及增强现实云平台进行整合，实现多平台的算法与功能在一个应用场景中重组应用结构与相互配合的机制，达到数据的实时归集、发布共享。

平台交互模块实现了客户端应用系统与云平台间的交互操作，包括各类平台之间数据、功能的相互调用。

平台交互处理流程

平台交互模块的功能主要包括平台调用、平台通信、数据交换。

平台最终界面示意图

平台调用：客户端应用系统通过浏览器插件访问云平台应用系统。其中，浏览器插件集成最新的Google Chrome内核，基于JavaScript V8引擎开发，能够充分满足云平台应用系统的加载显示要求。

平台通信：主要实现客户端应用系统与各云平台间的信息通信功能，满足平台间的数据交互、功能调用、成果共享等需求。平台采用Web Service、Web Socket等网络通信技术实现数据的传递。

数据交换：是指对不同平台之间传输的数据进行序列化、压缩解压、加密解密等操作。平台间的通信根据数据类型的不同，采用JSON、XML、字节流等不同载体进行数据交换。

拓展工程全生命周期服务范围

平台可集成各种数据源模型，包括无人机倾斜航摄实景模型、BIM参数化信息模型、3DMAX精修渲染模型、GIM地质地层模型，以及其他各种二、三维数据模型，各类模型均可进行对象单体化，挂接集成多种格式的属性信息。其核心理念是以工程构件模型对象为检索要素进行信息集成，将具体设备设施模型对象的设计信息、工程信息、检测数据、监测数据等相关静态信息与动态数据进行专题功能结构化加工后，可满足项目工程全阶段对数字孪生的信息标准需求，即完成信息平台的交付。

平台可通过对项目工程中的环境、人员、机械、物料、方法等信息的有效采集与集成，可实现在真三维实景中按GIS坐标或里程定位进行可视化的信息交互(场景浏览、快速查询、标注、检索、编辑等)、对比对照(自动多期影像识别风险、实时检测监测)、模拟分析(事故模拟、预警)。

平台可通过对工程项目不同阶段信息的高效协同管理、数据科学分析和过程智慧预测，最终实现项目“提高工程建设效率、降低工程建设成本、保障工程建设安全、提升工程建设质量”的目标。

(1) 在项目规划期，通过平台可归集规划相关信息数据，创建不同用户远程获取和共享工程数据的机制，对于提高沟通效率、加快审批进度、优化投资方案等具有重要意义。同时，能够演示和模拟项目内工程建筑模型随实施工期的变化，且具有可同步资金、物流及协同配置等功能。

(2) 在项目初期，可以实景可视化的方式快速获取工程对象实景模型和影像，对于开展项目工程前期调查和设计方案论证具有重要意义，能够核对和发现因外业调查遗漏和不足导致的重大方案漏项和错误；利用平台促进设计内容更加标准化、立体化，实现设计与施工无缝衔接，提高工程施工速度，保证施工质量。

(3) 在项目中期，利用平台可掌握工程对象与工程对象间的空间关系，可实现对工程实施过程的信息化管理，可随时为工程建设涉及的地形、地貌、地物等提供核对实景影像，极大改善了传统工程实施过程中的调查不准确、信息滞后、数据不明、费用不可控及管理粗放且不完整、不系统等问题。此外，可利用物联网等新技术优化工程施工资源和设施配置，实现项目建设状态全过程信息收集、监测、分析和处理，提高项目工程建设效率。

(4) 在项目后期，通过平台可实现对基础设施所有部件状态的实时获取、分析和评估，为设施养护提供决策依据，形成工程建设项目全生命周期可追溯闭

环管理体系；平台可实时提供工程数量信息、工程进度信息、投资进度信息、风险预警信息、过程问题信息等，为工程项目管理人员提供工程管理所需的信息汇总和综合分析数据。

快速提升规划设计能力

利用三维GIS技术，规划设计人员和管理人员可实时、交互观察不同方案在城市环境中的效果，可从任意角度、方向、沿任意路线对不同方案加以比较，从而为从空间角度评价建筑提供更加直接、有效的手段，解决了以往平面图和建筑缩微模型难以实现的问题。利用三维GIS技术，可对规划方案与山体间的关系进行分析，对方案的高度、体量、外观及与整个城市的空间关系进行分析，对地下不可见管线进行可视化分析。同时，还可将空间数据与属性数据结合到

一起，规划管理人员可以很容易查询虚拟城市中建筑物的相关信息，结合对建筑物的空间分析，对方案的优劣进行评估，从而作出正确判断和决策。

利用BIM概念设计模型，以供业主可视化的方式进行方案比选。包括建筑、结构、使用空间规划、其他专业设计等，以提供相关系统的设计分析与满足业主空间上的需求；由BIM模型输出工程经费概算，以提供成本信息给业主作决策及决定经费预算。

运用平台工具可进行项目选址现况分析、土地利用和交通规划、交通影响模拟、设计审核、设计评估、法规检核与验证、可视化仿真、空间规划等。综上所述，基于平台技术建立前期规划的数据中心，以共享可视化的方式协同新业务项目的前期运作和实施过程，将会快速有效弥补在前期规划方面的短板和不足。

加强工程总承包项目复盘

对于工程总承包项目，通过平台完成技术总结：以可视化方式快速获取构件级精度的设计细节、施工过程和施工成果状态信息及准确获取相关直观指标，再通过多项目的指标对比进一步优化和追溯。通过平台可以解决准确、及时获取工程全生命周期数据信息的问题，为实现在准确、及时获取工程全生命周期数据信息前提下的程序评价体系(在线专家和指标对比评分机制) 奠定了基础。

平台建设