基于BIM的智慧交通信息管理系統(tǒng)在城市道路運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用

鄭春

摘 要：本文從BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)，提出將BIM技術(shù)應(yīng)用于城市道路運(yùn)營(yíng)的智慧化管理中的設(shè)計(jì)方法，建立一個(gè)包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)集成分析和數(shù)據(jù)應(yīng)用四層結(jié)構(gòu)的智慧交通信息管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：BIM;城市道路;智慧交通;信息管理;運(yùn)營(yíng)應(yīng)用

一、技術(shù)架構(gòu)

基于BIM的智慧公路信息管理系統(tǒng)需要數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析子系統(tǒng)作支撐。其中數(shù)據(jù)采集可以分為BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和公路實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的采集。BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是由建成后的BIM模型為支撐，將模型中的構(gòu)件信息與對(duì)應(yīng)的實(shí)體部件逐個(gè)標(biāo)注存檔，形成BIM運(yùn)維模型數(shù)據(jù)庫(kù);而公路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以利用由高清卡口攝像組成的智能監(jiān)控相機(jī)和路基中預(yù)埋的道路感應(yīng)設(shè)備以及環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器等智能化設(shè)施進(jìn)行采集。

數(shù)據(jù)傳輸則可以利用光纖、專用網(wǎng)線和無(wú)限通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高效、精準(zhǔn)傳遞.最后通過(guò)BIM運(yùn)維模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和其他專業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)之間的語(yǔ)句映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)不同類型數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，經(jīng)過(guò)各領(lǐng)域?qū)I(yè)人士對(duì)數(shù)據(jù)協(xié)同分析處理，將有效信息集成在信息管理平臺(tái)，各單位部門的相關(guān)人員均可在平臺(tái)的軟件客戶端中對(duì)道路運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，并利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)深入挖掘數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)未來(lái)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效評(píng)估。

二、應(yīng)用模塊舉例

1.道路安全監(jiān)控

現(xiàn)代城市道路車流量巨大，而高荷載甚至超載的運(yùn)輸車輛更容易給道路帶來(lái)巨大的運(yùn)行壓力和損耗。通過(guò)采集道路安全信息，在基于BIM的信息管理平臺(tái)上進(jìn)行定位和信息處理，可以幫助實(shí)現(xiàn)城市道路健康運(yùn)營(yíng)和管理。

BIM的智慧交通信息管理平臺(tái)功能展示圖，平臺(tái)通過(guò)程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)擁有多種功能模塊.BIM模型工程結(jié)構(gòu)樹(shù)可對(duì)海量工程構(gòu)件的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類集成管理。屬性查詢模塊可精確定位到細(xì)部構(gòu)件的屬性、進(jìn)度甚至是成本等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。而快速編碼能讓所有的構(gòu)件得到統(tǒng)一的定義，便于查詢功能的快速實(shí)現(xiàn)。融合GIS模型的空間定位功能，更能將具體位置的經(jīng)緯度迅速地反映在平臺(tái)上，以便于后續(xù)的路況分析診斷。

2.交通環(huán)境預(yù)警

雨霧天氣等極端惡劣環(huán)境會(huì)增加駕駛風(fēng)險(xiǎn)，影響城市道路交通的正常運(yùn)營(yíng)，基于BIM的城市交通信息管理系統(tǒng)通過(guò)能見(jiàn)度探測(cè)儀、一體化智能監(jiān)控相機(jī)等采集環(huán)境信息，在中心平臺(tái)進(jìn)行信息處理，利用智慧路燈及霧區(qū)引導(dǎo)預(yù)警燈等信息化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)雨霧天的行車引導(dǎo)、防撞預(yù)警，可減少極端天氣的行車風(fēng)險(xiǎn)。

BIM的信息管理平臺(tái)的環(huán)境監(jiān)測(cè)功能模塊，該模塊利用前端的傳感器、環(huán)境監(jiān)測(cè)信息化設(shè)備，將環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、噪聲、PM值、能見(jiàn)度等環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以圖表的形式形象地呈現(xiàn)在平臺(tái)中。既能生成實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)值曲線，也可經(jīng)后臺(tái)專業(yè)人員編制生成環(huán)境預(yù)測(cè)曲線，對(duì)未來(lái)惡劣天氣的分析預(yù)警及發(fā)布有著重大作用。此外，結(jié)合平臺(tái)的構(gòu)件編碼定位功能，可在平臺(tái)對(duì)前端設(shè)備的屬性及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精確查詢，便于設(shè)備的定期巡檢維護(hù)。

智慧燈桿頂端附有風(fēng)向標(biāo)可直觀反饋出所處環(huán)境的風(fēng)力大小變化，太陽(yáng)能電池板照明系統(tǒng)可滿足陰暗環(huán)境下的光照強(qiáng)度。桿間的高清攝像監(jiān)控與LED信息屏，既能對(duì)燈桿周圍的環(huán)境做出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也能經(jīng)過(guò)控制中心的指示發(fā)布交通信息。燈桿底部的電池充電樁可為因長(zhǎng)途行駛導(dǎo)致電力不足的車輛提供可靠動(dòng)力。遭遇強(qiáng)風(fēng)天氣時(shí)，管理中心相關(guān)人員可通過(guò)監(jiān)控?cái)z像裝置傳遞的影像資料，評(píng)測(cè)風(fēng)力等級(jí)并在燈桿自有電子屏中發(fā)布道路環(huán)境預(yù)警。能見(jiàn)度探測(cè)儀可對(duì)道路行駛環(huán)境中的能見(jiàn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，當(dāng)大氣環(huán)境變得渾濁不清能見(jiàn)度低于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，經(jīng)BIM交通信息管理中心許可后霧區(qū)引導(dǎo)燈即可自動(dòng)開(kāi)啟工作。霧區(qū)引導(dǎo)燈可憑信息管理平臺(tái)的軟件設(shè)定照射不同的色光，默認(rèn)色光為黃色配合智慧燈桿的路燈起警示照明作用。當(dāng)有車輛通過(guò)霧區(qū)引導(dǎo)燈的磁感應(yīng)圈，色光便會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)變變?yōu)榧t色，以警告后方車輛此處有車通過(guò)進(jìn)而起到霧區(qū)引導(dǎo)防撞的作用，可有效減少雨霧天的駕駛風(fēng)險(xiǎn)。

3.交通實(shí)時(shí)誘導(dǎo)

交通突發(fā)事故、道路擁堵通常會(huì)影響到整個(gè)交通的運(yùn)行狀況，基于BIM的城市交通信息管理平臺(tái)的應(yīng)用可以快速有效解決路面突發(fā)情況，并及時(shí)進(jìn)行交通疏導(dǎo)。由槍球聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)、視頻卡口電子警察、智慧監(jiān)控單元等監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成的前端信息采集子系統(tǒng)將負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)、圖片、視頻的采集，可將路口標(biāo)號(hào)、車輛具體信息、行車時(shí)速等信息收集至服務(wù)器終端數(shù)據(jù)庫(kù)。在各監(jiān)控路段搭建路口局域網(wǎng)，利用獨(dú)立光纖接入線路將所采集的數(shù)據(jù)匯聚到信息管理中心的平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)中.在數(shù)據(jù)的集成分析階段，各專業(yè)領(lǐng)域人員將不同專業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一語(yǔ)句標(biāo)準(zhǔn)、按類編號(hào)分組，形成分類別致的總數(shù)據(jù)庫(kù)以保證不同部門人員均可在平臺(tái)客戶端上協(xié)同操作、分析及預(yù)測(cè).至于交通誘導(dǎo)的具體應(yīng)用展示，實(shí)則是不同專業(yè)領(lǐng)域協(xié)同分工合作的一個(gè)過(guò)程，在CIS地理信息系統(tǒng)中根據(jù)前端攝像系統(tǒng)采集的影像等數(shù)據(jù)可快速鎖定目標(biāo)路段的詳細(xì)位置，再結(jié)合BIM運(yùn)維模型中對(duì)應(yīng)位置的構(gòu)件分組編號(hào)找到最近的道路信號(hào)燈、交通信息誘導(dǎo)屏等信息引導(dǎo)設(shè)備，最后在中心平臺(tái)利用計(jì)算機(jī)交通誘導(dǎo)算法實(shí)現(xiàn)交通信息的實(shí)時(shí)發(fā)布，從而有效疏導(dǎo)道路交通，促進(jìn)行車安全。

CIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等新興智能科技的蓬勃發(fā)展為城市道路的智慧化管理提供了發(fā)展方向?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的道路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)傳遞道路安全、環(huán)境、交通信息。大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以在城市交通建設(shè)與規(guī)劃過(guò)程中為決策者提供可靠的決策依據(jù)。借助地理信息系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析可就能源消耗問(wèn)題對(duì)城市建筑集群進(jìn)行合理規(guī)劃。

結(jié)束語(yǔ)

綜上述，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城市人口及城市車輛保有量逐年增加，城市道路的建設(shè)規(guī)模達(dá)到了前所未有的水平。但是，由于城市里普遍存在交通資源相對(duì)短缺，監(jiān)測(cè)信息碎片化嚴(yán)重，管理機(jī)構(gòu)之間存在溝通壁壘，交通信息傳遞相對(duì)滯后等諸多問(wèn)題，導(dǎo)致當(dāng)前城市道路的運(yùn)營(yíng)管理工作面臨巨大挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

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