(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010815717.7
(22)申请日 2020.08.14
(71)申请人 中水北方勘测设计研究有限责任公
司
地址 300222 天津市河西区洞庭路60号
(72)发明人 李端阳 耿振云 吴正桥 赵文超
张嘉军 徐丽 姚党照 刘晶
王帅 魏传喜
(74)专利代理机构 天津市鼎和专利商标代理有
限公司 12101
代理人 李凤
(51)Int.Cl.
G06F 30/13(2020.01)
G06F 16/29(2019.01)
G06F 111/02(2020.01)
(54)发明名称
法及系统
(57)摘要
本发明涉及一种基于BIM和GIS协同工作用
域，其特征在于，包括：一、云平台搭建：所述云平
台包括公有云平台、私有云平台、与所述公有云
平台；二、基于BIM和GIS的水电工程协同管理框
架建立：水电工程协同管理框架包括数据存储处
理部、业务逻辑部和可视化交互接口；三、基于
BIM和GIS进行异地协同工作。本发明针对传统信
息交流和管理的工作模式存在的诸多缺陷，提供
一种实现数据共享、沟通便捷、协作紧密、管理有
效、可视化程度高的管理方法，其实用性强，极大
地提高了协同设计效率，提高了管理水平和设计
质量，节约了成本，
能够满足各方要求。权利要求书3页 说明书7页 附图7页CN 111931278 A 2020.11.13
C N 111931278
A
1.一种基于BIM和GIS协同工作用云平台的搭建方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、云平台搭建：所述云平台包括公有云平台、私有云平台、与所述公有云平台和私有云平台进行数据交互的统一云管理平台；其中：
所述私有云平台用于提供对数据、安全性和服务质量的控制，私有云部署在企业数据中心的防火墙内或部署在一个主机托管场所；
所述统一云管理平台对分布在“阿里云”云计算区域、“超算中心”云计算区域和自建云计算区域的计算、
存储、网络资源进行统一监控和管理；
步骤二、基于BIM和GIS的水电工程协同管理框架建立：所述水电工程协同管理框架包括数据存储处理部、业务逻辑部和可视化交互接口；其中：
所述数据存储处理部包括BI M模型库、项目业务信息库、IF C N维信息模块库、BIMServer库、业务数据库、数据访问驱动库、Barkely DB库、数据解析组件库、Web Service 接口、GIS Server库、WMS、WMTS和地形服务库；所述IFC N维信息模块库分别与BIM模型库、项目业务信息库进行数据交互；所述IFC N维信息模块库和BIMServer库进行数据交互；所述业务数据库与项目业务信息库进行数据交互； 所述业务逻辑部包括系统业务模块；
所述可视化交互接口包括存储有WebGL图形绘制软件、业务信息的客户端浏览器；所述客户端浏览器分别与Web Service接口、WMS、WMTS和地形服务库进行数据交互；
步骤三、基于BIM和GIS进行异地协同工作。
2.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS协同工作用云平台的搭建方法，其特征在于，所述步骤一具体为：
步骤101、云平台部署：云平台采用混合云部署模式，通过统一云管理平台对公有云平台和私有云平台计算区域的计算、存储、网络等资源进行统一管理；
步骤102、私有云平台部署：采用同城灾备和异地灾备的“两地三中心”；其中：
两地指同城、异地；三中心指生产中心、同城灾备中心、异地灾备中心；同城双中心是指在同城或邻近城市建立两个独立承担关键系统运行的数据中心，双中心具备等同的业务处理能力并通过高速链路实时同步数据；
步骤103、公有云平台部署：将信息化系统迁移或新建在水利云平台；通过水利信息化资源整合、统筹共建，优化资源配置，建成省级部署、多级应用的水利信息化部署体系。
3.根据权利要求1或2所述的基于BIM和GIS协同工作用云平台的搭建方法，其特征在于，
所述步骤二具体为：
步骤201、框架总体实现过程：根据信息集成与管理需求，基于互联网服务架构和Web可视化设计协同管理框架；
步骤202、BIM和GIS融合技术，模型三维可视化的实现基于WebGL，模型初始格式为IFC；
步骤203、基于鼠标点击事件设计进行信息关联与交互；通过触发屏幕坐标位置计算对应世界坐标系下的地理坐标，从而获取到对应实体及唯一标识符；请求地理空间和BIM模型数据是通过调用GIS和BIM应用服务接口实现的；业务信息数据是通过ajax异步传输技术从业务数据库中获取的；最终是将获取到的全部信息与实体的基本属性信息一并返回Web端；
用户进行信息检索查询是通过预定义的接口实现的。
4.根据权利要求3所述的基于BIM和GIS协同工作用云平台的搭建方法，其特征在于，步骤202中，模型的加载和显示流程如下：
步骤2021、初始化缓存区和矩阵；
步骤2022、由BimsieServiceInterface接口完成读取并解析IFC文件；
步骤2023、将解析结果写入缓存区：通过基于ajax异步传输技术的JavaScript脚本，将解析好的IFC文件数据以JSON格式写入缓存，并转换为WebGL可识别的解析格式，用于步骤2024进行模型绘制渲染；
步骤2024、进行图元装配和栅格化，实现模型在前台的渲染和绘制。
5.根据权利要求3所述的基于BIM和GIS协同工作用云平台的搭建方法，其特征在于，步骤203具体实现过程如下：
步骤2031、创建屏幕空间事件句柄ScreenSpaceEventHandler并绑定LEFT_CLICK事件，一方面通过pickedFeature函数调用WFS服务，服务器返回对应Response消息，实现模型的渲染和地理空间信息的显示；另一方面通过pickObject函数，调用BIMSie接口，根据构件ID 返回BIM属性信息；
步骤2032、通过ajax将选中实体的标识符Batchid传输至服务器，预定义的模型文件属性表通过业务数据库接口读取调用并查对应业务数据信息，通过Response返回消息；
步骤2033、通过对应JavaSrcipt脚本使业务数据信息显示在Web端，通过接口用户便可进行检索查询。
6.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS协同工作用云平台的搭建方法，其特征在于，所述步骤三具体为：
步骤301、将各专业纳入流程，以专业模型设计的先后次序为基准进行整体协同流程的设计，协同流程的具体步骤如下：
步骤3011、建立勘察信息模型：根据各专业提供的地形、地质、水文、气象数据建立勘察信息模型，
同时结合施工条件、建筑布置因素，在以工程规模为基础的条件下拟定设计方案，进行下一步的深度设计；
步骤3012、建立场地信息模型：选定勘察信息模型为中心模型，结合选定方案，进行水工专业的初步开挖并进行场地信息模型的建立，然后坝工、水道、厂房、建筑专业进行各自专业的模型创建及其在场地信息模型中的布置，自此完成工程信息模型的创建，随后以工程信息模型为中心，使用Civil3D和Revit建立本专业的信息模型；
步骤3013、模型检查：对各专业模型和基础信息模型进行模型检查和三维校审，整合最终通过审核的模型形成最终的水利水电BIM。
7.一种基于BIM和GIS协同工作用云平台的系统，其特征在于，包括：
云平台：所述云平台包括公有云平台、私有云平台、与所述公有云平台和私有云平台进行数据交互的统一云管理平台；其中：
所述公有云平台是客户访问和共享信息的基础设施；
所述私有云平台用于提供对数据、安全性和服务质量的控制，私有云部署在企业数据中心的防火墙内或部署在一个主机托管场所；
所述统一云管理平台对分布在“阿里云”云计算区域、“超算中心”云计算区域和自建云
计算区域的计算、存储、网络资源进行统一监控和管理；
基于BIM和GIS的水电工程协同管理框架：所述水电工程协同管理框架包括数据存储处理部、业务逻辑部和可视化交互接口；其中：
所述数据存储处理部包括BI M模型库、项目业务信息库、IF C N维信息模块库、BIMServer库、业务数据库、数据访问驱动库、Barkely DB库、数据解析组件库、Web Service 接口、GIS Server库、WMS、WMTS和地形服务库；所述IFC N维信息模块库分别与BIM模型库、项目业务信息库进行数据交互；所述IFC N维信息模块库和BIMServer库进行数据交互；所述业务数据库与项目业务信息库进行数据交互；
所述业务逻辑部包括系统业务模块；
所述可视化交互接口包括存储有WebGL图形绘制软件、业务信息的客户端浏览器；
所述客户端浏览器分别与Web Service接口、WMS、WMTS和地形服务库进行数据交互；
基于BIM和GIS进行异地协同工作模块。
基于BIM和GIS协同工作用云平台的搭建方法及系统技术领域
[0001]本发明属于数据处理技术领域，具体涉及一种基于BIM和GIS协同工作用云平台的搭建方法及系统。
背景技术
[0002]众所周知，BIM(Building Information Modeling)技术是Autodesk公司在2002年率先提出，已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。地理信息系统(Geography Information System，GIS)以及在此基础上发展起来的“数字地球”；目前，工程建设项目生产过程的本质是面向信息和物质的多方协作过程，项目实施过程中信息的可获取性、可用和可靠性直接影响项目进度、质量、安全、经济等关键目标的控制。随着现代工程建设项目规模的不断扩大、施工技术难度的不断增加，各专业、参建方之间的信息交流也变得更加频繁，如此庞大的信息量亟需一个系统高效的信息共享平台进行实时传递。系统的协同工作信息交流平台可为工程提供强大的后台数据支持，可以使业主、设计单位、咨询单位、施工总承包、专业分包、材料供应商等众多单位在同一个平台上实现数据共享，使沟通更为便捷、协作更为紧密、
管理更为有效。因此，如何通过搭建云平台和创建数字化方式的系统的协同工作信息平台来摆脱传统模式的各种弊端，已然成为水利水电工程建设项目生产过程所面临的重要问题。
[0003]从目前传统工程建设模式施工现场的网络建设来看，各参建方、各专业间在进行工作信息交流中存在着许多信息沟通不畅问题，“信息孤岛”等现象仍然存在，主要体现在以下几个方面：
[0004]第一、信息不能实时传递沟通，使得相关方不能及时有效的进行项目推进和调整：传统方法的信息交换存在迟滞和沟通不畅问题，其建筑结构设计通常采用“线性”模式，尤其是在不同专业间只能通过定期汇总交流或者是定节点提供资料进行交流，并且，结构分析和施工图设计是两个互相独立的环节，使得信息实时传递更为困难；
[0005]第二、信息丢失、遗漏现象多发；传统方法由于专业内和各专业间没有良好的信息交流协同平台，经常会出现信息丢失和遗漏的问题，最终造成各种各样的后续工程问题；
[0006]第三、缺乏三维可视化信息、效率较低、工作成本高：由于传统方法不能进行有效的信息集成和共享，无法有效处理全生命周期的各类文档信息，对模型某个结构或部件的设计变更无法直观展现，不但缺乏详细的三维建筑结构信息、构筑物内部状况和空间位置信息，而且缺乏标准高效的数据存储和处理平台，使得后续工作变得复杂，效率低下且增加工作成本；
[0007]第四、管理水平较低：在建设过程中，会出现多工作面施工干扰、各参建方管理标准不统一等问题。此外，在建设过程中会产生大量的数据、参数文档、变更处理等，而传统方
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