专利名称：一种地铁综合管线施工辅助管理系统及实施方法
技术领域：
本发明属于工程建设领域，具体涉及一种地铁综合管线的信息化施工辅助管理系统，还涉及这种施工辅助管理系统的实施方法。
背景技术：
随着城市建设与地铁建设进程的进一步加快，地铁建设任务更加繁重，对管线的规划和管理要求也越来越高。地铁工程与邻近管线相互 影响问题已成为地铁施工的重点和难点。地铁综合管线由于其空间位置隐蔽性、管线系统完整性、系统结构复杂性、系统结构可变性等特点加剧了地铁管线的规划及敷设，直接影响到地铁建设的进度。因此，如何在施工中有效控制开挖引起的地层移动，保护邻近管线的安全，并对管线安全性做出合理的判断，已经成为地铁工程中迫切需要解决的问题。同时，如何进行有效施工避免专业打架，以及如何有效管理组织施工，也已成为地铁建设施工组织上的亟待解决的问题。传统施工组织方式，施工组织人员对于施工项目的管理仅限于每日的工程进度汇报及监察人员的现场视察，他们所得到的信息仅停留在一线施工人员的进度报告，这种情况使得施工组织管理对于工程进度的具体实际情况缺乏全局的、形象上的把握，同时这种传统的方式对于施工过程的管理简单粗糙，主要存在以下问题I、传统的地铁综合管线施工组织是基于二维的AutoCAD平面图纸管理，但是随着空间应用的要求不断的提高，二维的综合管线管理系统已经无法表达管线实体的空间形态以及各管线之间的空间拓扑关系，同时对特定管线的定位、查询、空间漫游等操作也难以实现。2、传统管线管理信息系统的数据来源于AutoCAD施工图，但实际中的管线可能因为各种原因其空间位置不得不做出改变，而在AutoCAD图纸中未得到展现，导致图实不符的现象，在实际管线敷设及二次施工中埋下了 “返工”隐患。3、地铁综合管线专业种类繁多，管线权属单位也不尽相同，但传统的管线管理信息系统通常只针对单一的管线进行管理。在没有统一管理的情况下，管线在敷设时极易对其它单位的管线敷设工作造成影响，此外会埋下管线与管线之间的腐蚀或干扰等安全隐
串
■/Qi、O4、传统施工过程中出现故障时，无法做到定位故障管线；同时，由于处理故障时专业针对性很强，因此，难以评估故障处理后对其他专业管线的影响。5、实际施工是时间上的串行组织，地铁综合管线浩大的工程量使得不可能对于各个专业管线的活动都保存记录，且施工的不可逆性使得施工记录存在的意义大大降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于三维的可视化地铁综合管线施工辅助管理系统，实现对管线的可视化管理，以解决因图实不符问题而造成的管线管理中的工程进度定位不清晰、施工反复性问题。
本发明的另一个目的在于提供所述基于三维的可视化地铁综合管线施工辅助管理系统的实施方法。本发明的目的是这样实现的，一种地铁综合管线施工辅助管理系统，包括用户管理模块、三维管理模块、施工管理模块及日志记录模块；所述用户管理模块包括用户的登录验证、注销功能；所述三维管理模块包括场景导入、三维漫游、图层管理、图例管理及导航功能；所述施工管理模块包括基本信息管理、管线修改管理、空间分析、管线碰撞检测、工序协调、施工进度管理功能；所述日记记录模块可实时记录用户操作管线的信息。所述场景导入为通过对真实场景·的三维模拟真实的表现综合管线的敷设环境；所述三维漫游为全景式对管线的敷设效果进行游览；所述图层管理为将地铁的砼结构及各个专业管线分层处理，根据用户的选择，独立的给予显示；所述图例管理为不同的管线具备不同的颜色及形态，通过获取管线的站层、类型及名称根据用户自定义管线的表现颜色，形象化显示不同专业管线，实现对管线的统一管理；所述导航功能为用户通过平面图与模拟真实场景的三维环境进行交互，用来进行敷设效果的检测及发现施工过程中出现的问题，同时也可用来检测三维场景的真实性。所述基本信息管理为通过对关系数据库的访问，实现管线基本属性信息的查询、更新、定位，并实时的与实际敷设进度保持同步；所述管线修改管理包括添加管线管理和移动管线管理；所述空间分析为用户通过三维管线系统获取施工部分所需的二维剖面的所有管线信息及管线间的平面相对关系，实现三维过渡到二维，根据需要在平面内对管线进行移动，系统自动获取当前管线的空间坐标信息，并实时更新及显示管线的位置信息，辅助用户做出合理的决策；所述管线碰撞检测为在施工过程中，用户通过直接手工更改管线的空间信息或利用鼠标直接拖动管线以实现管线的移动，移动的过程中系统实时更新XML配置文件中当前管线空间表现信息，同时实时的以矩形框的形式显示其空间位置信息；所述工序协调为统一为每道工序设置工序优先级；开始施工时，将当前工序的工序优先级、管线编号、起始日期记录入数据库，随着施工的进行实时记录施工的进度，结合工序优先级及施工进度，通过对比当前区域优先级及施工进度情况，当出现工序冲突时，弹出对话框警示，并停止敷设，以促使施工组织人员做出合理的施工工序设计；所述施工进度管理为系统通过计划获取计划中的管线编号、起止日期等信息，并将进度计划写到数据库中，系统根据输入的管线施工进度计划，每天自动绘制出每条管线理论上已经敷设好的管线模型，同时根据现场反馈回的数据，以另一种颜色绘制出实际敷设好的管线模型，以立体可视化的形式在三维场景中表现出来，并计算出实际管线敷设速率，供用户查看现场施工进度；同时辅助以二维进度条表现计划进度及实际进度；当用户认为进度计划不合理时，可随时修改进度计划参数。所述添加管线管理为根据实际施工情况，通过对源数据的获取，存储新增管线的属性信息及空间信息分别到关系数据库和XML配置文件中，并根据管线空间信息将新增管线敷设到指定位置；所述移动管线管理为在施工过程中将需要移动管线以手动或编辑的方式进行移动，并实时的将其空间表征数据更新为移动后的数据信息，并存储到XML配置文件中，实现管线空间位置数据信息的实时更新。本发明的另一个目的是这样实现的，所述地铁综合管线施工辅助管理系统的实施方法，包括三维可视化建模、数据库设计和管线信息提取。所述三维可视化建模是根据AutoCAD图 纸，采用3Ds Max完成建模；将完成的场景模型用3ds格式的文件存储，供OpenGL图形接口调用；具体为将平面AutoCAD图中的管线空间信息加以提取，存储到XML文件，通过XMLInterface访问作为OpenGL调用的数据接口，而后在VC6. 0环境下使用OpenGL访问读取XML文件中的数据进行动态绘制管线三维模型。所述数据库设计为对于用户信息提取用户名、密码两个属性信息，对于管线信息采用分层数据管理，提取管线的共性信息为父层，个性信息为子层，通过编号保证管线信息的一致性；采用关系数据库(RDB)存储属性信息，采用XML配置文件存储管线的空间表现信息数据，并设定管线编号实现XML配置文件及关系数据库文件的对应。所述管线信息提取包括两个管线空间信息的提取和管线业务信息的提取，所述管线空间信息的来源为AutoCAD地铁综合管线设计图，所述管线业务数据信息主要通过市场调研及用户需求分析获取。本发明具有如下有益效果I、本发明实现了施工过程管理的三维可视化，使施工进度更加形象化，有助于管理者对工程管理的宏观性把握，实现了操作的所见所得，增强了施工管理效果的表现性，简化操作，有效避免了管线施工过程“返工”。2、本发明以二维CAD设计图为管线空间数据源，获取三维管线模型的数据模型，实现三维数字化模型的动态生成，可保证管线三维模型数据的真实性及与二维设计结果的
一致性。3、本发明在三维场景的真实模拟下，通过空间分析、管线碰撞检测手段，可有效解决专业管线之间的空间碰撞问题。4、本发明通过日志记录功能实时对管线的施工操作进行记录，为后期系统的运营维护提供依据，同时可通过回滚消除误操作。5、本发明通过强化文档规范性及工序协调，可有效解决各专业之间的工序及其冲突；可从工序安排上指导施工，杜绝因工序安排的不合理给后序管线施工造成的不便甚至返工现象，可保证工程的顺利进行。
图I为本发明系统功能模块图；图2为本发明C/S配置图；图3为本发明系统架构图；图4为本发明三维建模图5为本发明管线碰撞检测示意图。
具体实施例方式下面结合附图和
具体实施方式
对本发明进行详细说明。本发明地铁综合管线施工辅助管理系统包括用户管理、三维显示、日志记录、施工管理四大功能等模块，参见图I。用户管理包括用户的登录验证、注销等。本发明通过ADO方式访问关系数据库，通过输入信息与关系数据库用户表信息的比照，完成登录验证。也可通过注销完成完全的 退出操作，避免管线数据的丢失、数据失效、系统崩盘等意外情况。本发明的所有数据共享，用户管理模块主要目的为保证系统数据的安全。对于没有操作权限的用户坚决阻止进入系统，以保证系统及数据的安全。三维显示模块是对地铁真实施工场景及管线的三维模拟显示，为三维可视化地铁综合管线施工辅助管理系统提供基本的运行环境。它主要包括场景导入、三维漫游、图层管理、图例管理、漫游导航等模块。场景导入作为三维可视化地铁综合管线辅助实施组织系统的最重要的特色，本发明通过对真实场景的三维模拟比较真实的表现了综合管线得敷设环境。通过场景导入类，将三维建模后的3DS文件导入，实现三维真实模拟场景的嵌入。三维漫游本发明为用户提供了两种漫游操作方式键盘、鼠标。通过漫游类实现这两种场景漫游效果。三维漫游结合场景的导入，构成了本发明与传统场景的最大区别。通过漫游可以全景式对管线的敷设效果进行浏览。同时，通过对虚拟敷设效果的三维漫游有助于发现设计图与真实场景的出入之处，以便及时更改管线敷设的计划。图层管理将地铁的砼结构及各个专业管线分层处理，根据用户的选择，独立的给予显示，从而有助于对敷设效果进行对比分析，以辅助施工组织人员做出进一步合理的施工决策。图例管理不同的管线具备不同的颜色及形态，本发明使用本模块通过获取管线的站层，类型及名称根据用户自定义管线的表现颜色，形象化显示不同专业管线的，实现对
管线的统一管理。导航功能本发明的三维场景是通过提取AutoCAD地铁管线设计图中的砼结构后使用3Ds max将其立体化后生成的仿真模型场景。结合AutoCAD设计图或者竣工图，用户在通过平面图与模拟真实场景的三维环境进行交互，用来进行敷设效果的检测及发现施工过程中出现的问题，同时也可用来检测三维场景的真实性。施工管理模块是本发明的主要业务模块主要对施工过程进行管理以辅助施工管理人员做出决策。其主要包括以下功能I、基本信息模块通过对关系数据库的访问，实现管线基本属性信息的查询、更新、定位，并实时的与实际敷设进度保持同步。2、添加管线根据实际施工情况，通过对源数据的获取，存储新增管线的属性信息及空间信息分别到关系数据库和XML配置文件中，系统将自动根据管线空间信息将新增管线敷设到指定位置。3、移动管线由于施工现场环境的复杂性，施工不可能按步照班完全依照设计图走，总会存在一些调动。通过此功能，在施工过程中将需要移动管线以手动或编辑的方式进行移动，并实时的将其空间表征数据更新为移动后的数据信息，并存储到XML配置文件中，实现管线空间位置数据信息的实时更新。4、空间分析地铁管线施工的地下环境，尤其是设备区走廊，管线密度异常的大，而设备区走廊的空间又非常有限给管线的敷设带来了很大的困难。在本发明中用户通过三维管线系统获取施工部分所需的二维剖面，在剖面上系统自动获取当前剖面的所有管线的信息，如管线编号，规格，标高等信息，同时也显示了各个管线间的平面相对关系。通过该方法，用户可实现三维过渡到二维，通过平面分析管线的位置管线，并结合自己的专业业务知识根据需要在平面内对管线进行移动，系统自动获取当前管线的空间坐标信息，并实时更新及显示管线的的实时位置信息，辅助用户做出合理的决策从而实现施工的优化决策。5、管线碰撞检测地铁管线施工工程浩大，涉及各类不同专业不同形态的管线。管线之间错综复杂的关系使得在施工中不可避免的存在着碰撞的风险。地铁管线三维可视化施工管理系统，以可视化的操作及效果展示，辅助用户解决管线因布局不合理而造成的“打架”现象。在施工过程中，用户通过直接手工更改管线的空间信息或利用鼠标直接拖动 管线以实现管线的移动，移动的过程中系统实时更新XML配置文件中当前管线空间表现信息，同时实时的以矩形框的形式显示其空间位置信息。结合可视的管线空间位置关系及当前管线的实时空间信息，有效的避免了管线碰撞问题的产生。若检测出管线模型之间发生碰撞则以消息形式报告发生并显示碰撞位置，提示辅助施工组织人员做出及时合理的施工方法，提前预示了管线移动所需的注意事项。6、工序协调地铁管线施工时大量施工工序并行进行的复杂过程，不是单道工序的简单串行组合。地铁是哦功能过程中，不同的工序间往往有辐射时间上的先后关系。实际施工，将各个工序分别交与不同的施工单位，然而单位之间由于沟通等问题往往缺乏全局的统筹意识，使得“返工”现象时有发生，极大的拖延了施工进度，增加了施工成本及带来一些安全隐患。在本发明中，通过统一为每道工序设置工序优先级。开始施工时，将当前工序的工序优先级、管线编号、起始日期记录入数据库。随着施工的进行实时记录施工的进度。结合工序优先级及施工进度，通过对比当前区域优先级及施工进度情况，当出现工序冲突时，弹出对话框警示，并停止敷设，以促使施工组织人员做出合理的施工工序设计，辅助用户解决因施工工序不合理而造成时间冲突的现象，保证了工序有条不紊的进行。7、施工进度管理传统的施工进度管理是以各种数据报表为基础的二维平面管理，对于管线进度的表现仅是繁琐的静态数据，无法使用户有个形象全局的概念。基于三维可视化的地铁综合管线施工管理系统，使得施工组织人员可以为施工中的每条管线制定施工进度计划。系统通过计划获取计划中的管线编号、起止日期等信息，并将进度计划写到数据库中。系统根据输入的管线施工进度计划，每天自动绘制出每条管线理论上已经敷设好的管线模型，同时根据现场反馈回的数据，以另一种颜色绘制出实际敷设好的管线模型，以立体可视化的形式在三维场景中表现出来，并计算出实际管线敷设速率，供用户查看现场施工进度。同时辅助以二维进度条表现计划进度及实际进度，简洁高效的表现进度情况。当用户认为进度计划不合理时，可随时通过右键快捷方式修改进度计划参数。日志记录模块从用户登录的那一刻起，当用户的操作设计管线的信息时，系统实时记录当前管线的相关信息管线类编号、管线编号、空间信息、基本业务信息、操作时间、操作人员等信息。关系数据库启动日志，将以上信息按字段记录。根据日志，当发现存在误操作时，利用日志记录的信息数据，实现系统的回滚。同时也可作为后期管线维护的依据。本发明定位于地铁综合管线施工组织人员，旨在为他们提供一个三维的可视化地铁综合管线施工管理与实施信息化平台。在一个模拟真实地铁施工环境的三维平台下，实现对地铁综合管线施工过程的管理与组织实施，使其以数字化、可视化、立体化的形式来体现，从而达到地铁施工管理过程的信息化、形象化、三维化、智能化。如图2所示，本发明基于C/S结构，运用两层架构，参见图3，即表示层(UI)与业务逻辑层(BLL)结合的综合层和数据库访问层(DAL)。地铁综合管线的业务信息及空间信息分别由关系数据库和XML文件分别存储。因关系数据库更易于业务逻辑处理及方便功能扩展，属性信息(如管线类型、管线名称、管线用途、维护周期等)由关系数据库存储；XML具 有层次明确，快速存取的特点，而在三维漫游过程中需要对数据大量计算处理，要求数据能够快速读取，故管线空间信息数据(如三维空间坐标以及颜色信息等)由XML文件存储。表现层(UI)负责显示三维场景、综合管线及管线信息等，响应用户请求(如管线的查看、定位或者移动等)并交予业务逻辑层处理，其为用户提供一种基于三维展示的交互式操作界面。通过表现层，将三维可视化弓I擎的数据分析结合到管线施工管理的解决方案中。业务逻辑层(BLL)负责处理用户输入的信息，或者将这些信息发送给数据访问层进行保存，或者是调用数据访问层再次读出这些信息，同时实现对数据的增、删、改、查操作，它提供了整个平台的业务逻辑的支持。数据库访问层为表示层与业务逻辑层提供数据支持。通过数据访问层(DAL)，表示层与业务逻辑层方便与关系数据库和XML文件进行数据交互，数据访问层主要通过数据库类访问关系数据库、通过XML文件访问类访问XML文件基于以上架构，本发明使用VC++6. 0，在其基础上搭建openGL平台框架，通过系统主操作界面的规划，利用DAL数据访问层的方法实现功能模块的开发。具体实施过程如下一、三维可视化建模车站三维场景主要根据设计人员提供的AutoCAD图纸的房建图部分(含平面图和剖面图)，由3Ds Max工具完成。通过对设计图中场景砼结构的提取出来，采用3Ds Max建模方法，在保证数据量较小的前提下，使场景尽可能形象逼真。将完成的地铁场景模型用3ds格式的文件存储，供OpenGL图形接口调用。三维管线数字化模型是将平面AutoCAD图中的管线空间信息(三维X、Y、Z坐标及规格)加以提取，存储到XML文件，通过XMLInterfac访问作为OpenGL调用的数据接口，而后在VC6. 0环境下使用OpenGL访存读取XML文件中的数据进行动态绘制的管线三维模型。三维建模图参见图4。二、数据库设计本发明数据信息为用户信息与管线信息。用户主要为施工组织管理人员，他们每个人都有对系统及系统数据的访问权限，可以对不同的专业的管线进行操作。在本发明中用户信息仅用来对登录以实现对管线施工管理及系统的安全退出操作，无需对用户其他信息进行管理，因此对于用户信息可提取用户名、密码两个属性信息。本发明所有的业务流程均发生在用户与管线之间。
在地铁综合管线的施工过程中，关于管线，施工组织管理人员比较关注的是管线的物理特征，如规格、材质、颜色等，以及管线在空间中的位置信息，如标高、走向、与周围管线的空间位置关系等。不同的管线的具备不同的规格、材质等。统一化的表示会抹杀不同专业管线的个性信息。因此采用分层数据管理，提取管线的共性信息(如材质)为父层，个性信息(如用途)为子层，通过共性编号保证管线信息的一致性。为实现对地铁综合管线施工过程的动态管理，管线的各种信息都必须数据化。采用易于业务逻辑处理及方便功能扩展的关系数据库(RDB)存储属性信息(如管线类型、管线名称、管线用途、维护周期等)；漫游三维可视化的系统需要不断的访问管线的空间表现信息并对数据不停地进行计算处理，因材采用层次明确，快速存取的XML配置文件存储管线的空间表现信息数据(如3，￥，2坐标等)。为保证管线空间特征与业务特征的一致，设定管线编号实现XML配置文件及关系数据库文件的对应。
三、管线信息提取在本发明中管线信息的提取包括两个部分管线空间信息的提取和管线业务信息的提取。管线空间信息主要提取来源为设计人员提供的AutoCAD地铁综合管线设计图。在通过设计图提取数据时，必须先将设计图的坐标标准化。在对设计图进行标准化时，同时必须注意一下几点I.设计提供的任何文件都不能删除，即使没用也必须保留，否则可能引起数据丢失。2.打开文件时，显示代理信息时必须选择“使用代理”。
3.不要做保存操作，由于环境缺少专业插件，保存后可能丢失数据。4.对所有的dwg格式文件，移动坐标原点至易于管线提取的地方。5.提取数据的原则是最大限度的与设计图纸保持一致。将设计图纸坐标标准化后，开始进行管线空间信息的提取。提取时需注意实际管线的表现形式，不同表现形式的管线需要提取的数据是不同的。如通风管类管线大部分在设计图上的表现形式为矩形。提取时按段进行，取两端中点坐标即可。对于水管，则按段取其端点即可。基于以上注意事项，按专业开始提取dwg文件中的管线数据信息到excel文件中。此处提取的数据主要为管线的空间位置信息，运用系统自动读取excel文件存储数据到XML配置文件中。施工辅助与实施组织的核心操作数据既是这些空间数据。管线业务数据信息的提取主要通过市场调研及用户需求分析获取。提取的管线信息参见下表I及表2。表I管线类型信息模板
r -, kindID pipeKind material fixCycle IifeSpan vendor other_
I类编号1 称I材质丨维修周菊丨使用垂限I供应商丨其他表2管线实体信息模板
piepID kindID pipeHame pipeStandard purpose layCoipany layer other
鉍编号丨类编号I— I! Imm
实施例下面结合西安市图书馆站对基于三维可视化的地铁综合管线施工辅助管理与实施组织方法加以说明。获取西安市图书馆站的地铁设计图。在不更改原有设计图的前提下，将所有的设计图纸坐标标准化。按层将地铁站的5全结构导入到3Ds Max中。在保持AutoCAD与3DsMax单位1:1的情况下，对场景结构进行三维化处理。同步设计并实现三维场景导入类CLoad3DS。
分析施工组织维护人员对管线的关注点，抽取并分离管线的物理及业务属性，将管线信息分为两大类基本属性业务信息及空间位置信息。基本属性业务信息包括管线类型信息和管线信息，管线类型信息包括类编号、类名称、材质、维修周期、供应商等，管线信息包括管线编号、类编号、管线名称、管线规格、功能、敷设单位、所述站层等。空间位置信息包括管线的三维坐标等，下面为部分空间位置信息
<pipes>
<pipe>
<3 >管线编号</aID>
<beginX>起点 X 坐标</beginX>
<beginY>起点 Y 坐标〈/beginY>
<begmZ>起点 2 坐标</begioZ>
<endX>终点 X 坐标</endX>
<endlf>终点 Y 坐&</endY>
<endZ>终点 Z 坐标</endZ>
<height> 方管商 </height>
<wi dth > 方管宽 </wi dth >
<zBegmD ate> 开始日期 </zBegmD ate>
<zEndD ate> 壳成日期 </zEndDate>
<zRe a丨L ay >实际敷设百分比</zR e alL ay >
<zzID >管线连接号</zzID >
</pipe>
</pipes>将基本属性业务信息分为两层数据处理专业类共性信息和管线个性信息。在信息分离的基础上设计管线实体类PipeEntity。同时建立用户表，实现对系统的访问。将专业类共性信息和管线个性信息设定为数据库文件，两者之间通过类编号实现管理，同时将管线的空间表现信息存储于XML配置文件中，通过管线编号实现数据库表文件管线个性信息与XML配置文件的——对应。从坐标标准化的AutoCAD设计图中按照专业分段进行管线空间信息的提取，将提取结果暂时存放于XML文件中。根据XML配置文件的树形结构特点及SQL SERVER库文件访问特点设计并实现数据访问接口 CXMLHelper及CSQLHelper，在这两个接口之上实现管线数据的访问接口CPipeDAL0设计并实现管线的添加界面(包括管线的各个属性添加接口)。
结合图形学的有关知识观察管线之间的空间拓扑关系，采用OpenGL绘制三维管线的，实现二维管线到三维动态数据模型的转换，同时完成对光照类CLight的设计，实现三维场景真实感的体现。设计管线基本操作界面，通过同空间数据的访问，完成管线的移动、查询、空间定位等操作。运用空间几何理论结合管线的空间坐标信息实现并完成管线的碰撞检测，避免了地铁综合管线施工中碰撞引发的安全问题，保证地铁建设的安全顺利地进行。碰撞检测示意图如图5。学习并掌握地铁综合管线的绘制规定，分析地铁综合管线施工工序的一般规律。设计并完成地铁综合管线的工序协调模块。根据对工序协调界面中工序优先级、起始敷设日期、当前敷设百分比等参数的处理实对工序间时间上发生冲突可能性的判断，从而保证各道工序有条不紊的顺利进行。实现综合管线工序时间上的高效利用，空间敷设上的一定对应。根据对二维平面图形空间分析所应具有的特性分析，设计并实现三维系统中二维平面的获取，以及剖面二维与立体三维间的交互。根据用户的触发，通过对管线编号、空间坐标数据、管线规格等参数的处理，实时给出空间提示信息。·创建进度管理界面，给出进度管理所需的管线编号、敷设起始日期等参数调用接口，通过对CXMLHelper的调用实现管线数字化模型的动态敷设。设计管线查询界面通过PipeEntity调用CSQLHelper根据类型及名称调用管线的空间坐标完成管线的查询同时通过CXMLHelper完成对请求管线的定位。设计快捷操作方式，通过编辑及手工两种方式实现对管线的移动。在编辑方式下，根据用户的输入直接对管线空间坐标信息进行更改，以实现管线的的移动。在手动方式下，通过鼠标的点击操作触发移动方向球，通过对方向球的拖动实现管线的动态移动。在三维可视化的表现上，设计图层管理、图例管理模块根据用户选择，调用相应的处理函数实现可视化的综合管理。设计三维场景漫游的手段，采用键盘、鼠标两种漫游手段。根据数据库系统事务回滚操作的一般方法，设定日志记录所需的管线属性字段管线编号、起始坐标、操作时间等信息，开设专门的表项同时开启数据库日志功能对以上信息按字段记录。设计系统登录界面，根据用户在登录界面上输入的用户名、密码等信息采用ADO方式对数据进行查询来进行登录验证。同时完成系统那个退出工作的开发。完成所有的开发后添加数据进行整体测试。
权利要求
1.一种地铁综合管线施工辅助管理系统，其特征在于包括用户管理模块、三维管理模块、施工管理模块及日志记录模块； 所述用户管理模块包括用户的登录验证、注销功能； 所述三维管理模块包括场景导入、三维漫游、图层管理、图例管理及导航功能； 所述施工管理模块包括基本信息管理、管线修改管理、空间分析、管线碰撞检测、工序协调、施工进度管理功能； 所述日记记录模块可实时记录用户操作管线的信息。
2.如权利要求I所述的地铁综合管线施工辅助管理系统，其特征在于 所述场景导入为通过对真实场景的三维模拟真实的表现综合管线的敷设环境； 所述三维漫游为全景式对管线的敷设效果进行游览； 所述图层管理为将地铁的砼结构及各个专业管线分层处理，根据用户的选择，独立的给予显示； 所述图例管理为不同的管线具备不同的颜色及形态，通过获取管线的站层、类型及名称根据用户自定义管线的表现颜色，形象化显示不同专业管线，实现对管线的统一管理； 所述导航功能为用户通过平面图与模拟真实场景的三维环境进行交互，用来进行敷设效果的检测及发现施工过程中出现的问题，同时也可用来检测三维场景的真实性。
3.如权利要求I或2所述的地铁综合管线施工辅助管理系统，其特征在于所述基本信息管理为通过对关系数据库的访问，实现管线基本属性信息的查询、更新、定位，并实时的与实际敷设进度保持同步； 所述管线修改管理包括添加管线管理和移动管线管理； 所述空间分析为用户通过三维管线系统获取施工部分所需的二维剖面的所有管线信息及管线间的平面相对关系，实现三维过渡到二维，根据需要在平面内对管线进行移动，系统自动获取当前管线的空间坐标信息，并实时更新及显示管线的位置信息，辅助用户做出合理的决策； 所述管线碰撞检测为在施工过程中，用户通过直接手工更改管线的空间信息或利用鼠标直接拖动管线以实现管线的移动，移动的过程中系统实时更新XML配置文件中当前管线空间表现信息，同时实时的以矩形框的形式显示其空间位置信息； 所述工序协调为统一为每道工序设置工序优先级；开始施工时，将当前工序的工序优先级、管线编号、起始日期记录入数据库，随着施工的进行实时记录施工的进度，结合工序优先级及施工进度，通过对比当前区域优先级及施工进度情况，当出现工序冲突时，弹出对话框警示，并停止敷设，以促使施工组织人员做出合理的施工工序设计； 所述施工进度管理为系统通过计划获取计划中的管线编号、起止日期等信息，并将进度计划写到数据库中，系统根据输入的管线施工进度计划，每天自动绘制出每条管线理论上已经敷设好的管线模型，同时根据现场反馈回的数据，以另一种颜色绘制出实际敷设好的管线模型，以立体可视化的形式在三维场景中表现出来，并计算出实际管线敷设速率，供用户查看现场施工进度；同时辅助以二维进度条表现计划进度及实际进度；当用户认为进度计划不合理时，可随时修改进度计划参数。
4.如权利要求3所述的地铁综合管线施工辅助管理系统，其特征在于 所述添加管线管理为根据实际施工情况，通过对源数据的获取，存储新增管线的属性信息及空间信息分别到关系数据库和XML配置文件中，并根据管线空间信息将新增管线敷设到指定位置； 所述移动管线管理为在施工过程中将需要移动管线以手动或编辑的方式进行移动，并实时的将其空间表征数据更新为移动后的数据信息，并存储到XML配置文件中，实现管线空间位置数据信息的实时更新。
5.如权利要求1-4任一项所述的地铁综合管线施工辅助管理系统的实施方法，其特征在于包括三维可视化建模、数据库设计和管线信息提取。
6.如权利要求5所述的地铁综合管线施工辅助管理系统的实施方法，其特征在于所述三维可视化建模是根据AutoCAD图纸，采用3Ds Max完成建模；将完成的场景模型用3ds格式的文件存储，供OpenGL图形接口调用；具体为将平面AutoCAD图中的管线空间信息 加以提取，存储到XML文件，通过XMLInterfac访问作为OpenGL调用的数据接口，而后在VC6. 0环境下使用OpenGL访问读取XML文件中的数据进行动态绘制管线三维模型。
7.如权利要求5所述的地铁综合管线施工辅助管理系统的实施方法，其特征在于所述数据库设计为对于用户信息提取用户名、密码两个属性信息，对于管线信息采用分层数据管理，提取管线的共性信息为父层，个性信息为子层，通过编号保证管线信息的一致性；采用关系数据库存储属性信息，采用XML配置文件存储管线的空间表现信息数据，并设定管线编号实现XML配置文件及关系数据库文件的对应。
8.如权利要求5所述的地铁综合管线施工辅助管理系统的实施方法，其特征在于所述管线信息提取包括管线空间信息的提取和管线业务信息的提取，所述管线空间信息的来源为AutoCAD地铁综合管线设计图，所述管线业务数据信息主要通过市场调研及用户需求分析获取。
全文摘要
一种地铁综合管线施工辅助管理系统，包括用户管理模块、三维管理模块、施工管理模块及日志记录模块；所述用户管理模块包括用户的登录验证、注销功能；所述三维管理模块包括场景导入、三维漫游、图层管理、图例管理及导航功能；所述施工管理模块包括基本信息管理、管线修改管理、空间分析、管线碰撞检测、工序协调、施工进度管理功能；所述日记记录模块可实时记录用户操作管线的信息。本发明实现了施工过程管理的三维可视化，使施工进度更加形象化，增强了施工管理效果的表现性，有效避免了管线施工过程“返工”；且通过空间分析、管线碰撞检测手段，可有效解决专业管线之间的空间碰撞问题，保证工程的顺利进行。
文档编号G06Q10/06GK102750618SQ20121021577
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者张鹏飞, 王晓帆, 王磊, 赵凯, 赵钦, 黑新宏 申请人:西安理工大学