【摘 要】
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伴随国内城市化的快速发展,社会经济活动日益频繁,居民对于公共交通基础设施的需求不断攀升,作为城市交通重要支点的轨道交通在城市发展中越发重要。与传统工程项目比较,城市轨道交通工程项目具有投资大、专业性强、建设周期长等特点,其全生命周期通常无法由单一主体完成,需要各专业单位协同作业。解决城市轨道交通工程各阶段多源数据集成、三维展示、运维管理等问题,对其打破数据壁垒,跨越数据鸿沟,实现数字化交付与信息化
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伴随国内城市化的快速发展,社会经济活动日益频繁,居民对于公共交通基础设施的需求不断攀升,作为城市交通重要支点的轨道交通在城市发展中越发重要。与传统工程项目比较,城市轨道交通工程项目具有投资大、专业性强、建设周期长等特点,其全生命周期通常无法由单一主体完成,需要各专业单位协同作业。解决城市轨道交通工程各阶段多源数据集成、三维展示、运维管理等问题,对其打破数据壁垒,跨越数据鸿沟,实现数字化交付与信息化共享具有重要意义。随着互联网与计算机等新一代信息技术的快速发展,“网络强国”、“国家大数据网络”、“数字中国”等战略的不断推行,建设新型智慧城市是未来城市发展的重要趋势。CIM技术以BIM+GIS+IOT等技术为支撑,BIM+GIS技术搭建了多维空间模型基础,IOT技术提供了感知信息,多种技术融合共同构建了三维数字空间城市模型。CIM技术为城市轨道交通项目提供了先进的数字化交付与信息共享途径,能够实现在三维场景中对象级的模型数据协调管理,解决了传统二维交付管理空间信息缺失问题,提升了多维信息的触达性与可操作性,从而帮助管理者从宏观的、科学的角度做出正确的决策。时间序列模型、机器学习、深度学习等技术则为运营阶段管理者从海量出行数据中完成关键因素分析与特征挖掘,构建短时客流预测模型,实现安全、高效、精细的管理提供了有力支撑。本研究使用B/S架构基于Cesium开源地图引擎,开发以CIM技术为核心的Web平台。该平台以Web GL为容器,Web服务为链接,实现大范围真实地理空间环境下BIM+GIS模型的地理配准与模型构件数据的对象级管理,同时为城市轨道交通客流预测、实时监控与安全预警提供了可视化平台,推动“云大物移智”融入城市轨道交通建设全生命周期,为城市轨道交通三维场景构建与数字化交付应用提供了参考。具体研究内容和工作包括:（1）分析对比国内外CIM技术应用、BIM与GIS技术融合、客流预测、城市轨道交通平台建设研究现状,论证多种技术融合的优势与价值,阐述设计并实现城市轨道交通监管平台的必要性。（2）针对BIM+GIS技术融合在城市轨道交通平台应用中存在的关键问题,研究BIM与GIS模型转换格式选择,提出IFC模型向3D Tiles模型转换的关键步骤,包括语义提取、几何转换以及坐标系的转换,并解决转换后模型于平台加载后的信息展示、地理配准、位置调整与地下模型可视化等重点问题。（3）建立城市轨道交通大范围空间环境数据模型,基于DEM数据建立本地Small Terrain地形文件,利用Geoserver服务器发布GIS矢量数据,协同无人机倾斜摄影建模辅助构建城市空间场景,实现大范围真实地理空间环境模型制作。（4）通过IOT技术收集轨道交通客流AFC数据,实现数据清洗、特征挖掘与聚类分析,研究SARIMA模型、随机森林模型与LSTM模型算法的实现原理,建立各算法的最优参数模型,并通过城市轨道交通真实数据集进行验证分析,均取得了良好的预测效果。（5）设计并开发基于B/S架构、Cesium地球引擎的城市轨道交通监管平台,实现多源数据集成与站点客流预测展示,并添加图层管理、设备查询、空间分析、安全监控等功能模块,极大地提高城市轨道交通运维监管效率,具有一定的工程实用性,为智慧城市建设提供了参考。图[81]表[17]参[67]
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