一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及道路構(gòu)建領(lǐng)域，且公開了一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括：中控模塊，用于作為管理指令的總控端，生成運(yùn)行日志，編輯并輸出調(diào)度指令；數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)接圖像拍攝設(shè)備，接收設(shè)備所提交的道路采集圖像；數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)道路采集圖像進(jìn)行預(yù)處理和清洗，獲取地貌特征

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)及方法


[0001]本專利技術(shù)涉及道路構(gòu)建
，具體為一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)及方法
。

技術(shù)介紹

[0002]數(shù)字孿生技術(shù)是以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬實(shí)體，借助歷史數(shù)據(jù)
、
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及算法模型等，模擬
、
驗(yàn)證
、
預(yù)測(cè)
、
控制物理實(shí)體全生命周期過(guò)程的技術(shù)手段，在道路建設(shè)方面，數(shù)字孿生技術(shù)可以迅速搭建交通出行三維場(chǎng)景，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)海量動(dòng)態(tài)性交通信息；但是現(xiàn)有的數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)及方法在應(yīng)用過(guò)程中，還存在問(wèn)題：
1、
對(duì)仿真模型的構(gòu)建完成度不足，難以將規(guī)劃數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以同類異常事件作為參考訓(xùn)練值，具有一定局限性，在三維虛擬空間中難以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通管理控制的有效仿真模擬，準(zhǔn)確性不足，難以有效實(shí)現(xiàn)在虛擬空間中對(duì)現(xiàn)實(shí)道路規(guī)劃的預(yù)測(cè)分析；
2、
難以自適應(yīng)的調(diào)整模型的運(yùn)行參數(shù)，用戶難以及時(shí)掌握當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)的最佳狀態(tài)，難以自動(dòng)推進(jìn)道路構(gòu)建的進(jìn)度，實(shí)施過(guò)程較不靈活
。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)，本專利技術(shù)提供了一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)及方法，能夠有效地解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)仿真模型的構(gòu)建完成度不足，難以將規(guī)劃數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以同類異常事件作為參考訓(xùn)練值，具有一定局限性，在三維虛擬空間中難以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通管理控制的有效仿真模擬，準(zhǔn)確性不足，難以有效實(shí)現(xiàn)在虛擬空間中對(duì)現(xiàn)實(shí)道路規(guī)劃的預(yù)測(cè)分析，難以自適應(yīng)的調(diào)整模型的運(yùn)行參數(shù)，用戶難以及時(shí)掌握當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)的最佳狀態(tài)，難以自動(dòng)推進(jìn)道路構(gòu)建的進(jìn)度，實(shí)施過(guò)程較不靈活的問(wèn)題
。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，本專利技術(shù)公開了一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)，包括：中控模塊，用于作為管理指令的總控端，生成運(yùn)行日志，編輯并輸出調(diào)度指令；數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)接圖像拍攝設(shè)備，接收設(shè)備所提交的道路采集圖像；數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)道路采集圖像進(jìn)行預(yù)處理和清洗，獲取地貌特征
、
交通流量特征和建筑分布特征；模型構(gòu)建模塊，用于通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)將所獲取的特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維模型；道路規(guī)劃模塊，用于根據(jù)所轉(zhuǎn)化三維模型進(jìn)行待建設(shè)道路的規(guī)劃，輸出道路布局參數(shù)，輸入三維模型；模擬運(yùn)行模塊，用于接收定義數(shù)據(jù)，作為影響參數(shù)介入三維模型內(nèi)進(jìn)行模擬運(yùn)行；索引模塊，用于分析現(xiàn)有模型參數(shù)的特定特征，對(duì)接物聯(lián)網(wǎng)端的道路數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，抓取該特定特征群下的關(guān)聯(lián)通行事件及其參數(shù)，作為影響參數(shù)導(dǎo)入模擬運(yùn)行模塊；導(dǎo)入模塊，用于人工自定義通行事件及其參數(shù)，作為影響參數(shù)導(dǎo)入模擬運(yùn)行模塊；評(píng)估模塊，用于對(duì)模擬運(yùn)行模塊的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，依據(jù)評(píng)估表現(xiàn)，選擇上調(diào)或
者下調(diào)影響參數(shù)的核心指標(biāo)，直至到達(dá)最佳評(píng)估指標(biāo)
。
[0005]更進(jìn)一步地，所述道路規(guī)劃模塊在規(guī)劃過(guò)程中，建立已建設(shè)道路的交通模型，以此交通模型為基礎(chǔ)進(jìn)行城市交通運(yùn)營(yíng)分析及評(píng)估，輸出城市交通網(wǎng)絡(luò)體系的可優(yōu)化參數(shù)，對(duì)道路上車輛與行人的動(dòng)態(tài)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)道路情況進(jìn)行分析和判斷，作為規(guī)劃參照值
。
[0006]更進(jìn)一步地，所述評(píng)估模塊評(píng)估結(jié)果的計(jì)算分析通過(guò)平均絕對(duì)百分比誤差算法體現(xiàn)模型擬合程度，直至輸出結(jié)果，其評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算公式為：；式中，
M
代表評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)，
n
代表數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，
K
代表真實(shí)值，
Y
代表預(yù)測(cè)值
。
[0007]更進(jìn)一步地，所述評(píng)估模塊的評(píng)估指標(biāo)包括：交通擁堵情況
、
道路承載能力
、
交通污染情況
、
資源消耗情況和建設(shè)周期
。
[0008]更進(jìn)一步地，所述道路規(guī)劃模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交互連接有核驗(yàn)?zāi)K，所述核驗(yàn)?zāi)K用于獲取道路規(guī)劃模塊已經(jīng)確定路段方案，進(jìn)行驗(yàn)證后，將通過(guò)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限開放
。
[0009]更進(jìn)一步地，所述核驗(yàn)?zāi)K通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交互連接有公示模塊，所述公示模塊用于將核驗(yàn)?zāi)K所開放的數(shù)據(jù)方案進(jìn)行集中展示，展示內(nèi)容包括：道路建設(shè)周期
、
道路分布位置和交通標(biāo)志設(shè)置
。
[0010]更進(jìn)一步地，所述公示模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交互連接有匯總模塊，所述匯總模塊用于提供公眾意見上傳接口，獲取意見數(shù)據(jù)特征后將所獲取參數(shù)進(jìn)行歸類匯總，提交至管理端
。
[0011]更進(jìn)一步地，所述中控模塊與數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交互連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交互連接，所述數(shù)據(jù)處理模塊與模型構(gòu)建模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交互連接，所述模型構(gòu)建模塊與道路規(guī)劃模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交互連接，所述模擬運(yùn)行模塊與索引模塊
、
導(dǎo)入模塊和評(píng)估模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交互連接
。
[0012]一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建方法，包括以下步驟：步驟1：獲取待建設(shè)區(qū)域中的已建設(shè)道路和待建設(shè)道路區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖像處理后，轉(zhuǎn)化為機(jī)器可讀數(shù)據(jù)；步驟2：依據(jù)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)生成基礎(chǔ)三維模型，輸出規(guī)劃意見，對(duì)道路進(jìn)行規(guī)劃，并在模型上實(shí)時(shí)展示；步驟3：獲取已經(jīng)規(guī)劃路段的可關(guān)聯(lián)現(xiàn)實(shí)路段信息，獲取其異常事件參數(shù)或者自定義導(dǎo)入異常事件參數(shù)，作為模擬運(yùn)行期間的影響干擾值，并且運(yùn)行模型，獲取模擬結(jié)果；步驟4：評(píng)估模型模擬結(jié)果，并調(diào)整影響干擾值，重新運(yùn)行模型；步驟5：獲取最終模型參數(shù)，輸出數(shù)據(jù)方案并公示
。
[0013]采用本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案，與已知的公有技術(shù)相比，具有如下有益效果，本專利技術(shù)通過(guò)利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建三維模型，將規(guī)劃數(shù)據(jù)所關(guān)聯(lián)的現(xiàn)實(shí)道路數(shù)據(jù)進(jìn)行索引，分析其運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際出現(xiàn)的異常事件，作為訓(xùn)練值，進(jìn)而提升最終運(yùn)行數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，使得規(guī)劃數(shù)據(jù)的合理性上升，并且也可人工導(dǎo)入?yún)?shù)進(jìn)行調(diào)整，降低使用局限性
。
[0014]本專利技術(shù)通過(guò)自適應(yīng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)的措施，自動(dòng)使模型的運(yùn)行到達(dá)最佳狀態(tài)，使得
用戶可快速分析當(dāng)前規(guī)劃方案的可實(shí)施性，幫助用戶進(jìn)行修正，并且可提供公示措施，將道路規(guī)劃方案展示給公眾，征求公眾意見和建議，增加公眾參與度的同時(shí)，獲取規(guī)劃意見，擴(kuò)展參考池
。
附圖說(shuō)明
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹
。
顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖
。
[0016]圖1為一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)的框架示意圖；圖中的標(biāo)號(hào)分別代表，
1、
中控模塊；
2、
數(shù)據(jù)采集模塊；
3、
數(shù)據(jù)處理模塊；
4、
模型構(gòu)建模塊；
5、
道路規(guī)劃模塊；
6、
模擬運(yùn)行模塊；
7、
索引模塊；
8、
導(dǎo)入模塊；
9、
評(píng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.
一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，包括：中控模塊（1），用于作為管理指令的總控端，生成運(yùn)行日志，編輯并輸出調(diào)度指令；數(shù)據(jù)采集模塊（2），用于對(duì)接圖像拍攝設(shè)備，接收設(shè)備所提交的道路采集圖像；數(shù)據(jù)處理模塊（3），用于對(duì)道路采集圖像進(jìn)行預(yù)處理和清洗，獲取地貌特征
、
交通流量特征和建筑分布特征；模型構(gòu)建模塊（4），用于通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)將所獲取的特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維模型；道路規(guī)劃模塊（5），用于根據(jù)所轉(zhuǎn)化三維模型進(jìn)行待建設(shè)道路的規(guī)劃，輸出道路布局參數(shù)，輸入三維模型；模擬運(yùn)行模塊（6），用于接收定義數(shù)據(jù)，作為影響參數(shù)介入三維模型內(nèi)進(jìn)行模擬運(yùn)行；索引模塊（7），用于分析現(xiàn)有模型參數(shù)的特定特征，對(duì)接物聯(lián)網(wǎng)端的道路數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，抓取該特定特征群下的關(guān)聯(lián)通行事件及其參數(shù)，作為影響參數(shù)導(dǎo)入模擬運(yùn)行模塊（6）；導(dǎo)入模塊（8），用于人工自定義通行事件及其參數(shù)，作為影響參數(shù)導(dǎo)入模擬運(yùn)行模塊（6）；評(píng)估模塊（9），用于對(duì)模擬運(yùn)行模塊（6）的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，依據(jù)評(píng)估表現(xiàn)，選擇上調(diào)或者下調(diào)影響參數(shù)的核心指標(biāo)，直至到達(dá)最佳評(píng)估指標(biāo)
。2.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述道路規(guī)劃模塊（5）在規(guī)劃過(guò)程中，建立已建設(shè)道路的交通模型，以此交通模型為基礎(chǔ)進(jìn)行城市交通運(yùn)營(yíng)分析及評(píng)估，輸出城市交通網(wǎng)絡(luò)體系的可優(yōu)化參數(shù)，對(duì)道路上車輛與行人的動(dòng)態(tài)狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)道路情況進(jìn)行分析和判斷，作為規(guī)劃參照值
。3.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述評(píng)估模塊（9）評(píng)估結(jié)果的計(jì)算分析通過(guò)平均絕對(duì)百分比誤差算法體現(xiàn)模型擬合程度，直至輸出結(jié)果，其評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算公式為：；式中，
M
代表評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)，
n
代表數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，
K
代表真實(shí)值，
Y
代表預(yù)測(cè)值
。4.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述評(píng)估模塊（9）的評(píng)估指標(biāo)包括：交通擁堵情況
、
道路承載能力
、
交通污染情況
、
資源消耗情況和建設(shè)周期
。5.
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字孿生城市道路的構(gòu)建系統(tǒng)，其特征在于，所述道路規(guī)劃模塊（5）通過(guò)無(wú)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉會(huì)軍，羅玲玲，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：乘木科技珠海有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：