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为了方便BIM模型的展示及应用，使用户不必在每个客户端都安装体量庞大且不易上手的专业建模软件，可以选择通过WebGL技术对3D模型在网页上进行渲染浏览，这就需要对构建的数字孪生BIM模型进行格式转换。

iModel Bridge是Bentley公司提供的一套功能强大的模型格式转换工具，它可以将dgn、revit、cad、ifc等多种类型的数据格式转换成统一的bim格式文件，并存储在iModel Bank中。iModel Bridge类似于一个“数据银行”，通过它可以将项目过程中的数据记录下来，使数据可追溯、可信赖。每个bim文件都相当于一个SQLite文件型数据库，能够最大限度的保留模型的几何信息与非几何属性，以及各设备模型间的空间耦合约束关系。iTwin平台通过对bim文件进行读取、解析和渲染，即可实现系统的三维可视化需求。此外，iModel Bank通过对bim文件的分布式存储和变更集同步，使用户能够在iTwin平台上访问任意版本的模型文件，并可对比查看各版本间的差异。

3.3 模型展示

通信专业属于铁路下游专业，设施设备通常需要搭载在其他专业的模型上，如线路、桥梁、隧道、房屋等，在此情况下，如需真实反映通信实体本身的构造信息、连接状态以及空间位置等，往往就会使得BIM模型体量庞大，在直接加载时，导致服务器负载过重，画面渲染时间长，拉伸、旋转等操作极为卡顿，无法正常使用。

iTwin.js是一套基于WebGL行业3D绘图标准的开源技术，可以用它实现BIM模型、地图数据、实景数据融合渲染的三维可视化需求，定义数字孪生业务以及开发应用程序。iTwin.js的可视化功能对于处理大量数据具有高度可伸缩性，在用于前端显示场景模型时，会通过算法进行模型的轻量化处理，提高信息模型的流程性和可用性，保证前端的渲染速度。具体流程为：首先查询指定信息模型的瓦片树；然后根据显示参数使用LOD（Level of Details，多细节层次）等算法进行信息裁剪，以确定当前需要请求加载的瓦片，并将这些请求放入异步任务队列；最后从iTwin服务的iModel Bank中加载这些瓦片数据，并通过WebGL实现前端模型场景的渲染。其中，LOD算法是根据模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度，来决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节数，从而获得高效率的渲染计算[21]。

4  功能模块设计及应用

基于数字孪生技术的铁路通信实景维护系统，通过创建通信实体的BIM模型，感知设备现场实时信息，将工程数据、实景数据和物联网数据融合起来，形成动态持续更新的数字孪生体。基于对数字孪生体的分析和应用，实现BIM实景展示、设备智能维护、智能分析预警等功能。系统主要功能模块如图3所示。

图3  通信实景维护系统功能模块

4.1 BIM实景展示模块

基于iTwin服务的BIM实景模块可实现通信维护实景的三维展示，距离、面/体积的测量，线缆路径漫游，模型移动等功能。并在关键系统、设备的BIM模型上，根据用户的岗位和权限，有选择地多维度显示对应物理实体的工作状态、技术参数、维护历史、检修进度等信息。通过设备实时故障信息，以及对多源数据的智能分析，判断故障发生的部位和可能原因，发生故障的系统和部件模型以高亮、闪烁、消息弹出等方式进行报警。三维模型也可直接关联并定位至相关二维图纸、应急管理办法、设备维护作业指导书等技术文件。通信实景维护系统目前以酒额线为测试工程，图4展示的是西十高铁某通信机房的BIM实景。

图4  通信机房BIM实景

4.2 维护管理模块

维护管理支持检修工作计划编制、作业派发、作业记录的全过程管理，还包含备品备件、仪器仪表和工器具的管控，并基于二维图纸和物理实体，构建BIM模型，立体展示仓库的生产布局，为仓库的布局管理提供实景参考。