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龙图腾网获悉河北工业大学申请的专利基于BIM与数值模拟的公路地质灾害风险预警方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120046222B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510127957.0，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权基于BIM与数值模拟的公路地质灾害风险预警方法及系统是由郭子正;魏国鹏;曲正阳;张与华设计研发完成，并于2025-02-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于BIM与数值模拟的公路地质灾害风险预警方法及系统在说明书摘要公布了：本发明为基于BIM与数值模拟的公路地质灾害风险预警方法及系统，主要将无人机贴近摄影测量技术和BIM技术结合，建立高速公路及其沿线地质环境的三维地质模型，使用ABAQUS软件和PFC离散元模拟不同工况进行高速分析在外界条件下的地质灾害破坏范围。将无人机测绘、BIM技术、数值模拟ABAQUS和PFC以及GIS平台ArcGIS整合，实现了对在役高速公路的精准、动态风险预警。本发明能够实现从静态结构到动态环境的多层次地质灾害风险预警，分析地质灾害的破坏范围、运动过程，以及在实景模型中显示出地质灾害影响范围与高速公路的相互关系，尤其在边坡滑坡、路基沉降等方面具备显著的创新优势。

本发明授权基于BIM与数值模拟的公路地质灾害风险预警方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于BIM与数值模拟的公路地质灾害风险预警方法，其特征在于，所述预警方法的步骤是： 步骤1、通过无人机贴近摄影测量获取目标高速公路沿线及周边区域的高精度原始点云数据和影像数据； 步骤2、无人机采集的原始点云数据导入ContextCapture软件，在ContextCapture中对原始点云数据进行去噪、优化和精度调整，去除无效点和重复点，将不同飞行批次的数据拼接整合，生成一个完整的三维点云模型，并根据项目需求调整空间坐标系统，以确保其与后续建立的BIM模型的坐标一致，完成点云数据的预处理； 步骤3、以步骤2预处理后的数据为基础，借助Smart3D软件生成在役道路及周边区域的高精度实景三维地形，同时对实景三维地形数据进行数据格式转换； 步骤4、将步骤2预处理后的点云数据导入Revit软件中进行三维BIM建模操作，使用Revit的地形建模工具生成地形表面，精准反映高速公路及其周边区域的实际地形特征，基于已有的高速公路基础设施的设计数据，使用Revit创建高速公路的基础设施模型，同时结合点云数据中的地物特征，细化模型细节，避免因遮挡或误差引起的不准确建模，通过点云数据中的地物特征与基础设施模型的对比分析，验证和优化BIM模型的尺寸与位置，确保其与实际地形和设施环境完全匹配，进而获得基于点云数据的在役道路及周边房屋的BIM模型； 步骤5、将BIM模型与Smart3D软件生成的高精度实景三维地形进行对比和调整，以确保BIM模型中的设施与实景三维地形中的地形形态无缝衔接，之后将BIM模型与Smart3D软件生成的高精度实景三维地形进行整合、优化BIM模型的几何细节，确保BIM模型既符合设计要求，又真实反映实际地形条件；在Revit中将满足要求的BIM模型导出为适用于ArcGIS软件处理的格式； 步骤6、将步骤5处理后的BIM模型从Revit导出STL格式或OBJ格式用于ABAQUS数值模拟及分析，其中STL格式数据用于三维的数值模拟建模及分析，OBJ格式用于二维剖面的数值模拟建模及分析，从Revit导出DXF格式用于PFC数值模拟及分析； 通过ABAQUS软件建立完整的边坡几何模型进行有限元分析，设置边坡的物理属性和边界条件，模拟降雨条件下的边坡应力场和位移场，达到收敛条件时识别出可能失稳的区域，即失稳范围； 将Revit导出的DXF格式导入PFC后生成滑坡的模型，依据ABAQUS确定的降雨条件下的失稳范围划分边坡的滑体和滑床，使用PFC软件对可能失稳的区域进行离散元分析，以动态模拟滑坡过程中颗粒的运动，施加动态条件，模拟颗粒的滑动路径、堆积范围和位移情况以及在地震作用下的运动学特征； 步骤7、将PFC的数值模拟结果导出为适用于ArcGIS软件处理的格式，并导入ArcGIS平台，同时将步骤5的BIM模型导入ArcGIS平台中，设置BIM模型与PFC导入的滑坡数据共享相同的坐标系，使得二者能够在相同的空间范围内正确显示和三维叠加； 步骤8、通过ArcGIS的分析工具分析滑坡颗粒的滑移路径、堆积区域与BIM模型中的设施之间的相对关系，直观显示滑坡区域、堆积位置与道路设施的交互，最终形成预警分析和维护建议，生成可视化的风险预警地图。

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