基于动态混合预测模型的装配式建筑构件推荐系统
这是一篇关于建筑信息模型,灰色预测模型,人工神经网络,概率矩阵分解的论文, 主要内容为装配式建筑由于其建筑垃圾少,节约资金,优秀可控,施工周期短,安全等优点,已成为建筑工业化和城市可持续发展的重要议题。装配式建筑是涵盖全生命周期的多阶段、多专业、多参与方的信息较为集中的建筑类型。引入建筑信息模型(BIM)技术,使装配式建筑设计效率进一步提高。然而目前BIM技术与装配式建筑设计方法仍有改善之处,其原因主要是由于BIM构件的数量迅速增加,对已有构件族元素以及建筑知识难以重复利用,信息传递共享复杂不便,未形成智能化的装配式建筑管理平台,导致BIM装配式建筑设计难度大,设计效率未能显著提高。所以,在传统建筑工程行业向现代信息化转型升级的过程中应当强调装配式建筑的信息化程度,结合信息管理技术,实现信息化装配式建筑。在BIM族库基础上,开发BIM构件推荐系统,利用智能算法进行BIM构件推荐,来改善构件的获取和共享,可以极大提高设计效率。为进一步探究BIM技术在装配式建筑智能应用,加强装配式建筑信息传递与共享,提高了设计效率与质量,本研究将灰色预测模型结合人工神经网络,提出了基于动态混合预测模型的装配式建筑构件推荐系统,实现了BIM装配式建筑知识共享平台构件搜索,构件推荐功能,并完成了以下主要工作:1.通过梳理国内外BIM装配式族库研究与人工智能推荐系统相关研究,分析了各个领域BIM的应用以及与人工智能技术结合的可能,提出了基于灰色预测模型与推荐系统的装配式建筑知识共享机制。依据需求,搭建了装配式建筑知识共享平台,并建立了构件库与知识库,提供数据应用支撑。2.为了预测用户偏好和构件属性的动态变化,在GM(1,1),MFGMn(1,1)模型基础上,结合人工神经网络,提出了一种基于人工神经网络的混合灰色模型动态加权调整算法,以提供一种灵活的组合来适应不稳定的时间序列,为装配式建筑知识共享平台建立完整的推荐预测功能提供算法支持。3.将概率矩阵分解与优化混合灰色模型结合,建立了装配式建筑知识共享平台的推荐系统,实现了装配式信息过滤,信息共享,并用一个实际案例,检验了装配式建筑推荐系统的效用和推荐质量,说明其能够帮助设计师和工程师快速建立模型,提高工作效率。
面向Web端的建筑信息模型轻量化展示研究
这是一篇关于建筑信息模型,轻量化,web端渲染,渐进式加载的论文, 主要内容为计算机技术发展催生的建筑信息模型(BIM)是建筑工程行业近年来最热门的发展方向,已在建筑设施的规划设计、建造运营等环节发挥重要作用。随着物联网技术的发展,主要采用C/S架构的传统BIM服务对客户端的硬件配置要求高,学习和使用成本高,难以应对新的需求,构建基于Web端的BIM展示系统成为BIM发展的新出路。然而,在Web端BIM数据加载缓慢且渲染帧率低下,是Web端BIM展示系统的瓶颈。本文聚焦于在Web端构建BIM系统的问题,提出一种针对BIM数据的轻量化处理方法以及浏览器端渲染方案,解决在Web场景中稳定渲染几何复杂度高、建筑元素丰富的BIM模型的需求。本文具体的研究内容如下:(1)针对BIM数据庞大繁杂在Web端加载速度缓慢的问题,提出一种基于几何实例化的BIM数据轻量化处理方法。在BIM模型构建完成后,首先对数据进行统一的转化处理,归一化BIM数据格式;其次依据BIM模型中建筑构件几何形状的特殊性,对模型数据进行基于构件复用的实例化处理,压缩并降低BIM数据规模,从而减少BIM数据在网络传输过程中的时间消耗。最终经过系统实验证明,通过对BIM模型数据的格式转化以及压缩处理,在保证一定显示精度的前提下将BIM数据的平均规模降低了60%。(2)针对BIM模型在Web端渲染帧率低,交互操作卡顿的问题,设计了一种基于多分辨率网格技术的浏览器端渲染方案。考虑Web端的渲染性能限制,该方案结合渐进式加载、视图相关分辨率和可见性消除等技术,提升了BIM模型在加载渲染阶段的数据解码速度,降低了渲染过程中的内存消耗,在Web端实现了BIM的高效渲染。使用数据大小约70MB的BIM模型在Web端进行加载测试,数据传输完成后1.4S内即完成了模型的渲染显示,在本文选取的两种测试平台中均达到了60fps的高帧率显示效果。基于所提出的BIM数据轻量化处理方案以及多分辨率渲染方法,设计并实现天安数码城楼宇BIM展示系统。对模型数据进行压缩处理之后,该系统中BIM在浏览器端的平均渲染帧率增加了30帧。本文所述方法已在徐州智慧医院管理系统、青岛市博士后产业园以及河南财经楼宇可视化等项目中得到实际应用,验证了该方法在浏览器端构建建筑信息模型展示系统过程中对数据轻量化方面的有效性。
铁路工程建设企业数字档案管理系统设计与实现
这是一篇关于铁路工程,数字档案管理,全生命周期管理,建筑信息模型,B/S架构的论文, 主要内容为近年来,国家提出交通强国建设纲要、综合立体交通规划纲要,铁路交通事业取得巨大成就,基建工程持续建设发展,已建和在建的工程档案数量巨大,管理难度增加。本文针对纸质档案管理中存在的管理效率低、利用程度低以及BIM模型数字档案格式多样、体量庞大、不易加载等问题,结合云计算、物联网、BIM、网络通信等技术,基于微服务和B/S架构,研究并设计了铁路工程建设企业数字档案管理系统,实现数字档案的全生命周期管理。本文主要研究工作如下:(1)阐述论文研究的背景及意义,对系统实现的相关技术及算法进行介绍,对系统需求进行分析。根据研究背景梳理出本文研究内容,对常规档案和BIM模型数字档案的管理方式和方法进行研究,并对系统开发技术、BIM技术等进行介绍,最后阐述系统数据库、Nginx服务器以及负载均衡算法等理论。根据研究内容,对系统的业务需求、BIM档案可视化需求、系统功能需求以及系统非功能性需求进行分析。(2)研究铁路BIM模型数字档案的可视化问题。根据BIM模型数字档案管理的各项需求,采用IFC格式标准、参数化建模、模型渲染、BIM轻量化等技术对BIM模型数字档案进行处理研究,使用BIM引擎技术对模型进行加载,实现BIM模型数字档案的格式统一、模型创建、模型渲染、体量减小、BIM模型可视化加载等效果,最后通构建目录结构树,实现相关工程档案的快速浏览功能。(3)设计、实现并测试数字档案管理系统。结合需求分析和研究成果,对系统的功能架构、BIM模型数字档案可视化、数据库等进行设计;采用Java编程语言开发铁路工程建设企业数字档案管理系统,实现系统的档案录入、档案管理、BIM档案可视化、BIM档案应用等功能;采用黑盒测试方法对系统模块的功能进行了测试;使用Jmeter自动测试工具对系统服务器的并发性能、事务处理能力进行测试。
基于BIM的建筑消防设计审查技术研究
这是一篇关于自然语言处理,知识图谱,建筑信息模型,建筑消防审图的论文, 主要内容为近年来,BIM模型在建筑行业中发挥了核心作用,逐渐成为设计、施工、运营阶段不可分割的一部分。BIM是集成所有建筑数据的可访问的数字模型,可以支持建筑规范或者设计规则评估模型。BIM模型数据的完整性对提高消防审图检查、能耗分析、碰撞检查等一系列应用的自动化程度具有十分重要的意义。消防审图作为预防建筑火灾的重要环节,是BIM的关键应用点。但目前BIM技术与消防审图的结合存在以下问题:(1)消防审图仍然处于传统人工审图模式。由于目前消防规范缺乏规则的知识体系,审图人员对规范的理解程度并不统一,因此导致审图质量和效率并不满足当前需求。(2)在实际应用中,BIM模型在数据交换过程中常常出现信息丢失、不足、错误等问题,导致待审模型的数据不全面、不完备。针对以上问题,本文的主要工作如下:第一,针对于消防规范缺乏规则的知识体系的问题,分析消防规范的特征结构,利用本体搭建与信息提取等相关技术,自动提取规范条文知识,生成并存储消防设计规范的知识图谱,为建立标准的消防知识体系打好基础。第二,针对BIM模型信息不足而导致房间识别困难的问题,提出融合模拟退火和SVM的房间功能类型识别方法。该方法具有较高的准确率和较强的稳定性。该项工作可用于预处理BIM模型,以达到补充BIM模型的信息的目的。第三,提取审图所需的BIM模型中不同组件的信息,通过知识图谱提取的检查规则,对不同组件进行分别数据匹配,实现消防审图自动化。第四,结合上述理论研究,系统设计消防审图自动化插件系统,并于实际BIM项目上验证本系统的可行性与实用性。论文所提出的系统具有检测全、审图准、效率高的特点,一定程度上有利于提高消防自动化的水平。
基于BIM和Web技术的隧道监测信息管理系统研究与开发
这是一篇关于建筑信息模型,Web开发,隧道工程,信息管理系统,Vue.js框架的论文, 主要内容为随着我国城镇化水平的不断提高,城市地表空间逐渐消耗殆尽,人地矛盾不断加剧,合理开发城市地下空间是解决这一困境的有效途径。隧道工程作为地下空间工程的一种典型形式,与一般的地上工程相比,隧道工程建设中存在地质信息难以完全掌握、各工程参与方信息共享困难和信息管理方式落后等问题,导致隧道工程建设过程中事故频发。因此,提升隧道工程施工监测信息化程度,将工程建设中勘察、设计、监测的等信息纳入到一个整体系统中考虑是十分必要的。针对上述问题,本文将建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)思想和Web技术相结合,自主设计开发了隧道工程监测信息管理系统,并利用实际隧道工程监测项目对所开发系统进行了初步的应用。本文主要研究内容和取得的研究成果如下:(1)研究了LOD细节层次隧道模型的建立方法。根据隧道结构特征,提出了隧道BIM模型分解方案,将隧道模型分解为两个细节层次(LOD1、LOD2),确定了每种LOD模型中包含的细部构件;利用Revit软件建立隧道细部构件族库,然后通过参数化建模方法,分别构建了两个细节层次的隧道BIM模型。(2)研究了BIM模型的Web浏览方法。基于开源软件工具包XBIM研究了IFC文件的Web加载技术,通过调用组件Xbim.Ifc和Xbim Web UI对IFC文件进行格式转换和加载,实现了BIM隧道模型的Web三维浏览。(3)自主设计并开发了隧道监测信息管理系统。通过研究隧道工程监测信息管理系统的功能需求,设计了系统的网络架构和逻辑架构,确定采用基于B/S三层架构的Web系统为本系统的开发方式。采用前后端分离技术分别开发了系统的服务器和客户端,基于Visual Studio开发环境和ASP.NET Core框架开发了系统的服务器,基于开源框架Vue.js和MVVM架构开发了系统的客户端,基于Win Form技术开发了数据自动上传工具。建立了一个基于Web技术的隧道监测信息管理系统,实现了隧道监测数据网络实时共享、BIM模型三维Web浏览、监测信息自动上传、历史数据报表输出和超限自动预警等功能。(4)依托重庆轨道交通十号线工程南坪站至南滨路站区间隧道工程监测项目,对所开发的隧道监测信息管理系统进行了初步应用。应用表明,本文所开发隧道信息管理系统各项功能运行良好,实现了隧道工程施工期监测中各项信息的Web共享及超限自动预警等功能,可以为隧道工程建设提供指导,提高隧道信息化施工程度,具有广阔的应用前景。
铁路工程建设企业数字档案管理系统设计与实现
这是一篇关于铁路工程,数字档案管理,全生命周期管理,建筑信息模型,B/S架构的论文, 主要内容为近年来,国家提出交通强国建设纲要、综合立体交通规划纲要,铁路交通事业取得巨大成就,基建工程持续建设发展,已建和在建的工程档案数量巨大,管理难度增加。本文针对纸质档案管理中存在的管理效率低、利用程度低以及BIM模型数字档案格式多样、体量庞大、不易加载等问题,结合云计算、物联网、BIM、网络通信等技术,基于微服务和B/S架构,研究并设计了铁路工程建设企业数字档案管理系统,实现数字档案的全生命周期管理。本文主要研究工作如下:(1)阐述论文研究的背景及意义,对系统实现的相关技术及算法进行介绍,对系统需求进行分析。根据研究背景梳理出本文研究内容,对常规档案和BIM模型数字档案的管理方式和方法进行研究,并对系统开发技术、BIM技术等进行介绍,最后阐述系统数据库、Nginx服务器以及负载均衡算法等理论。根据研究内容,对系统的业务需求、BIM档案可视化需求、系统功能需求以及系统非功能性需求进行分析。(2)研究铁路BIM模型数字档案的可视化问题。根据BIM模型数字档案管理的各项需求,采用IFC格式标准、参数化建模、模型渲染、BIM轻量化等技术对BIM模型数字档案进行处理研究,使用BIM引擎技术对模型进行加载,实现BIM模型数字档案的格式统一、模型创建、模型渲染、体量减小、BIM模型可视化加载等效果,最后通构建目录结构树,实现相关工程档案的快速浏览功能。(3)设计、实现并测试数字档案管理系统。结合需求分析和研究成果,对系统的功能架构、BIM模型数字档案可视化、数据库等进行设计;采用Java编程语言开发铁路工程建设企业数字档案管理系统,实现系统的档案录入、档案管理、BIM档案可视化、BIM档案应用等功能;采用黑盒测试方法对系统模块的功能进行了测试;使用Jmeter自动测试工具对系统服务器的并发性能、事务处理能力进行测试。
下一代建筑节能设计系统建模及BIM数据管理平台研究
这是一篇关于建筑节能设计软件,系统模型,建筑信息模型,BIM数据管理平台,原型系统的论文, 主要内容为我国总能耗居世界第二,但人均能源占有量仅为世界平均水平的50%,而且能源利用效率低下。为了做到可持续发展,国家提出了节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。由于建筑能耗占总能耗的比重较大(2003年为27.46%),并且增长速度高于总能耗的增长速度,因此国家将建筑节能作节能工作的重点领域。 建筑节能设计是建筑节能至关重要的环节。我国目前的建筑节能设计软件对现阶段的建筑节能设计起到了重要的辅助作用,但是仍然存在一些难以在现有的设计理念和技术框架内解决的问题。随着诸如建筑信息模型(BIM)等应用技术的迅速发展,有必要研究下一代的建筑节能设计软件,以更好地促进建筑节能设计。 本研究是下一代建筑节能设计软件系统研究的初期工作,目标是建立下一代建筑节能设计软件的系统模型,并开发BIM数据管理平台原型系统。 首先,本研究通过对建筑节能设计新理念、新的基础技术和应用技术的分析与总结,阐述了下一代建筑节能设计软件的基本需求。然后,通过分析下一代建筑节能设计软件在建筑节能设计过程中的作用,以及与其它建筑专业软件之间的关系,提出使用下一代建筑节能设计软件以及其它建筑专业软件共同实施建筑节能设计的工作流程。接着,以上述基本需求和工作流程为依据,建立了下一代建筑节能设计软件的总体框架模型,包括BIM数据管理平台和建筑节能设计功能模块两个分部模型。最后,根据分部模型中的BIM数据管理平台模型,通过详细的分析与设计,开发实现了BIM数据管理平台原型系统,并进行了系统的应用功能测试。测试结果表明,该原型系统为BIM数据的管理提供了必备的功能,它既支持软件用户通过交互式界面访问BIM数据,又支持软件开发者在其上进行BIM应用软件的开发。 上述研究成果解决了下一代建筑节能设计软件系统研究初期工作中的关键性问题,为后续研究奠定了坚实的基础。
丽江地区某温泉中心项目的设计阶段BIM应用研究
这是一篇关于建筑信息模型,公共建筑,项目设计阶段,BIM方案设计,实践应用的论文, 主要内容为在国家建筑行业进行信息化革命的浪潮下,各相关行业、企业对BIM领域开展了很多研究探索。然而,我国目前对于将BIM技术应用在建筑领域的研究探索,主要集中在宏观层面理论研究。目前在实际应用中还存在着诸多问题,例如对于BIM设计成果交付的界定条例不明确,在应用过程中的评价标准模糊,缺少具有推广性的应用模式等,使得BIM技术的优势在建筑生产过程中难以发挥。然而伴随着建筑产业逐渐从粗犷式向精细化的转变,建筑行业的信息化变革势在必行,而BIM技术的推广应用正是信息化变革的关键。本研究以丽江地区某温泉中心项目作为BIM应用实践,分析了在这样复杂公共建筑项目,使用传统设计方法会存在的问题和局限性,结合该项目的特点与难点,指出了BIM应用对于该项目的必要性。研究开展了针对项目BIM应用的可行性研究工作,提出了针对项目的BIM应用建议,进一步对丽江地区某温泉中心项目进行了BIM方案设计。BIM方案设计包括:确立项目的BIM应用目标、制定项目的BIM应用工作流程、对建筑复杂形态进行参数化设计、统筹全专业的三维协同设计与优化。并对项目BIM应用进行了总结分析,总结了应用过程中所遇到的阻碍,并总结成该类项目的BIM设计原则,包括:项目样板、协同工作平台、建族原则、制图原则、插件选择、参数化设计方法几个重要方面。最后从设计管理的角度总结了丽江地区某温泉中心项目,通过应用BIM技术在项目设计阶段实现全专业BIM正向设计,从而提升了项目的设计质量,提高了管理效率,节约了项目成本,为项目带来了可观价值提升。希望通过详细讲述BIM设计过程中遇到的困难及解决方案,以期对类似复杂公共建筑的BIM应用提供参考依据。
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