地铁高架桥BIM与施工控制融合技术

这是一篇关于地铁高架桥,BIM,参数化,可视化编程,施工控制的论文, 主要内容为随着社会经济的发展,我国目前各个区域的城市化进程不断推进,人们对生产和生活交通的需求日益增长。地铁作为我国城市轨道交通的主要制式,有效地减轻了城市的交通压力,满足人们日常出行的要求。不仅为人们提供了高效、快捷的出行方式,还对城市用地结构的优化做出了贡献。在地铁工程建设中,隧道区间由于地下管线错综复杂,建设成本高昂,高架区间的优势逐渐凸显,“以桥代路”成为高铁建设的重要手段。但高架区间工程构件繁多,施工控制技术复杂,现代社会对工程质量的要求不断提高,传统的建造方式已经不满足其施工的要求。BIM技术的诞生,实现了建筑行业从2D平面图纸时代到3D信息模型时代的跨越,以其可视化、模拟性、协调性等优势,对建筑工程建设的发展做出了不可估量的贡献。但在地铁工程领域,应用还不广泛,因此,将BIM技术应用于地铁工程显得尤为重要。本文主要对BIM技术在地铁工程中地铁高架桥的应用进行研究,探讨了地铁高架桥构件分类与编码体系的建立;地铁高架桥核心构件参数化族库的建立;地铁高架桥整体BIM信息模型的快速拼装;BIM与施工控制融合技术在地铁高架桥的应用。本文主要以沈阳地铁三号线浑河十五街站～工业大学站为依托,对BIM核心建模软件进行分析对比,选择Revit软件作为本文的核心建模软件。为了满足现代施工管理的可追溯信息化要求,从建模角度出发,采用工程系统结构分解(EBS)和混合分类法对各构件进行分类和编码,创建了能为地铁高架桥全生命周期服务的构件分类与编码体系,赋予各构件唯一对应的数字编码,以便在管理平台通过检索数字编码获得该构件的所有工程信息。本文在基于上述构件分类的基础上对构件进行参数化设计,给出参数化族创建流程并利用Revit软件建立参数化族库。探索性的使用自适应公制常规模型建立了桥梁上部构件及附属设施参数化模型;通过建立类型目录的方式利用2个连续梁标准节段的参数化模型批量生成了24个连续梁节段的构件模型,并创建了核心构件参数化族库,提高模型构件的重复利用率,避免重复建族工作。本文基于上述参数化核心构件库利用Dynamo可视化编程技术创建具有通用性的算法程序和自定义节点,完成了整体模型的快速拼装和构件编码的批量录入,创建了地铁高架桥的整体BIM信息模型,为同类工程整体模型的拼装提供便利。利用Navisworks创建4D-BIM模型进行碰撞检测;利用Animator进行施工模拟;利用Time Liner编制施工进度计划进行进度模拟,将BIM技术与施工控制技术融合,以期在实际施工中及时发现偏差并纠正,节省成本,提高施工效率,指导施工,并为其它工程提供借鉴。该论文有图87幅,表9个,参考文献73篇。

基于BIM的项目建设成本动态监控系统设计与开发

这是一篇关于建设全过程,BIM,成本监控,控制模型,信息系统的论文, 主要内容为伴随着国民经济快速、健康、持续发展,建筑行业始终作为国家经济的支柱产业保持快速增长,2012年全国建筑业总产值达到135303亿元,同比增长16.2%。但是长期以来建筑行业效率低下,缺乏有效的项目成本管理方法,其最主要的原因并非流程和方法问题,建筑行业项目的复杂性程度高固然是客观原因,但是技术手段和信息管理化程度低的主观制约因素才是问题的根本所在。传统技术手段在应对信息量巨大的工程项目时显然力不从心,成本数据(工程数据)无法实时计算和共享,项目管理人员的成本管理就如同盲人摸象,很多项目都是做到最后结算才发现项目超支严重,但已经无法挽回,同时也给整个社会的经济效益以及环境效益带来了严重的影响。 伴随着BIM(建筑信息模型Building Information Model)技术的兴起和发展,与BIM技术相结合的相关设计、预算、成本软件都已经开始得到普及,但是还不足以给项目的成本管控带来根本性的变革,建立基于BIM技术的项目建设成本管控信息系统将成为解决这一问题的关键环节。 为实现对项目建设成本的实时监控,有效杜绝项目建设成本超支以及项目建设粗放管理的现象,本文研究了基于BIM技术建立项目建设全过程成本监控信息系统实现项目成本动态监控的解决方案来解决这一难题。首先对项目建设的设计、招投标、施工、竣工结算阶段对于BIM的应用及深度需求进行了细致分析；之后通过对IFC标准的发展研究解决信息系统建设中信息互用问题,为系统的开发解决数据层面的困难；最后本文对项目建设全过程成本监控信息系统的平台模型、功能需求、架构设计、数据库设计、组织支撑进行了初步分析,为信息系统的开发奠定原始基础和开发架构。 在对项目建设全过程成本监控信息系统开发进行研究之后对国内知名成本管理解决方案提供商——广联达近年来对于BIM技术的应用进行了系统分析,用以印证项目建设全过程成本监控信息系统的开发设计架构及理念,同时为系统开发设计的可行性提供有力的支持证据。 本研究表明,基于BIM的项目建设全过程成本监控信息系统的开发是解决项目建设成本管控难题的有效解决方案,同时对系统的开发提供了可以借鉴的开发构架思想。对于项目建设全过程成本管控精细化的实现具有一定的价值。

基于BIM的公路隧道结构状态可视化系统研究

这是一篇关于公路隧道,结构状态,监控量测,BIM,可视化的论文, 主要内容为传统公路隧道监控量测数据利用过程中,工作人员通常将所采集数据通过离线方式导入Excel、Origin等软件中进行分析并将结果进行图表展示,存在结果获取效率低、实时交互性差等缺陷。为提升隧道结构状态信息分析效率及智慧化管理水平,在隧道监控量测过程中集成数据信息编码并可视化呈现,继而形成完整的隧道结构状态可视化系统是隧道建设和管养过程中的亟待解决的技术难题。针对上述问题,本文研究了基于BIM的隧道结构状态可视化技术,并搭建结构状态可视化系统作为技术验证。主要研究内容如下:(1)参照现有隧道稳定性判定的研究,提出基于隧道结构状态系数的结构状态等级划分方法,同时设计了结构状态数据的可视化映射方案及关联BIM方法;对比分析了应力、温度等数据的变化规律,采用LSTM搭建多变量预测模型对温度影响下的隧道结构应力响应进行了预测。(2)研究公路隧道土建结构及相关规范对隧道工程构件的划分,提出了隧道模型构件分类方式,并以此为基础构建了隧道BIM模型、设计了隧道构件及结构状态监测传感器的编码方式。(3)设计并开发了基于BIM的公路隧道结构状态可视化系统,系统可实时获取隧道结构状态监控量测数据库信息,从多种维度对隧道结构状态监控量测数据进行可视化仿真。系统采用B/S架构,在云服务器中实现了数据的云端管理及系统部署,提升了系统使用的便利性,降低了系统的管理和维护成本。本文以陕西宝汉高速连城山隧道为工程应用背景,将BIM技术引入公路隧道结构状态管理,结果表明三维可视化效果直观,隧道整体与局部结构状态对比明显,补充了二维可视化存在的不足。本文研究符合隧道数字化建设要求,为提升公路隧道全生命周期数字化管理水平提供了技术支撑,为BIM技术在隧道领域的应用做了新的探索。

基于BIM钢结构节点设计技术研究与开发

这是一篇关于BIM,节点设计,CATIA,参数化建模的论文, 主要内容为建筑信息化模型(BIM)对建筑业在设计和施工等阶段的效率提升和减小浪费具有非常显著的作用。随着国家对BIM技术和建筑业的信息化建设的大力发展,越来越多的实际项目运用了 BIM技术,均发挥了重大的作用。在钢结构领域,相比于传统的基于二维图纸的钢结构设计,基于BIM钢结构三维节点设计有利于提高设计效率、施工质量和降低项目成本,对于钢结构行业具有很好的应用和推广价值。CATIA作为全球制造业的主流设计软件,其在参数化三维设计方面具有很强大的功能。本文深入研究CATIA参数建模技术和二次开发技术,开发了一款可以进行节点设计、项目模型整合和节点承载力验算等工作的钢结构节点三维设计软件。本文主要内容如下:(1)简要的介绍了 BIM技术的发展和研究现状,列出了 BIM技术在全球建筑工程中的应用。对研究工作中用到的主要软件CATIA进行介绍,较为系统的介绍了 CATIA软件参数化建模技术和二次开发技术。(2)介绍开发的钢结构节点三维设计软件的技术说明、主要模块和使用方法等信息。软件通过Visual Basic6.0编辑器对CATIA进行二次开发,实现将结构计算软件中的分析模型转化成精细化的钢结构三维实体模型,并可进行节点参数化设计、承载力验算等一些列工作。(3)将开发的软件运用于创建郑州东站雨棚钢结构三维模型。通过SAP2000输出的结构分析模型,批量创建郑州东站雨棚钢桁架节点和分叉柱节点,搭建完整结构实体模型,结合三维模型进行三维漫游、节点承载力验算、有限元分析和输出复杂节点二维图纸等工作。(4)结合开发的软件,创建赣州西站钢结构三维模型。将赣州西站分为钢结构屋盖、屋盖支撑、突出正立面钢结构和混凝土部分5.个部分创建,最后整合创建整体三维精细模型。对钢结构屋盖部分焊接球节点进行设计,与原设计进行对比,在承载力满足的情况下,减少了钢材的使用量。创建屋盖支撑三维模型的过程中发现并解决了在二维图纸绘制过程中未发现的杆件碰撞问题。基于BIM钢结构节点三维设计软件的开发是在钢结构工程领域应用BIM技术的积极探索。结合工程实例表明,与传统建模方式相比,采用基于BIM钢结构三维节点设计技术具有建模速度快、正确性和精细程度高、方便修改等优点。开发的钢结构节点三维设计软件,能快速完成钢结构工程中大量节点的参数化设计和三维精细化模型的创建,将节点模型和连接杆件整合成结构工程的整体三维模型,并能完成节点的承载力验算等工作。

基于BIM的高速公路路面病害信息化管理研究

这是一篇关于BIM,道路病害,信息化管理,三维点云,里程桩定位,坑槽提取的论文, 主要内容为针对当前高速公路病害管理存在的信息互通性差、数据采集技术落后、病害管理效率低的问题,本文研究了基于BIM技术的高速公路路面病害管理的信息化方案。BIM技术运用在项目的整个生命周期中,在数据支持方面功能强大,可以将高速公路病害管理项目的图形和非图形信息融合与共享,为高速公路病害管理信息化建设提供数据和技术支撑。同时,采用检测车激光扫描、GPS定位、视频拍摄、深度相机扫描等数据采集技术,融合并获取病害的详细信息及BIM模型,提高了病害管理工作采集能力。并且通过上传采集到的病害信息到BIM信息化平台,进行协同处理,使病害管理工作极大地提升了效率。总的来说,本文结合目前流行的道路BIM建模技术,使病害管理向信息化﹑系统化、高效化方向发展。本文的研究内容主要如下:(1)BIM信息化管理平台。使用Civil 3D作为核心建模软件,建立道路BIM模型。包括对路线、纵断面、横断面的设计,并将所设计的对象组成统一的道路模型。使用Infra Works对道路模型进行可视化,并装配上由里程桩定位以及坑槽病害点云信息集合成的坑槽病害BIM模型。同时将以上所有的BIM数据以及基础信息数据,保存在数据库中,搭建基于Spring Boot+Vue的Web系统平台进行信息化管理。(2)提出了基于YOLOv5s目标检测的道路里程桩定位。由检测车搭载固定位置的摄像机以及GPS定位仪,沿着路边拍摄里程桩视频以及记录道路轨迹GPS信息。使用YOLOv5s目标检测算法,识别视频图像帧中的里程桩,实验结果显示公里桩的识别精确度为0.956,百米桩的识别精确度为0.984,识别精确度高。同时基于连续的检测车GPS位置信息,在检测到里程桩牌后跳过后续百米内的图像帧,在下一个百米桩前继续检测。该检测方法的改进相比于全部视频帧的检测,其效率提升了92.46%。最后,通过时间戳插值,结合GPS位置信息,完成了里程桩定位的数据融合。里程桩经纬度定位实验结果平均误差为1.38米,实现了里程桩牌的精准定位。(3)提出了基于RANSAC的道路坑槽点云信息提取。检测车采集道路路面点云信息,然后使用RANSAC算法进行横断面分析,初步分析出存在坑槽的位置以及坑槽的尺寸信息。再使用深度相机采集确切位置的坑槽点云,通过RANSAC算法计算路面点云回归平面,矫正数据并分离出坑槽点。由坑槽点信息计算并获取坑槽的深度和面积指标,同时生成坑槽BIM三维模型。结果显示,坑槽深度的平均相对误差为4.56%。坑槽面积平均相对误差为4.39%,实验结果准确度高。

基于Revit模型的建筑设计合规性自动检查系统研究

这是一篇关于建筑设计合规性检查,Revit,RevitAPI,BIM的论文, 主要内容为建筑设计合规性检查在根据国家现有的法规文件及规范来识别不合格的设计,确保设计的准确性,在施工前发挥着关键作用。建筑合规性自动检测对于保证建设资料模块(BIM)的设计规范的附录起了十分关键的作用。因此,需要结合BIM利用二次开发的手段开发安全、高效、可持续发展的建筑设计合规性自动检查系统来符合现阶段对于建筑设计检查的新要求。为解决现阶段建筑设计合规性检查还处于人工检查的低效性阶段问题,首先根据建筑设计合规性自动检查系统的实际需求,分别从三个方面来进行需求分析,分别为功能、数据、性能需求,设计系统架构与界面,分析需求设计数据库。其次针对BIM模型中的属性信息,研究《住宅设计规范》具体要求与质检步骤。选择建筑设计的常用的Autodesk revi为自动合规性检查软件开发的基础平台,通过Visual Studio 2015软件添加添加Revit API相关引用,使用C#编译语言,编译功能插件,实现基于Revit模型的建筑设计合规性自动检查系统。最终以华域集团九里东项目合规性检查为例,分析成效及问题,对系统进行优化。将其应用于建筑设计检查中具有较大的意义和广阔的前景,系统为建筑设计检查实现自动化、科学化做出大跨越。基于Revit模式的建筑合规性自动审查的研发和实践,提出了East方法的改进规范表达法,利用语言处理技术与机器编程学习方法实现了规范表达结构的自动生成。大大提高审核操作的精度和准确性,进而提升建筑行业的信息化程度。满足现阶段对于建筑设计合规性检查的需求。提升审查项目的质量,降低工作量,减少检查过程中资源的浪费,对建筑设计检查进行信息细化管理,提高了检查的质量,降低了检查的成本。

基于BIM技术的市政道路设计研究

这是一篇关于BIM,Revit二次开发,市政道路,沥青路面,结构层,三维模型,正向设计的论文, 主要内容为传统的市政道路设计主要采用CAD二维绘图以及手算的方式,一旦发生工程变更,设计修改工作量非常大,BIM技术的出现,为解决这些问题提供了新方向。论文提出了一种基于BIM技术的市政道路结构层的设计方法,以Revit建模软件为基础,利用Visual Studio作为二次开发工具,使用C#语言对创建的三维模型进行二次开发,实现市政道路项目以模型、拟定尺寸、计算、计算书、图纸这样设计步骤的正向设计,解决传统二维设计中存在的诸多问题。论文主要研究内容如下:(1)实现市政道路参数化三维模型的创建:对市政道路进行构件分析,利用Revit建立市政道路参数化族文件,生成市政道路参数化模型的项目文件和剖面图。(2)市政道路设计程序化:借助C#对Revit软件进行二次开发,开发基于Revit平台的市政道路设计选项卡以及沥青路面结构层设计面板功能,编写市政道路沥青路面结构层设计窗体程序,主要包括输入基本参数、结构层厚度计算及采用、应力分析及优化设计。通过编写市政道路沥青路面结构层设计窗体程序,实现可视化交互数据分析、生成计算书、生成含有主要工程量明细表的图纸。(3)市政道路程序化设计工程应用:将设计程序应用于L市XS路工程,以创建的市政道路参数化三维模型为依托,在Revit项目中直接进行结构层剖面设计:点击市政道路设计,进入沥青路面结构层设计,输入基本尺寸、参数等进行结构层厚度计算、应力计算及验算;通过可视化交互,实现应力分析和方案比选,在计算的结构层满足规范要求的前提下,优化结构层设计;生成计算书及图纸等设计成果,实现了正向设计。证明创建市政道路参数化三维模型,进行市政道路结构层的正向设计是可行的。

基于BIM的高速公路路面病害信息化管理研究

这是一篇关于BIM,道路病害,信息化管理,三维点云,里程桩定位,坑槽提取的论文, 主要内容为针对当前高速公路病害管理存在的信息互通性差、数据采集技术落后、病害管理效率低的问题,本文研究了基于BIM技术的高速公路路面病害管理的信息化方案。BIM技术运用在项目的整个生命周期中,在数据支持方面功能强大,可以将高速公路病害管理项目的图形和非图形信息融合与共享,为高速公路病害管理信息化建设提供数据和技术支撑。同时,采用检测车激光扫描、GPS定位、视频拍摄、深度相机扫描等数据采集技术,融合并获取病害的详细信息及BIM模型,提高了病害管理工作采集能力。并且通过上传采集到的病害信息到BIM信息化平台,进行协同处理,使病害管理工作极大地提升了效率。总的来说,本文结合目前流行的道路BIM建模技术,使病害管理向信息化﹑系统化、高效化方向发展。本文的研究内容主要如下:(1)BIM信息化管理平台。使用Civil 3D作为核心建模软件,建立道路BIM模型。包括对路线、纵断面、横断面的设计,并将所设计的对象组成统一的道路模型。使用Infra Works对道路模型进行可视化,并装配上由里程桩定位以及坑槽病害点云信息集合成的坑槽病害BIM模型。同时将以上所有的BIM数据以及基础信息数据,保存在数据库中,搭建基于Spring Boot+Vue的Web系统平台进行信息化管理。(2)提出了基于YOLOv5s目标检测的道路里程桩定位。由检测车搭载固定位置的摄像机以及GPS定位仪,沿着路边拍摄里程桩视频以及记录道路轨迹GPS信息。使用YOLOv5s目标检测算法,识别视频图像帧中的里程桩,实验结果显示公里桩的识别精确度为0.956,百米桩的识别精确度为0.984,识别精确度高。同时基于连续的检测车GPS位置信息,在检测到里程桩牌后跳过后续百米内的图像帧,在下一个百米桩前继续检测。该检测方法的改进相比于全部视频帧的检测,其效率提升了92.46%。最后,通过时间戳插值,结合GPS位置信息,完成了里程桩定位的数据融合。里程桩经纬度定位实验结果平均误差为1.38米,实现了里程桩牌的精准定位。(3)提出了基于RANSAC的道路坑槽点云信息提取。检测车采集道路路面点云信息,然后使用RANSAC算法进行横断面分析,初步分析出存在坑槽的位置以及坑槽的尺寸信息。再使用深度相机采集确切位置的坑槽点云,通过RANSAC算法计算路面点云回归平面,矫正数据并分离出坑槽点。由坑槽点信息计算并获取坑槽的深度和面积指标,同时生成坑槽BIM三维模型。结果显示,坑槽深度的平均相对误差为4.56%。坑槽面积平均相对误差为4.39%,实验结果准确度高。

BIM与多源地理空间数据融合系统的研究与实现——以长春市主城区为例

这是一篇关于BIM,GIS,SuperMap,信息管理,数据融合,三维可视化的论文, 主要内容为随着城市化进程的快速推进,越来越多的人口选择向城市聚集,从而引发大量地理信息数据的产生和积累。同时,随着新技术的不断发展,各种新型数据不断涌现,如实景影像数据、倾斜摄影测量数据等,成为传统数据源的重要补充。在长春市数字城市建设过程中,积累了大量的框架数据。然而,这些框架数据大多是静态的、精细度不足且覆盖范围不完整,无法满足智慧城市对信息资源的时效性、精度和覆盖度的更高要求。因此,考虑将现有的空间框架数据升级为时空信息数据,以实现数据覆盖面和精度的扩大,并支持新型数据的应用。BIM(建筑信息模型)数据以其包含的建筑各类信息而在多种用途中应用广泛,而将BIM数据与GIS(地理信息系统)数据融合则能够提高城市规划和管理效率、提升建筑和城市的可持续性,进而实现更好的数据可视化和决策支持。地理信息是城市规划、建设和发展的基础信息之一,同时也是整合其他社会人文信息的基本框架。本文针对BIM与GIS数据融合以及城市地理信息数据管理问题,开发了一套BIM与多源地理空间数据融合系统。通过对现有地理信息数据进行分类整合和处理,将其纳入空间数据库进行存储管理,并借助SuperMap系列软件将数据发布为对应服务实现数据的共享。利用SuperMap针对Revit开发的插件,实现了BIM数据向GIS数据的转换,并采用SuperMap相关地图数据库构建三维场景和二维场景。在此基础上,本文采用JavaScript、Vue.js、Ajax、SpringMVC等前后端技术,构建了系统框架,最终实现了BIM数据与多源地理空间数据的叠加融合,实现对城市内多源地理信息数据的查询、分析、管理与更新。本文取得的研究成果包括:(1)构建空间数据库存储管理多源地理空间数据。根据数据类型的不同,将现有的地理信息数据划分为矢量数据、遥感影像数据和三维场景数据三类,并依据各类数据的标准进行处理,将其存储到空间数据库中。利用SuperMap iServer将各类数据以地图服务和数据服务的形式发布,供客户端调用并加载所需的数据。(2)实现将BIM与多源地理空间数据进行叠加融合。利用SuperMap开发的插件,成功地将Revit中的BIM数据转换为GIS数据,使用SuperMap iClient for Cesium提供的相关方法将BIM模型与建筑白模数据进行叠加融合。在对精细化模型和倾斜摄影模型进行优化处理后,有效地提升了网页调用数据时的加载速度。最终,成功实现了将多源三维数据进行叠加融合。(3)基于SuperMap相关地图数据库搭建三维场景和二维地图并开发多种交互功能。采用SuperMap iClient for Leaflet和SuperMap iClient for Cesium分别加载二维地图与三维场景数据,并实现信息查询、场景浏览、三维分析和实体制图等功能,能够有效帮助用户快速获取所需的地理信息数据并进行实时分析。(4)研发了BIM与多源地理空间数据融合系统。结合城市中对地理空间信息的需要,基于WebGIS技术,对系统的整体架构和功能模块进行设计。系统基于B/S(浏览器/服务器)架构,前端采用Vue-cli框架进行组件式开发,使用SuperMap iClient JavaScript实现地图场景数据加载,Tomcat和SuperMap iServer作为系统服务器,Oracle作为系统数据库,最终实现对多源地理空间数据的管理、操作、展示和分析等功能。经过测试,该系统能够有效管理城市内复杂多变的地理信息数据,并通过可视化展示以更直观的方式呈现数据。系统支持实时查询相关地理信息数据,提高了城市管理效率,为智慧城市的建设提供了基础信息支撑。经过测试,该系统能够有效管理城市内复杂多变的地理信息数据,并通过可视化展示以更直观的方式呈现数据。系统支持实时查询相关地理信息数据,提高了城市管理效率,为智慧城市的建设提供了基础信息支撑。