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。
基于BIM和WEB在隧道动态施工监测信息系统的应用
这是一篇关于BIM技术,Web开发,信息化监测系统,集成编程环境,隧道工程的论文, 主要内容为隧道工程具有受力特点的复杂性、环境的多变性、信息数据的难获取性、数据繁多且抽象的特点,导致在施工过程中存在诸多不确定的因素。隧道施工过程中的信息化监测是保证施工安全的重要保障,而远程自动监测是降低隧道施工阶段潜在安全隐患的重要手段。另一方面传统的隧道施工理念与当前建筑工程信息化的要求相违背,BIM信息化技术的出现代表了建筑行业新的技术和发展方向。随着Web技术的成熟及硬件的支持,更加促进了建筑工程的信息化。为了解决上述问题,实现隧道施工过程监测的信息化与信息的集成,本文将BIM技术与Web技术相结合,采用PHP网络编程技术和MySQL数据库开发了隧道施工信息化监测系统,主要进行了以下几个方面的工作:(1)使用Revit软件进行了隧道BIM参数化快速建模的方法。尝试使用不同的族样板建立构件的适用性,扩充隧道构件的族库。采用编程语言拓展Dynamo插件的节点包,解决在拼装过程中不同截面不能无缝连接的问题,实现了模型的快速拼装。(2)通过WebGL与Three.js技术,实现了隧道BIM模型在Web端显示与部分信息集成。首先将隧道三维模型统一到IFC格式,然后将IFC格式的文件转换为JSON格式,作为网页外部的调用文件,最后调用基于脚本语言WebGL的执行文件,最终实现在客户端浏览器中完成3D模型与信息的显示。(3)使用PHP网络编程技术和MySQL数据库,开发了B/S三层架构的隧道监测安全管理与信息集成系统。该系统分为BIM信息模型、工程信息管理、仪器管理、数据采集、数据时程曲线显示、数据报表输出、超限预警七个模块,具有一定的可靠性、时效性和可扩充性。(4)系统各模块功能的实现。将开发的隧道监测安全管理与信息集成系统应用于乐童隧道中,可完成BIM模型在Web端的三维显示;并在隧道BIM模型上直观、实时的反映监测数据的变化,从而降低人为处理大量监测数据带来的信息滞后性,有利于作业人员根据数据的变化情况及时发现安全隐患,有效的保证施工过程中的安全管理。
基于BIM技术的隧道参数化设计及支护的二次开发研究
这是一篇关于隧道工程,BIM,参数化建模,二次开发的论文, 主要内容为基于BIM的隧道研究主要集中于利用Revit对不同类型的隧道进行建模,但鲜有关于提高建模效率的研究。因此,本文采用建模与二次开发的方法,实现隧道的快速高效建模以及模型信息的准确获取。(1)通过对BIM的发展现状进行研究,重点关注了BIM在基础设施建设中,特别是隧道施工的应用。对比分析了我国BIM技术与国际BIM技术的一致性以及我国BIM标准和其优缺点,并对目前广泛使用的BIM软件Autodesk Revit作为隧道施工设计工具的可用性和适应性进行了测试。(2)利用Civil3D软件通过数据生成路线,以Revit平台和Dynamo为基础创建了隧道族库,编制了“Tunnel＿dyn”程序,该程序可以自动排列整合隧道管,实现了族库的快速生成;在Revit平面上为不同组件选用不同的材质,以保证族库的完整性和实用性;建立新的圆柱体自适应度量件,并命名为锚杆。通过“Anker.dyn”程序将锚杆按照一系列预先计算好的角度布置于隧道管上,从而实现锚杆的快速布置。(3)通过Revit API实现了获取视图中元素、明细表类型、分类中字段信息以及添加分组字段的程序方法。针对隧道模型,开发了一键生成明细表插件。在隧道BIM模型的各种视图下,运行程序即可实现快速导出模型中所有构件的明细表,极大地提高了工作效率。利用BIM技术建立参数化模型,确保了材料模型和数量信息的准确性,导出更精确的工程量。通过定制明细表,可以从BIM模型中获取项目所需的信息,并以表格的形式表示。(4)基于Revit API使用C#对Revit底层进行二次开发,实现了锚杆定位点的精确捕捉和锚杆布置角度的精确控制,以满足隧道支护建模的需求。综上所述,该研究为隧道的正向设计以及隧道工程与BIM技术的深度结合提供借鉴,同时也可为隧道BIM模型的二次开发提供一条可行的思路。
基于BIM技术的隧道参数化设计及支护的二次开发研究
这是一篇关于隧道工程,BIM,参数化建模,二次开发的论文, 主要内容为基于BIM的隧道研究主要集中于利用Revit对不同类型的隧道进行建模,但鲜有关于提高建模效率的研究。因此,本文采用建模与二次开发的方法,实现隧道的快速高效建模以及模型信息的准确获取。(1)通过对BIM的发展现状进行研究,重点关注了BIM在基础设施建设中,特别是隧道施工的应用。对比分析了我国BIM技术与国际BIM技术的一致性以及我国BIM标准和其优缺点,并对目前广泛使用的BIM软件Autodesk Revit作为隧道施工设计工具的可用性和适应性进行了测试。(2)利用Civil3D软件通过数据生成路线,以Revit平台和Dynamo为基础创建了隧道族库,编制了“Tunnel＿dyn”程序,该程序可以自动排列整合隧道管,实现了族库的快速生成;在Revit平面上为不同组件选用不同的材质,以保证族库的完整性和实用性;建立新的圆柱体自适应度量件,并命名为锚杆。通过“Anker.dyn”程序将锚杆按照一系列预先计算好的角度布置于隧道管上,从而实现锚杆的快速布置。(3)通过Revit API实现了获取视图中元素、明细表类型、分类中字段信息以及添加分组字段的程序方法。针对隧道模型,开发了一键生成明细表插件。在隧道BIM模型的各种视图下,运行程序即可实现快速导出模型中所有构件的明细表,极大地提高了工作效率。利用BIM技术建立参数化模型,确保了材料模型和数量信息的准确性,导出更精确的工程量。通过定制明细表,可以从BIM模型中获取项目所需的信息,并以表格的形式表示。(4)基于Revit API使用C#对Revit底层进行二次开发,实现了锚杆定位点的精确捕捉和锚杆布置角度的精确控制,以满足隧道支护建模的需求。综上所述,该研究为隧道的正向设计以及隧道工程与BIM技术的深度结合提供借鉴,同时也可为隧道BIM模型的二次开发提供一条可行的思路。
基于BIM技术的隧道参数化设计及支护的二次开发研究
这是一篇关于隧道工程,BIM,参数化建模,二次开发的论文, 主要内容为基于BIM的隧道研究主要集中于利用Revit对不同类型的隧道进行建模,但鲜有关于提高建模效率的研究。因此,本文采用建模与二次开发的方法,实现隧道的快速高效建模以及模型信息的准确获取。(1)通过对BIM的发展现状进行研究,重点关注了BIM在基础设施建设中,特别是隧道施工的应用。对比分析了我国BIM技术与国际BIM技术的一致性以及我国BIM标准和其优缺点,并对目前广泛使用的BIM软件Autodesk Revit作为隧道施工设计工具的可用性和适应性进行了测试。(2)利用Civil3D软件通过数据生成路线,以Revit平台和Dynamo为基础创建了隧道族库,编制了“Tunnel＿dyn”程序,该程序可以自动排列整合隧道管,实现了族库的快速生成;在Revit平面上为不同组件选用不同的材质,以保证族库的完整性和实用性;建立新的圆柱体自适应度量件,并命名为锚杆。通过“Anker.dyn”程序将锚杆按照一系列预先计算好的角度布置于隧道管上,从而实现锚杆的快速布置。(3)通过Revit API实现了获取视图中元素、明细表类型、分类中字段信息以及添加分组字段的程序方法。针对隧道模型,开发了一键生成明细表插件。在隧道BIM模型的各种视图下,运行程序即可实现快速导出模型中所有构件的明细表,极大地提高了工作效率。利用BIM技术建立参数化模型,确保了材料模型和数量信息的准确性,导出更精确的工程量。通过定制明细表,可以从BIM模型中获取项目所需的信息,并以表格的形式表示。(4)基于Revit API使用C#对Revit底层进行二次开发,实现了锚杆定位点的精确捕捉和锚杆布置角度的精确控制,以满足隧道支护建模的需求。综上所述,该研究为隧道的正向设计以及隧道工程与BIM技术的深度结合提供借鉴,同时也可为隧道BIM模型的二次开发提供一条可行的思路。
基于机器学习的隧道塌方风险评估系统开发及应用
这是一篇关于隧道工程,塌方,机器学习,风险评估模型,系统开发的论文, 主要内容为随着我国“西部大开发”战略和“一带一路”倡议的实施,交通建设的重心逐渐向中西部转移,西部地区成为公路建设最为活跃的区域。隧道工程作为公路建设的重要内容,由于西部地区普遍地形地势起伏大、地质条件复杂,塌方事故集中多发。隧道塌方不仅会延误工期、损坏设备,还会严重威胁施工人员的生命安全。风险评估是防范隧道工程塌方风险极为有效的手段,但当前存在着主观性高、量化难、工作量大等不足。计算机技术和人工智能领域的高速发展,为隧道塌方风险评估工作提供了新的思路。鉴于此,本文基于隧道塌方数据管理子系统的研究,提取并量化了风险因子,引入了三种机器学习模型,利用计算机技术,开展了隧道塌方风险评估系统研究。本文主要工作及研究成果如下:(1)基于隧道塌方数据管理子系统的研究,利用频数统计法,从系统案例库中归纳了8个风险因子,通过文献调研的方式,提取了原始标签和塌方风险因子,形成了带有原始风险等级标签的隧道特征数据集。(2)通过对数据集进行预处理,包括量化、缺失数据补充以及标准化,利用聚类算法(忽略原始标签)进行重新分类,从原始风险等级的角度赋予聚类后类别相应的含义,使其修正后的风险等级标签更具客观化,构建了带有风险等级修正标签的纯数值隧道特征数据库。(3)基于Java算法,建立了三种基于机器学习的隧道塌方风险评估模型,分别为决策树模型、支持向量机模型和随机森林模型,以7:3的比例划分了训练集和测试集,引入10折交叉验证的方法,确定了模型最优参数。基于预测精确度和混淆矩阵等模型评估指标,表明支持向量机模型效果最优,其次是随机森林模型和决策树模型。(4)基于J2EE和My SQL数据库,针对隧道施工的实际需求,进行系统架构及功能需求分析,研发了基于三种机器学习模型的隧道塌方风险评估系统。系统界面友好,操作简单,具有隧道信息录入、特征数据管理和风险预测等功能,并成功应用于实际工程案例风险评估中,可为类似隧道工程塌方预防提供一定的指导。
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