建筑工程虛擬施工技術(shù)與實(shí)踐

周勇先生，碩士，教授級高級工程師，于1992年參加工作，1994年加入中國建筑工程總公司系統(tǒng)，1996年被派駐中國海外集團(tuán)有限公司，現(xiàn)任中國海外集團(tuán)有限公司常務(wù)董事、副總經(jīng)理，兼中國建筑國際集團(tuán)有限公司（中國建筑，3311.HK）董事局副主席、執(zhí)行董事、行政總裁。同時(shí)擔(dān)任香港中國企業(yè)協(xié)會(huì)建筑行業(yè)委員會(huì)主任委員；亦是英國土木工程學(xué)會(huì)資深會(huì)員、英國特許建造師學(xué)會(huì)資深會(huì)員。主持國家級科研課題3項(xiàng)、獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)10項(xiàng)、出版專著2部。

第1章 緒論

1．1 虛擬施工技術(shù)的產(chǎn)生

1．2 國內(nèi)外相關(guān)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

1．2．1 BIM

1．2．2 4D/nD

1．2．3 虛擬施工

1．3 術(shù)語界定

1．4 內(nèi)容簡介

第2章 虛擬施工技術(shù)基本理論

2．1 虛擬施工技術(shù)的需求

2．1．1 建筑產(chǎn)品及施工特點(diǎn)

2．1．2 施工組織與管理方法

2．1．3 建筑設(shè)計(jì)多樣化和復(fù)雜化趨勢

2．2 虛擬施工的理念

2．3 虛擬施工技術(shù)概念模型

2．3．1 虛擬施工關(guān)鍵因素

2．3．2 虛擬施工技術(shù)概念模型

2．4 虛擬施工技術(shù)操作流程

2．5 設(shè)計(jì)與開發(fā)理念

2．5．1 自下而上的理念

2．5．2 自上而下的理念

2．6 虛擬施工支撐技術(shù)

2．6．1 數(shù)字化技術(shù)

2．6．2 三維可視化技術(shù)

2．6．3 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)

第3章 三維建模機(jī)理

3．1 三維建模范疇

3．1．1 建筑產(chǎn)品

3．1．2 施工設(shè)備

3．1．3 臨時(shí)設(shè)備設(shè)施

3．1．4 人力資源

3．2 三維建?；A(chǔ)

3．2．1 參數(shù)化建模技術(shù)

3．2．2 自上而下設(shè)計(jì)方法

3．3 三維建模機(jī)理

3．3．1 構(gòu)件建模

3．3．2 產(chǎn)品建模

3．4 三維建模案例

3．4．1 典型建筑構(gòu)件模型

3．4．2 典型施工資源模型

第4章 施工設(shè)備模擬機(jī)理

4．1 施工資源模擬范疇

4．2 施工設(shè)備模擬基本要素

4．2．1 設(shè)備三維模型

4．2．2 設(shè)備空間定位

4．2．3 設(shè)備模擬機(jī)制

4．3 施工設(shè)備構(gòu)件模擬配置

4．3．1 約束設(shè)置

4．3．2 屬性參數(shù)配置

4．4 施工設(shè)備空間操作機(jī)制

4．4．1 空間坐標(biāo)變換概述

4．4．2 設(shè)備空間操作機(jī)制

4．5 塔吊案例分析

第5章 施工過程模擬機(jī)理

5．1 施工過程模擬范疇

5．1．1 工程施工概述

5．1．2 施工模擬范疇

5．2 施工過程模擬機(jī)制

5．2．1 工作分解結(jié)構(gòu)

5．2．2 基于WBS的過程模擬機(jī)制

5．3 基礎(chǔ)模擬活動(dòng)

5．4 基礎(chǔ)活動(dòng)操作

5．5 時(shí)間線

第6章 建筑工程工期一成本優(yōu)化技術(shù)

6．1 工期一成本優(yōu)化問題

6．2 工期一成本優(yōu)化模型

6．2．1 基本假設(shè)

6．2．2 優(yōu)化模型

6．3 工期一成本優(yōu)化算法

6．3．1 優(yōu)化算法選擇

6．3．2 適應(yīng)度函數(shù)

6．3．3 染色體編碼和解碼

6．3．4 種群規(guī)模

6．3．5 選擇、交叉及變異算子

6．3．6 迭代終止原則

6．4 工期——成本優(yōu)化過程

6．5 優(yōu)化技術(shù)初步測試

第7章 虛擬施工技術(shù)功能定制、開發(fā)與測試

7．1 虛擬施工技術(shù)架構(gòu)定制

7．2 過程模塊定制與開發(fā)

7．2．1 基礎(chǔ)活動(dòng)定制與開發(fā)

7．2．2 活動(dòng)操作功能定制與開發(fā)

7．3 施工設(shè)備資源庫

7．4 虛擬施工技術(shù)功能測試

7．4．1 建筑三維建模

7．4．2 模擬功能測試

第8章 虛擬施工技術(shù)實(shí)踐方法

8．1 適用范圍

8．1．1 適用項(xiàng)目

8．1．2 適用階段

8．2 實(shí)施過程

8．2．1 確定實(shí)施目標(biāo)

8．2．2 確定實(shí)施范圍

8．2．3 制定進(jìn)度計(jì)劃

8．2．4 建立實(shí)施團(tuán)隊(duì)

8．2．5 實(shí)施流程控制

8．3 主要功能與成效

8．3．1 優(yōu)化建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)

8．3．2 優(yōu)化施工過程

8．3．3 優(yōu)化施工管理活動(dòng)

8．3．4 應(yīng)用成效

8．4 實(shí)施障礙與建議

8．4．1 實(shí)施障礙

8．4．2 實(shí)施建議

第9章 案例一：香港將軍澳體育場

9．1 項(xiàng)目簡介

9．2 三維模型建立

9．3 設(shè)計(jì)檢測分析

9．3．1 建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖突檢測

9．3．2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與BS設(shè)計(jì)沖突檢測

9．3．3 建筑設(shè)計(jì)與BS設(shè)計(jì)沖突檢測

9．3．4 觀眾臺坐席視線模擬測試

9．3．5 觀眾臺側(cè)燈柱設(shè)計(jì)檢測

9．3．6 天橋拆除臨時(shí)支撐設(shè)計(jì)檢測

9．3．7 其他三維建模分析

9．4 施工模擬分析

9．4．1 天橋拆除過程模擬

9．4．2 V形柱安裝過程模擬

9．4．3 屋頂結(jié)構(gòu)安裝過程模擬

9．5 基于虛擬施工技術(shù)的知識管理

9．5．1 設(shè)計(jì)知識管理

9．5．2 施工知識管理

9．6 應(yīng)用效果

第10章 案例二：香港屯門警察宿舍

10．1 項(xiàng)目簡介

10．2 三維模型建立

10．3 設(shè)計(jì)檢測分析

10．4 施工模擬分析

10．4．1 打樁模擬分析

10．4．2 挖土方模擬分析

10．4．3 非標(biāo)準(zhǔn)層施工過程模擬分析

10．4．4 標(biāo)準(zhǔn)層施工過程模擬分析

10．5 應(yīng)用效果

參考文獻(xiàn)

后記2100433B

周勇、姜紹杰、郭紅領(lǐng)主編的《建筑工程虛擬施工技術(shù)與實(shí)踐》提出了虛擬施工技術(shù)的概念框架，進(jìn)而系統(tǒng)闡述了其模擬機(jī)理，包括三維建模機(jī)理、施工資源模擬機(jī)理和施工過程模擬機(jī)理，并將施工資源模擬、進(jìn)度規(guī)劃模擬與施工過程模擬進(jìn)行了有效集成。同時(shí)，還提出了基于遺傳算法的工期一成本優(yōu)化模型，用于成本優(yōu)化分析；介紹了基于DELMIA平臺進(jìn)行的相關(guān)模擬功能定制、開發(fā)與測試情況。另外，本書給出了兩個(gè)應(yīng)用案例，以展示虛擬施工技術(shù)的適用性和有效性，并總結(jié)了虛擬施工技術(shù)應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)。通過相關(guān)測試和實(shí)際應(yīng)用表明，本書提出的模擬機(jī)理模型及其功能，可應(yīng)用于實(shí)際建筑工程項(xiàng)目以輔助施工過程及資源的分析、優(yōu)化與管理，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。虛擬施工技術(shù)和建筑信息模型(BIM)被認(rèn)為是建筑業(yè)發(fā)展的方向，將持續(xù)改變建筑業(yè)的傳統(tǒng)思維與工作方式，從而提高建筑業(yè)的生產(chǎn)效率。虛擬施工技術(shù)是BIM的延伸，即將BIM與模擬技術(shù)集成應(yīng)用于施工階段，為施工管理與決策提供支持。 周勇、姜紹杰、郭紅領(lǐng)主編的《建筑工程虛擬施工技術(shù)與實(shí)踐》既對虛擬施工技術(shù)理論進(jìn)行了深入、系統(tǒng)地剖析，還結(jié)合現(xiàn)有軟件平臺進(jìn)行了虛擬施工技術(shù)主要功能定制、開發(fā)與應(yīng)用，并總結(jié)了香港將軍澳體育場和香港屯門警察宿舍兩個(gè)項(xiàng)目的應(yīng)用與實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，提供了這兩個(gè)項(xiàng)目在三維模型建立、設(shè)計(jì)檢測分析、施工模擬分析、知識管理等方面的具體應(yīng)用數(shù)據(jù)。 《建筑工程虛擬施工技術(shù)與實(shí)踐》既適用于BIM及虛擬施工技術(shù)相關(guān)的科研人員與建筑業(yè)從業(yè)人員，也適用于相關(guān)軟件技術(shù)研發(fā)人員、咨詢行業(yè)人員及大中專院校學(xué)生。

《水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與實(shí)踐》(作者崔巍)共有8章，詳細(xì)介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本理論，系統(tǒng)闡述了水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)的基本流程、技術(shù)方法，論述了地形建模、地物建模和水流模擬等方面的關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合引渤濟(jì)錫長距離輸水工程，詳細(xì)闡述了其虛擬仿真系統(tǒng)的開發(fā)過程，重點(diǎn)研究了大規(guī)模三維地形地物模型構(gòu)建、大地形調(diào)度管理、實(shí)時(shí)交互與信息管理等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。

《水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與實(shí)踐》對從事數(shù)字流域、水信息學(xué)、虛擬仿真等專業(yè)的科技人員具有較高的實(shí)用價(jià)值，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀參考。

《水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與實(shí)踐》(作者崔巍)的編寫，旨在論述水利工程虛擬仿真的作用和意義，介紹相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，闡述系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)方法，研究關(guān)鍵問題的實(shí)現(xiàn)途徑，從而起到促進(jìn)水利工程虛擬技術(shù)的推廣應(yīng)用，為相關(guān)人員技術(shù)水平的提高提供支撐的作用。

前言

第1章 緒論

1．1 水利工程虛擬仿真技術(shù)概述

1．2 水利工程虛擬仿真的作用和意義

1．3 虛擬仿真技術(shù)在水利行業(yè)的應(yīng)用

1．4 存在的問題

1．5 本書研究主要內(nèi)容

參考文獻(xiàn)

第2章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

2．1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

2．2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程

2．3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征

2．4 虛擬現(xiàn)實(shí)與相關(guān)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別

2．5 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成與分類

2．6 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究狀況

2．7 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

2．8 虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)

2．9 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展方向

參考文獻(xiàn)

第3章 水利工程虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

3．1 虛擬仿真系統(tǒng)框架

3．2 虛擬場景顯示技術(shù)

3．3 虛擬場景建模技術(shù)

3．4 虛擬場景建模關(guān)鍵技術(shù)

3．5 水流水環(huán)境模擬技術(shù)

3．6 虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)軟件

參考文獻(xiàn)

第4章 引渤濟(jì)錫工程及其三維地形建模

4．1 引渤濟(jì)錫工程規(guī)劃概況

4．2 三維地形建模流程

4．3 三維地形建模規(guī)劃

4．4 源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備與加工

4．5 三維地形建模

4．6 關(guān)鍵技術(shù)問題

參考文獻(xiàn)

第5章 引渤濟(jì)錫工程三維地物建模與優(yōu)化

5．1 Geator軟件與openFlight格式

5．2 引渤濟(jì)錫調(diào)水工程三維地物模型構(gòu)建

5．3 建模優(yōu)化策略

參考文獻(xiàn)

第6章 引渤濟(jì)錫工程信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)

6．1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)比選

6．2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

6．3 基于ADO的數(shù)據(jù)庫程序開發(fā)

參考文獻(xiàn)

第7章 引渤濟(jì)錫工程虛擬仿真系統(tǒng)集成

7．1 Vega平臺及程序框架

7．2 大地形調(diào)度管理與實(shí)時(shí)渲染

7．3 基于Lynx與Vega APl的實(shí)時(shí)交互功能開發(fā)

7．4 基于MFc框架的vega程序開發(fā)

7．5 系統(tǒng)功能與重點(diǎn)場景展示

參考文獻(xiàn)

第8章 總結(jié)與展望

8．1 總結(jié)

8．2 展望

附錄

附錄A fst文件格式轉(zhuǎn)換方法

附錄B 實(shí)時(shí)交互功能部分代碼

B．1 實(shí)時(shí)定義路徑導(dǎo)航

B．2 雙通道配置及變比例尺導(dǎo)航

B．3 三維空間點(diǎn)擊查詢

本書以起重機(jī)虛擬操作系統(tǒng)的開發(fā)為例，介紹視景系統(tǒng)的建模理論和技術(shù)，以及模型驅(qū)動(dòng)理論和技術(shù)。全書主要包括三部分：第一部分系統(tǒng)地介紹了起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和安全操作規(guī)范，重點(diǎn)分析了起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性和貨物的擺動(dòng)特性；第二部分重點(diǎn)敘述了構(gòu)建起重機(jī)和工作場景三維實(shí)體模型的理論和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和場景變換的模型驅(qū)動(dòng)、碰撞檢測及碰撞響應(yīng)的理論和技術(shù)，以及提高虛擬操作系統(tǒng)的真實(shí)感和運(yùn)行速度的方法和技巧；第三部分介紹了虛擬操作系統(tǒng)應(yīng)用程序發(fā)布和系統(tǒng)測試的方法。

本書可供高等院校、科研機(jī)構(gòu)等從事機(jī)械工程、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的師生和研究人員及相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考使用。