4D信息模型對(duì)施工過(guò)程的影響分析

第37卷第4期 2012年8月 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版 journalofguangxiuniversity：natscied vol．37no．4 aug．2012 收稿日期：2011-12-23；修訂日期：2012-06-01 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（71172148）；住建部軟課題基金項(xiàng)目（2010-r3-18） 通訊聯(lián)系人：王雪青（1965-），女，浙江溫州人，天津大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師；e-mail：wxqtju@126．com。 文章編號(hào)：1001-7445（2012）04-0814-06 基于bim實(shí)時(shí)施工模型的4d模擬 王雪青 1 ，張康照 1 ，謝銀 2 （1.天津大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津300072；2.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海200092） 摘要：4d技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給建設(shè)項(xiàng)目帶

本研究將4d模型理論和相應(yīng)的cad技術(shù)應(yīng)用于建筑施工管理領(lǐng)域,研究新的4d++施工整體模型(4dsmm++)及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理機(jī)制。通過(guò)建筑物以及施工場(chǎng)地的3d整體模型與施工進(jìn)度計(jì)劃相鏈接,及其相關(guān)資源的信息集成,實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場(chǎng)地布置的動(dòng)態(tài)管理和優(yōu)化控制,以及整個(gè)施工過(guò)程的可視化模擬,為建筑施工領(lǐng)域探索新的管理模式和方法,提供一個(gè)新的信息管理系統(tǒng)。

建筑施工支撐系統(tǒng)倒塌在我國(guó)建筑工程施工安全事故中占很大比例,使施工支撐體系安全分析的研究得到廣泛重視。該文通過(guò)研究現(xiàn)有的支撐體系安全分析方法,針對(duì)其三維建模和對(duì)施工期連續(xù)時(shí)變特性描述和分析等方面存在的不足,引入4d(4-dimensional,四維)技術(shù)和bim(buildinginformationmodel,建筑信息模型),通過(guò)建立4d施工安全信息模型,將支撐體系與施工過(guò)程信息動(dòng)態(tài)地鏈接起來(lái),能快速建立支撐體系的3d模型,并自動(dòng)生成隨進(jìn)度變化的支撐體系安全分析模型,從而簡(jiǎn)化支撐體系的力學(xué)分析過(guò)程,提高了計(jì)算精度和效率,為支撐體系的分析計(jì)算提供了新的途徑和方法。該文還通過(guò)一個(gè)應(yīng)用實(shí)例,驗(yàn)證了將4d施工安全信息模型應(yīng)用于施工期支撐體系安全分析的可行性。

建筑信息模型——為了在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中溝通設(shè)計(jì)意圖，建筑師有時(shí)需要同時(shí)用實(shí)體模型和圖紙兩種方式，以彌補(bǔ)單一方式的不足。過(guò)去這兩種截然不同的溝通方式是分別實(shí)現(xiàn)的，但近來(lái)隨著數(shù)字模型和計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)的發(fā)展，二者的界線已逐漸被打破。

當(dāng)今世界是發(fā)展中的世界，建筑行業(yè)的發(fā)展迅速。為了解決當(dāng)前建筑工程中施工效率低下的問(wèn)題，基于ifc標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)建筑信息模型的構(gòu)建已經(jīng)成為施工中的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。因此，本文通過(guò)對(duì)建筑施工過(guò)程中各種信息分析，建立起合適的建筑信息模型，以提高建筑施工的效率問(wèn)題。

工業(yè)基礎(chǔ)類(ifc)作為各種專業(yè)應(yīng)用軟件在共享建筑模型的前提下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn),是推斷建筑性能的重要信息,但ifc還有其局限性。介紹了建筑信息模型,并基于ifc進(jìn)行了改進(jìn),通過(guò)詳細(xì)的建筑信息模型,對(duì)具體建筑設(shè)計(jì)和施工環(huán)境進(jìn)行信息處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

建筑信息模型,簡(jiǎn)稱bim.是高科技時(shí)代信息化的產(chǎn)物,具有多種信息操作功能.針對(duì)建筑工程的需求開(kāi)發(fā)出的三維立體模型,涵蓋范圍廣泛,模型系統(tǒng)分工明確.該模型具有多個(gè)信息操作流程,為整個(gè)建筑工程提供了良好的技術(shù)支持.本文對(duì)bim的建筑模型的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行更加系統(tǒng)的分析.

為了解決當(dāng)前建筑施工中信息共享問(wèn)題,基于ifc標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑施工信息組織與表達(dá)方式進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)建筑施工過(guò)程信息需求分析,建立起以bim為載體的施工統(tǒng)一信息模型;按照ifc標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑信息的定義,把施工統(tǒng)一信息模型分為過(guò)程信息模型、資源信息模型和成本信息模型;通過(guò)建立與ifc數(shù)據(jù)實(shí)體一致的類和結(jié)構(gòu)體,對(duì)ifc標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所需信息的表達(dá)方法進(jìn)行研究,進(jìn)而建立起各自的模型。提出的施工信息統(tǒng)一模型基于bim技術(shù),采用ifc標(biāo)準(zhǔn)為數(shù)據(jù)表示和交換規(guī)范,不依賴于具體的施工流程和信息管理系統(tǒng),為促進(jìn)建筑施工過(guò)程中不同專業(yè)和部門(mén)的信息共享和協(xié)作提供了支持。

從建筑信息模型特點(diǎn)出發(fā),介紹在以綠色環(huán)保為條件要求的建筑施工中,bim技術(shù)的運(yùn)用會(huì)使得節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能和保護(hù)環(huán)境會(huì)得到最大效率的發(fā)揮。

云計(jì)算是透過(guò)網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序,再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。建筑信息模型(bim)是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ),進(jìn)行建筑模型的建立。bim技術(shù)將成為建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。bim前景雖然光明但其推廣的道路卻困難重重,主要原因:一是它并未像最初設(shè)想的那樣在整個(gè)行業(yè)完成信息共享,二是它因強(qiáng)大的應(yīng)用能力對(duì)硬件要求非常高,這無(wú)疑給bim的推廣帶來(lái)了客觀上的障礙,而云能解決此問(wèn)題。

建筑信息模型(bim)技術(shù)的應(yīng)用——建筑信息模型(bim)技術(shù)的應(yīng)用

針對(duì)古建筑信息管理散亂、信息缺失、信息無(wú)法共享、缺少信息標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，建立了古建筑信息模型，實(shí)現(xiàn)信息的有效管理。首先分析古建筑全生命周期信息，然后標(biāo)準(zhǔn)化古建筑信息，最后建立古建筑構(gòu)件的信息模型。實(shí)驗(yàn)表明該方法能夠顯著提高信息管理與利用效率。

隨著既有建筑總量的不斷增多,既有結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)管理問(wèn)題越來(lái)越突出。然而,在工程實(shí)踐中,既有結(jié)構(gòu)信息的集成是困擾其運(yùn)營(yíng)管理的一大難題。利用bim技術(shù)及ifc標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)既有結(jié)構(gòu)提出了一條集成鑒定與加固信息的途徑。通過(guò)ifc標(biāo)準(zhǔn)中的屬性集擴(kuò)展的方法,在結(jié)構(gòu)與構(gòu)件層次集成基本的鑒定信息,同時(shí)參照5種常見(jiàn)的加固方法,在構(gòu)件層次集成結(jié)構(gòu)的加固信息。通過(guò)該方法集成的信息,能夠在支持ifc文件的軟件上讀入,并在此基礎(chǔ)上建立了既有結(jié)構(gòu)維護(hù)管理系統(tǒng)。工程實(shí)例應(yīng)用表明該系統(tǒng)有實(shí)用價(jià)值。

在研究近幾年迅速發(fā)展的bim主流標(biāo)準(zhǔn)——ifc標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的數(shù)據(jù)信息共享需求,對(duì)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)信息組織與表達(dá)方式進(jìn)行了研究。按照ifc標(biāo)準(zhǔn),將預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)階段的信息統(tǒng)一劃分為產(chǎn)品信息、過(guò)程信息、資源信息、成本信息和場(chǎng)地信息,并建立了基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息模型。最后,給出了應(yīng)用預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)信息模型的具體實(shí)例,研究結(jié)果表明,該生產(chǎn)信息模型能有效的提高數(shù)據(jù)信息的管理,提高協(xié)同工作效率。

bim技術(shù)利用3d建模技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將建筑工程構(gòu)建成具有6d結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)的工程數(shù)字化模型,數(shù)據(jù)粒度達(dá)到構(gòu)件級(jí)。在計(jì)算機(jī)中虛擬進(jìn)行工程項(xiàng)目的創(chuàng)建、管理、共享,從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的可視化、精細(xì)化管理?；赽im的工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成數(shù)據(jù)庫(kù),不僅自身已成為項(xiàng)目管理重要支撐和協(xié)同平臺(tái),也是項(xiàng)目管理綜合系統(tǒng)和企業(yè)級(jí)erp的關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。bim技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)可以更快捷、更方便地幫助項(xiàng)目參與方進(jìn)行協(xié)調(diào)管理,bim技術(shù)應(yīng)用的企業(yè)和項(xiàng)目將收獲巨大價(jià)值。

建筑信息模型bim軟件應(yīng)用信息 bim概念涉及的領(lǐng)域比較廣，包含建筑物從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工到運(yùn) 營(yíng)管理整個(gè)生命周期，因此每個(gè)領(lǐng)域都有與之相關(guān)的bim軟件，不知 道你關(guān)心的是按個(gè)領(lǐng)域，如果是bim建模軟件，目前主要有下圖所示 幾個(gè)軟件廠商的軟件，一般來(lái)說(shuō)根

建筑的完成需要經(jīng)歷最開(kāi)始的規(guī)劃設(shè)計(jì),然后到項(xiàng)目的正式施工,以及最后對(duì)建筑的管理過(guò)程。但建筑模型在計(jì)劃里的作用無(wú)法忽視,在建筑設(shè)計(jì)的成長(zhǎng)歷史里,建筑模型呈現(xiàn)的技能肯定了自身在建筑領(lǐng)域設(shè)計(jì)的地位。本文對(duì)建筑信息模型的發(fā)展進(jìn)行了闡述,然后對(duì)它在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用作了探究。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)快速發(fā)展，給行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新契機(jī)。目前，在工程施工中，引入了建筑信息模型，并得到了一定的應(yīng)用和發(fā)展。本文從建筑信息模型在工程中的應(yīng)用出發(fā)，對(duì)施工技術(shù)帶來(lái)的影響進(jìn)行了深入的解讀，提出了相應(yīng)的策略，以期提高信息模型的應(yīng)用程度、提高施工效率、保證施工質(zhì)量。

工程項(xiàng)目成本控制的重要性是不言而喻的,即使是房地產(chǎn)暴利時(shí)代,管理者仍然對(duì)造價(jià)成本很敏感.傳統(tǒng)的粗放式的成本管理已不合時(shí)宜,只有精細(xì)化控制才能達(dá)到成效.施工階段有很多因素會(huì)影響施工成本控制,造成成本超支的問(wèn)題,因此研究施工成本的影響因素是至關(guān)重要的.結(jié)合bim技術(shù)具備的快速、準(zhǔn)確分析特點(diǎn),就可以將影響因素輸入到建立好的虛擬模型中,定量分析成本的影響因素,這對(duì)于成本控制是非常關(guān)鍵的.

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步,施工安全已經(jīng)受到了國(guó)家和廣大人民群眾越來(lái)越多的關(guān)注。本文運(yùn)用結(jié)構(gòu)方程的思想建立了各因素與施工安全的關(guān)系模型,采用問(wèn)卷調(diào)查的方法收集數(shù)據(jù),并通過(guò)lisrel軟件分析數(shù)據(jù),驗(yàn)證各指標(biāo)體系以及結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性與合理性,根據(jù)擬合數(shù)據(jù),最終得到對(duì)數(shù)據(jù)擬合良好、結(jié)構(gòu)合理的施工安全關(guān)系模型。

引入5d技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)分類標(biāo)準(zhǔn)(industryfoundationclasses,ifc),提出了基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的大壩施工期5d進(jìn)度成本信息模型的建立方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程,研究了多維度信息模型的建立、ifc標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信息模型的表達(dá)和模型可視化顯示等關(guān)鍵技術(shù),應(yīng)用c#.net+opengl圖形引擎開(kāi)發(fā)出大壩施工期5d進(jìn)度成本信息動(dòng)態(tài)可視化管理系統(tǒng)。以某在建大壩工程為例,將大壩三維模型、施工進(jìn)度以及成本需求信息通過(guò)工程工作分解結(jié)構(gòu)(workbreakdownstructure,wbs)節(jié)點(diǎn)和施工資源有機(jī)地結(jié)合在一起,并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)耦合可視化展示,以滿足施工人員對(duì)大壩施工進(jìn)度、資源、成本全程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控的需求。

隨著既有建筑總量的不斷增多,既有結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)管理問(wèn)題越來(lái)越突出。然而,在工程實(shí)踐中,既有結(jié)構(gòu)信息的集成是困擾其運(yùn)營(yíng)管理的一大難題。利用bim技術(shù)及ifc標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)既有結(jié)構(gòu)提出了一條集成鑒定與加固信息的途徑。通過(guò)ifc標(biāo)準(zhǔn)中的屬性集擴(kuò)展的方法,在結(jié)構(gòu)與構(gòu)件層次集成基本的鑒定信息,同時(shí)參照5種常見(jiàn)的加固方法,在構(gòu)件層次集成結(jié)構(gòu)的加固信息。通過(guò)該方法集成的信息,能夠在支持ifc文件的軟件上讀入,并在此基礎(chǔ)上建立了既有結(jié)構(gòu)維護(hù)管理系統(tǒng)。工程實(shí)例應(yīng)用表明該系統(tǒng)有實(shí)用價(jià)值。