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1可視化管理概述

可視化管理是一項現(xiàn)代化管理技術(shù)，是借助于計算機、網(wǎng)絡(luò)、信息、視頻、管理軟件等先進技術(shù)，實現(xiàn)施工現(xiàn)場的可視化監(jiān)控，通過安裝于施工現(xiàn)場的攝像頭，對施工現(xiàn)場作業(yè)及各項施工活動進行視頻采集，借助于無線視頻，傳送至辦公室，通過視頻編碼器轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號，利用網(wǎng)絡(luò)傳送至監(jiān)控中心，通過視頻管理系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一管理。1996年，美國斯坦福大學(xué)首次提出了4D理論，并提出將其應(yīng)用于建筑施工等行業(yè)領(lǐng)域。2000年，清華大學(xué)成功構(gòu)建了4D施工管理模型。2002年，進一步構(gòu)建了擴展模型，采用WBS結(jié)構(gòu)對施工現(xiàn)場材料、進度、機具設(shè)備、人力、成本、施工現(xiàn)場布置進行4D動態(tài)化監(jiān)控與管理，實現(xiàn)了施工過程的可視化。通過對施工項目進程進行跟蹤與監(jiān)控，將項目過程分別存儲為多媒體文件，并為日后其他項目建設(shè)提供參考和依據(jù)。近些年來，面向?qū)ο蠹夹g(shù)發(fā)展速度日趨加快，可視化技術(shù)也越來越受開發(fā)設(shè)計人員的青睞，也逐步發(fā)展成為一種成熟的標(biāo)準(zhǔn)。

2構(gòu)建4D可視化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場的可視化管理

本文以4DSMM++為技術(shù)依托，結(jié)合面向?qū)ο蠹夹g(shù)，構(gòu)建了4D可視化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了建筑施工現(xiàn)場的可視化管理。該系統(tǒng)以施工現(xiàn)場實體3D模型庫、施工現(xiàn)場管理數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)。其中，施工現(xiàn)場實體3D模型庫負(fù)責(zé)提供該系統(tǒng)所需的所有機具、設(shè)備、設(shè)施等三維立體信息。在構(gòu)建施工現(xiàn)場實體3D模型庫時，先在AutoCAD中，對施工現(xiàn)場3D實體場地模型進行構(gòu)建，利用轉(zhuǎn)換接口，將該模型轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的三角形，并將其頂點坐標(biāo)存儲于數(shù)據(jù)庫內(nèi)。將此類頂點坐標(biāo)提取出來，借助于OpenGL圖形系統(tǒng)，可以構(gòu)建出施工現(xiàn)場3D實體。而施工現(xiàn)場管理數(shù)據(jù)庫，可以對施工現(xiàn)場所有信息進行保存，如施工設(shè)備、設(shè)施位置坐標(biāo)、存在的時間，施工材料需求量、施工設(shè)備的型號及位置等，是對施工現(xiàn)場全局的綜合反映。系統(tǒng)管理員及用戶可通過增刪、修改數(shù)據(jù)庫中的記錄，對施工現(xiàn)場管理數(shù)據(jù)庫進行構(gòu)建，實現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場實時規(guī)劃與布局。建筑施工現(xiàn)場可視化管理系統(tǒng)實現(xiàn)了施工現(xiàn)場的3D布置、4D模擬、施工機具設(shè)施的動態(tài)化管理等功能。

2．1施工場地3D布置

施工場地3D布置，是以建筑施工方案與進度為依據(jù)，對建筑及其施工所需設(shè)施、機具、設(shè)備的現(xiàn)場平面與空間進行綜合規(guī)劃與科學(xué)布局，也是施工準(zhǔn)備等工作的重要內(nèi)容之一，也保證施工現(xiàn)場安全、文明作業(yè)的基礎(chǔ)。施工場地3D布置是將施工現(xiàn)場所有地上、地下已有建筑、擬建建筑、管線、構(gòu)筑物位置及尺寸、運輸?shù)缆贰C械設(shè)備、加工廠、庫房、臨時建筑、水電線路、安全防火設(shè)施等進行全面布置。系統(tǒng)所提供的現(xiàn)場實體3D模型庫及多種輔助性設(shè)計工具，可以對建筑施工不同階段現(xiàn)場的布置，如紅線、圍墻、運輸?shù)缆贰⒔?gòu)筑物、堆放地、攪拌站、加工場地等所有設(shè)備、設(shè)施進行規(guī)劃，實現(xiàn)了施工現(xiàn)場布置的可視化。

2．2施工場地4D模擬

傳統(tǒng)的施工平面布置圖，很難全面反映施工場地布局的動態(tài)化變化，也難以表達不同施工層場地的利用情況。在施工現(xiàn)場布置過程中，工程師只能通過經(jīng)驗進行調(diào)配，加之情況復(fù)雜、考慮不周，極易引發(fā)施工現(xiàn)場運行的各種沖突、矛盾，甚至導(dǎo)致設(shè)備、設(shè)施等出現(xiàn)不良事故。可視化管理系統(tǒng)為解決該問題提供了可行的途徑。系統(tǒng)以4D施工模型為基礎(chǔ)，可對施工進度計劃及實際進度進行動態(tài)化模擬，并能夠顯示任意時間場地的布局情況，并結(jié)合施工進度，對現(xiàn)場設(shè)施、設(shè)備變化進行動態(tài)模擬。在系統(tǒng)中，用戶可指定某一施工時間，并顯示出該時間下的施工狀態(tài)，便于用戶及時修改場地布置，加強施工現(xiàn)場的優(yōu)化控制。

2．3施工機具設(shè)施的動態(tài)化管理

系統(tǒng)提供了施工機具設(shè)施綜合管理功能，通過系統(tǒng)所構(gòu)建的4D化場地模型及3D化設(shè)施、設(shè)備實體，可以鏈接至施工進度計劃。用戶僅需在屏幕點擊場地，就可以顯示該實體的名稱、型號、標(biāo)高等信息，也可對其進行實時修改。用戶還可結(jié)合場地類別及任意時間段，對設(shè)施、設(shè)備信息進行查詢，借助于圖表對不同階段設(shè)施、設(shè)備及場地分布、使用等情況進行統(tǒng)計、分析、輸出，實現(xiàn)了施工機具設(shè)施的動態(tài)化管理。

3結(jié)語

本文所構(gòu)建的建筑施工現(xiàn)場可視化管理系統(tǒng)，綜合采用了4D－CAD、智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、虛擬技術(shù)、軟件集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，不僅具有傳統(tǒng)數(shù)字化仿真功能，還擁有可視化交互、動畫展示等功能，集交互性、多維性、可視性于一體，實現(xiàn)了施工現(xiàn)場各項目內(nèi)容的優(yōu)化協(xié)調(diào)與綜合管理。

作者：李浩 單位：重慶邁瑞城市建設(shè)投資有限責(zé)任公司