一種水電工程施工過程可視化預(yù)演系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種水電工程施工過程可視化預(yù)演系統(tǒng)，涉及水電工程施工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水電工程多處于地質(zhì)條件復(fù)雜的偏遠(yuǎn)高山和峽谷地帶，投資規(guī)模大，建設(shè)周期長(zhǎng)，各項(xiàng)施工任務(wù)之間存在復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的聯(lián)系和制約，具有一定的隨機(jī)性和不確定性。面對(duì)如此龐大的系統(tǒng)工程，工程師們無論從施工組織設(shè)計(jì)到具體的施工方案，還是從施工進(jìn)度計(jì)劃到現(xiàn)場(chǎng)施工組織管理，都必須對(duì)施工對(duì)象有總體的把握和各方面細(xì)節(jié)的了解。
[0003]近年來，水電工程施工技術(shù)發(fā)展較快，但施工信息化程度仍然偏低，工程師們目前大多借助文字和二維圖紙展開相關(guān)工作，經(jīng)常碰到以下難題:一是文字、圖紙的二維平面屬性使得編寫和閱讀施工方案效率低下，信息傳遞十分困難；二是人們大腦中難以建立工程的三維立體影像，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖不夠充分，施工方案設(shè)計(jì)疏漏導(dǎo)致的施工困難無法避免；三是施工進(jìn)度計(jì)劃?rùn)M道圖、工程形象進(jìn)度圖等材料，難以表達(dá)工程施工過程的動(dòng)態(tài)變化，只能據(jù)此做出有限的分析和判斷，缺乏對(duì)工程施工進(jìn)展的整體掌控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種水電工程施工過程可視化預(yù)演系統(tǒng)，解決長(zhǎng)期以來一直困擾工程師們的難題，即:如何在工程施工準(zhǔn)備階段，就能提前對(duì)未來關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的地形地貌、建筑物、施工手段及施工進(jìn)展情況等有充分的認(rèn)識(shí)和了解，不再僅僅依靠經(jīng)驗(yàn)來判斷，避免盲目施工。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種水電工程施工過程可視化預(yù)演系統(tǒng)，包括施工進(jìn)度模塊、數(shù)字地形模塊、3D建模模塊、可視化仿真分析模塊等4個(gè)軟件模塊，所述施工進(jìn)度模塊用于編制水電工程項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃；所述數(shù)字地形模塊用于構(gòu)建施工區(qū)原始數(shù)字地形模型；所述3D建模模塊用于構(gòu)建建筑物、施工設(shè)備、材料機(jī)具等3D模型；所述可視化仿真分析模塊用于調(diào)用施工進(jìn)度模塊、數(shù)字地形模塊、3D建模模塊的信息并整合，可視化仿真分析模塊使用同名關(guān)聯(lián)規(guī)則將施工進(jìn)度計(jì)劃與3D模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可視化仿真分析模塊使用時(shí)間軸規(guī)則驅(qū)動(dòng)3D模型搭建或拆除，實(shí)現(xiàn)水電工程施工過程預(yù)演。
[0006]所述施工進(jìn)度計(jì)劃包括施工任務(wù)、工期信息。
[0007]所述數(shù)字地形模塊按照設(shè)計(jì)輪廓線對(duì)原始數(shù)字地形模型進(jìn)行挖填處理。
[0008]所述可視化仿真分析模塊能夠兼容其它模塊中的文件格式，并分別調(diào)用施工進(jìn)度模塊目標(biāo)文件中的施工進(jìn)度計(jì)劃信息、數(shù)字地形模塊目標(biāo)文件中的數(shù)字地形信息、以及3D建模模塊目標(biāo)文件中的3D模型信息，自動(dòng)識(shí)別原始空間坐標(biāo)，對(duì)相關(guān)3D模型進(jìn)行集成和整入口 ο
[0009]所述可視化仿真分析模塊通過同名關(guān)聯(lián)規(guī)則，將施工進(jìn)度計(jì)劃中的所有任務(wù)和3D模型中的所有細(xì)分單元，進(jìn)行一對(duì)一關(guān)聯(lián)，使3D模型附帶施工任務(wù)中的工期信息，即時(shí)間屬性。
[0010]所述可視化仿真分析模塊可以對(duì)3D模型單元賦予任務(wù)類型:構(gòu)造、臨時(shí)、拆除和起始外觀狀態(tài)，通過時(shí)間軸規(guī)則讓施工任務(wù)隨工期進(jìn)度向前推進(jìn)，驅(qū)動(dòng)3D模型單元搭建或拆除，實(shí)現(xiàn)水電工程施工過程可視化預(yù)演。
[0011]該系統(tǒng)各模塊既能獨(dú)立運(yùn)行，又能協(xié)同作業(yè)，通過系統(tǒng)模塊調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃、修改數(shù)字地形模型和3D建模模塊的3D模型時(shí)，可視化預(yù)演內(nèi)容可以自動(dòng)做出相應(yīng)調(diào)整。
[0012]一種水電工程施工過程可視化預(yù)演方法，包括以下步驟:
(1)、編制水電工程項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃；構(gòu)建施工區(qū)數(shù)字地形模型；構(gòu)建建筑物、施工設(shè)備及材料機(jī)具等3D模型；
(2)、調(diào)用施工進(jìn)度計(jì)劃信息、地形和建筑物等3D模型信息，并集成整合；
(3)、使用同名關(guān)聯(lián)規(guī)則將施工進(jìn)度計(jì)劃信息與3D模型單元進(jìn)行一一關(guān)聯(lián)；
(4)、使用時(shí)間軸規(guī)則驅(qū)動(dòng)3D模型單元搭建或拆除，實(shí)現(xiàn)水電工程施工過程預(yù)演。
[0013]本發(fā)明一種水電工程施工過程可視化預(yù)演系統(tǒng)，提出“3D+時(shí)間”的表達(dá)思路，對(duì)傳統(tǒng)“2D+時(shí)間”的表達(dá)模式進(jìn)行了升級(jí)。它將空間屬性與時(shí)間屬性有機(jī)結(jié)合，通過可視化預(yù)演準(zhǔn)確、直觀表達(dá)水電工程施工過程的動(dòng)態(tài)變化，能夠查詢?nèi)我鈺r(shí)間節(jié)點(diǎn)的計(jì)劃工期形象，并通過快進(jìn)、慢放、暫停顯示建造過程的相關(guān)細(xì)節(jié)，使施工人員更容易全面獲取各種施工信息，對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行通盤的規(guī)劃和有針對(duì)性的調(diào)整。同時(shí)擴(kuò)大了參與人群，幫助人們充分領(lǐng)會(huì)施工意圖、把握施工進(jìn)展，有利于加強(qiáng)項(xiàng)目參建各方之間的溝通協(xié)調(diào)，還能作為方案比選和輔助分析手段，幫助施工人員解決各種工程問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)組成模塊連接圖；
圖2是本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種水電工程施工過程可視化預(yù)演系統(tǒng)，包括施工進(jìn)度模塊、數(shù)字地形模塊、3D建模模塊、可視化仿真分析模塊等4個(gè)軟件模塊。
[0016]本發(fā)明系統(tǒng)硬件由服務(wù)器端和本地客戶端組成，施工進(jìn)度模塊、數(shù)字地形模塊、3D建模模塊、可視化仿真分析模塊均安裝在系統(tǒng)服務(wù)器中，本地客戶端通過聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)器上的軟件模塊。施工進(jìn)度模塊、數(shù)字地形模塊、3D建模模塊、可視化仿真分析模塊依次采用的是項(xiàng)目管理軟件、三維地形處理軟件、3D建模軟件和仿真分析軟件。
[0017]所述施工進(jìn)度模塊用于編制水電工程項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃，所述施工進(jìn)度計(jì)劃主要包括施工任務(wù)、工期信息、甘特圖、網(wǎng)絡(luò)圖等。
[0018]所述數(shù)字地形模塊用于構(gòu)建施工區(qū)原始數(shù)字地形模型，所述數(shù)字地形模塊按照設(shè)計(jì)輪廓線對(duì)原始數(shù)字地形模型進(jìn)行挖填處理。通過數(shù)字地形模塊組合一系列擁有空間三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)的離散點(diǎn)，創(chuàng)建施工區(qū)原始數(shù)字地形模型。地形表面采用具有三維空間屬性的不規(guī)則三角網(wǎng)曲面來描述，在3D模式下進(jìn)行基坑和邊坡開挖、場(chǎng)地平整、道路填筑等，通過修改三角網(wǎng)曲面來實(shí)現(xiàn)數(shù)字地形模型的挖填處理。
[0019]數(shù)字地形模型又稱數(shù)字高程模型。即在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，以密集的地形模型點(diǎn)的坐標(biāo)X、Y、Z表達(dá)地面形態(tài)。數(shù)字地形模型主要用于描述地面起伏狀況，可以用于提取各種地形參數(shù)，如坡度、坡向、粗糙度等，并進(jìn)行通視分析、流域結(jié)構(gòu)生成等應(yīng)用分析。數(shù)字地形模型可以有多種表達(dá)方法，包括網(wǎng)格、等尚線、二角網(wǎng)等。
[0020]通過3D建模模塊采用實(shí)體建模、特征實(shí)體建模、參數(shù)化實(shí)體建模等方法構(gòu)建建筑物、施工設(shè)備、材料機(jī)具等3D模型。
[0021](1)、實(shí)體建模:混凝土重力壩、土石壩采用實(shí)體建模方法。施工輔助企業(yè)、混凝土大型施工設(shè)備等一般不作為統(tǒng)計(jì)和分析的工程對(duì)象，沒有固定的尺寸和位置，主要強(qiáng)調(diào)表現(xiàn)力和外觀效果，因此大多采用簡(jiǎn)化模型或直接裝配系統(tǒng)內(nèi)置的三維素材。
[0022](2)、特征實(shí)體建模:導(dǎo)流洞、泄洪洞、放空洞等洞室類建筑物，斷面形式為圓形、城門洞形，總體結(jié)構(gòu)分斜直段、彎曲段、漸變段等，采用特征實(shí)體建模。
[0023](3)、參數(shù)化實(shí)體建模:雙曲拱壩、廠房、進(jìn)水口、鋼蝸殼、機(jī)電系統(tǒng)等實(shí)物在不同的水電工程中尺寸大小有別，但形狀基本類似，屬于常用模型，采用參數(shù)化實(shí)體建模。
[0024]所述可視化仿真分析模塊用于調(diào)用施工進(jìn)度模塊、數(shù)字地形模塊、3D建模模塊的信息并整合，可視化仿真分析模塊使用同名關(guān)聯(lián)規(guī)則將施工進(jìn)度計(jì)劃與3D模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可視化仿真分析模塊使用時(shí)間軸規(guī)則驅(qū)動(dòng)3D模型搭建或拆除，實(shí)現(xiàn)水電工程施工過程預(yù)演。