论文部分内容阅读
随着经济全球化的持续发展和“一带一路”战略规划的实施,一大批境内外港口、航道、人工岛等基础设施项目相继开工建设,疏浚工程行业得到了快速的发展。但受到行业特点和发展规模的限制,许多其他工程领域先进的关键技术手段未能应用于疏浚工程勘察设计一线。鉴于此,本文以疏浚工程勘察设计阶段所涉及的业务需求为出发点,深入研究了BIM建模与分析的关键技术方法,以面向对象技术、可视化技术和数据库技术为基础,设计开发了疏浚工程勘察设计阶段BIM建模与分析系统(TDBIM),并结合实际工程开展了应用分析研究。主要研究成果包括:(1)设计了适用于疏浚工程勘察设计阶段BIM建模与分析系统的总体结构。以SQL Server数据库表单为基础,构建了适应于TDBIM系统实现的工程信息数据库,并结合BIM技术与三维模型进行关联耦合;通过工程信息的采集及标准化、三维建模、BIM综合分析等一系列流程,集成开发了TDBIM系统的总体功能模块,并应用于实际疏浚工程的勘察设计阶段。(2)以多源勘察数据为切入点,提出了疏浚工程三维地质体信息模型的构建方法。根据水深点数据资料,建立了基于水深点凸包络线搜索的水下三维地形体模型。依据土质钻孔资料,通过NURBS技术实现了三维土质模型的“人机交互”式建模;以参数化建模思想,基于图形化编程及计算几何技术,提出并实现了基于钻孔数据的三维土质模型自动构建与动态更新方法。耦合勘察数据的三维土质模型和水下三维地形体模型共同构成了疏浚工程三维地质体信息模型,结合ADO.Net技术实现相应信息的实时增删改查。(3)提出了疏浚工程三维族构件信息模型的参数化建模方法。通过图形化编程技术与数据库技术,实现耦合参数信息的三维族构件信息模型的参数化创建与修改;特别地,提出并实现了任意底面型式的三维挖槽建模方法,通过计算机图形学技术与计算几何技术,仅需输入少量关键参数信息即可完成任意底面型式三维挖槽信息模型的快速建模。(4)提出了基于三维BIM模型的疏浚工程信息多尺度分析应用技术。在耦合信息的疏浚工程三维BIM模型的基础上,提出了多尺度疏浚工程量计算、任意剖切分析、协同设计与分析、疏浚船舶的产能预估分析等分析应用技术,为疏浚工程勘察设计阶段的多尺度分析提供了有力的技术手段。(5)基于上述理论、技术与方法,研制开发了疏浚工程勘察设计阶段BIM建模与分析系统(TDBIM)。以某疏浚工程为实例,对TDBIM系统进行了完整的应用研究,有效辅助疏浚工程设计人员在勘察设计阶段更高效地开展业务,实现BIM建模与分析一体化。