[发明专利]一种航电枢纽施工动态三维可视化管理系统

说明书

技术领域

本发明属于航电枢纽施工管理领域，具体涉及一种航电枢纽施工动态三维可视化管理系 统。

背景技术

航电枢纽施工条件复杂，多家承包商同时进场，平行作业和作业面狭窄导致互相干扰， 为施工过程中的工期、质量等控制带来诸多不确定因素。同时，航电枢纽水工建筑物种类多、 其内部各部分之间既相互联系又相互制约，关系错综复杂，涉及到工程的各个方面，难以用 简单的表或数学模型来描述，开发一个交互友好的航电枢纽可视化动态管理系统，已成为提 高施工效率、解决施工决策问题的重要途径。

近年来，航电枢纽工程建设发展较快，但施工信息化、可视化程度仍然较低。从现有可 查的文献资料看，多采用数学理论方法进行航电枢纽工程施工场地布置、监管的研究，利用 最优化方法计算出最小成本或最短线路等对施工场地布置进行研究，也有从施工场地监管方 案评价的角度进行研究，但是研究成果多比较零散，没有系统化。清华大学和中建一局的张 建平、邢林涛针对建筑工程施工研究了施工现场布置和监管的问题，应用计算机图形技术， 以形象的三维实体图形表达施工进度与现场监管，以及对项目施工计划和进度实时控制管理 的办法。并分析了多层建筑物的空间利用和进度计划的协调，以及随着进度计划的推进，建 筑物场地的变化和建筑物体形的现状。钟登华等人利用GIS，应用可视化技术与计算机辅助 技术实现桥梁、大坝、隧洞施工过程的三维可视化仿真。但所讨论的问题属于工业与民用建 筑范围，它同航电枢纽工程建设具有较大区别，难以实现整个施工场景的三维可视化及水工 建筑物的施工进度管理，缺乏对工程施工进展的整体掌控。

本发明提出基4D技术航电枢纽建设动态可视化管理方法，于传统的2D模式和3D模式不 同，它是将二维图例要素、三维水工建筑物模型、施工进度与工程基本信息利用映射一一关 联，实现属性数据与空间数据的有机融合。基于GIS对施工场景进行三维可视化动态演示， 直观、形象地表达航电枢纽工程各组成部分的空间逻辑关系，并对场景目标区域进行距离测 量与面积测量，同时能够查询任意时间节点的施工进度仿真情况，对水工建筑物的建设情况 进行实体参数化仿真，并通过GIS下的空间位置监测点，监测和检查施工进度与施工安全质 量情况，及时跟踪工程的实施、协调、控制情况，按时将工程进度情况、存在的问题进行分 析调控。同时利用施工单位子系统向航电枢纽施工动态三维可视化管理系统提供施工进度数 据与工程基本信息，系统基于数据动态更新机制，科学、形象、立体地展现航电枢纽工程建 设过程中的各施工段状况，为建设管理单位提供了一个有效辅助管理手段。

发明内容

本发明针对上述不足提供一种航电枢纽施工动态三维可视化管理系统，解决了航电枢纽 工程施工进度的可视化管理且不能实时直观控制的问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种航电枢纽施工动态三维可视化管理系统，包括施工动态可视化模块、施工过程仿真 模块、施工动态监测模块、场景距离测量模块、场景面积测量模块、施工单位子系统模块6 个软件模块，所述施工动态可视化模块用于基于GIS航电枢纽工程的施工实时进度三维可视 化；所述施工过程仿真模块用于基于GIS航电枢纽工程各部分组成的三维动态建造模拟；所 述施工动态监测模块用于施工现场状况的动态分析与安全维护；所述场景距离测量模块用于 航电枢纽工程的施工场地任意两点的距离测量；所述场景面积测量模块用于航电枢纽工程的 施工场地任意封闭多边形的面积测量；所述施工单位子系统模块用于提供施工动态可视化模 块、施工过程仿真模块、施工动态监测模块的信息与整合,从而施工单位子系统模块及时、准 确反馈工程信息给施工动态三维可视化管理系统，同时施工动态三维可视化管理系统通过管 理决策向施工单位子系统下达施工指令。

所述的施工动态可视化模块是基于GIS下的数字地形与三维水工建筑物耦合模型的空间 数据和利用一对一映射准则赋予三维水工建筑物施工进度信息、工程基本信息动态展现施工 进度实时三维场景的属性数据，通过内部标识码将属性数据与空间数据一一关联，呈现复杂 施工过程中各施工单元的空间逻辑关系与内部特征，实现施工现场场景与施工进度的二、三 维联动动态演示。

所述的施工过程仿真模块是基于GIS的施工过程的动态仿真和施工信息的动态更新，通 过读取时间序列对应的模型数据及属性信息，让施工任务随施工进度向前推移，实现仿真建 模、仿真计算过程以及仿真结果的可视化。