[发明专利]基于VR和BIM的城市轨道交通车辆基地模块化施工模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于VR和BIM的城市轨道交通车辆基地模块化施工模拟方法，包括步骤：一、建立模块化数据库，101、建立模块化环境数据库，102、建立模块化基础物料数据库，103、建立模块化组装物料数据库，104、建立模块化施工机具数据库；二、构建三维施工场景模型；三、选择城市轨道交通车辆基地模块化施工模拟方式并对城市轨道交通车辆基地模块化模拟施工。本发明通过确定最优施工流程和工程进度，进而确定城市轨道交通车辆基地分项工程的施工方案，对施工过程进行动态模拟，为施工人员提供了清晰直观的学习模式，有助于施工人员发现自己理解的施工过程与最优施工过程的偏差，及时调整施工方案，有效保证车辆基地施工进度。

主权项

1.基于VR和BIM的城市轨道交通车辆基地模块化施工模拟方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、建立模块化数据库，过程如下：步骤101、建立模块化环境数据库：通过实地勘探和查询当地水文数据手册的方式，利用BIM平台，构建城市轨道交通车辆基地所处环境的模块化环境数据库，所述模块化环境数据库由自然环境模型和地质环境模型组成，所述自然环境模型包括地形、地貌、水文条件和气候条件，所述地质环境模型包括土体结构和土质；步骤102、建立模块化基础物料数据库：根据城市轨道交通车辆基地分项工程的设计需求和设计成果，利用BIM平台，以城市轨道交通车辆基地分项工程为单元构建不同城市轨道交通车辆基地分项工程施工时所用到的模块化基础物料数据库，所述模块化基础物料数据库包括基本原料；所述城市轨道交通车辆基地分项工程包括站场路基工程、房建单体工程、室外综合管线工程、站场轨道工程、附属建筑与室外环境工程；所述站场路基工程包括依次处理的地基处理施工、路堤处理施工、基床处理施工和路堑处理施工；所述房建单体工程包括依次处理的地基基础施工、房建主体结构施工、建筑装饰装修施工、屋面施工、建筑给水排水采暖施工、建筑电气施工、通风空调施工和电梯施工；所述室外综合管线工程包括依次处理的给水管道施工、排水管道施工、电缆隧道施工、电缆沟施工、电缆槽施工、压缩空气管道施工和室外电气施工；所述站场轨道工程包括依次处理的整体道床轨道施工和普通轨道施工；所述附属建筑与室外环境工程包括依次处理的路基施工、路面施工、附属建筑施工、附属广场施工和附属人行道施工；步骤103、建立模块化组装物料数据库：根据城市轨道交通车辆基地分项工程的设计需求和设计成果，利用BIM平台，以城市轨道交通车辆基地分项工程为单元构建不同城市轨道交通车辆基地分项工程施工时所用到的模块化组装物料数据库，所述模块化组装物料数据库包括城市轨道交通车辆基地分项工程施工时进行模块组装所用到的预制模块；步骤104、建立模块化施工机具数据库：根据城市轨道交通车辆基地分项工程的设计需求和设计成果，利用BIM平台，以城市轨道交通车辆基地分项工程为单元构建不同城市轨道交通车辆基地分项工程施工时所用到的模块化施工机具数据库，所述模块化施工机具数据库包括机械、仪器和工具；步骤二、构建三维施工场景模型：首先，利用BIM平台为不同城市轨道交通车辆基地分项工程设计虚拟施工人员；然后，以模块化数据库为基础，基于时间线根据不同城市轨道交通车辆基地分项工程的最优施工流程和工程进度构建三维施工场景模型，所述三维施工场景模型包括用于施工人员学习的三维施工场景漫游模型和用于施工人员实训演练的三维施工场景动态模拟模型；所述三维施工场景漫游模型构建过程为：将城市轨道交通车辆基地分项工程对应的最优施工流程和工程进度中所用到的模块化数据库通过BIM平台建模并优化，结合虚拟施工人员动态施工，导入虚拟现实设备中，在根据城市轨道交通车辆基地分项工程对应的最优施工流程和工程进度的先后顺序将所用到的模块化数据库分类，计算机控制显示器基于时间线动态播放，实时刷新三维施工场景界面，完成三维施工场景漫游模型动态模拟；所述三维施工场景动态模拟模型构建过程为：将城市轨道交通车辆基地分项工程对应的最优施工流程和工程进度中所用到的模块化数据库导入虚拟现实设备中，再根据城市轨道交通车辆基地分项工程对应的最优施工流程和工程进度的先后顺序将所用到的模块化数据库分类，通过施工人员使用虚拟现实设备调用所用到的模块化数据库实现虚拟施工人员对城市轨道交通车辆基地分项工程的动态模拟；所述虚拟现实设备包括VR眼镜和VR手柄；步骤三、选择城市轨道交通车辆基地模块化施工模拟方式并对城市轨道交通车辆基地模块化模拟施工：施工人员根据实际需求通过计算机选择施工人员学习方式或施工人员实训演练方式；当施工人员选择施工人员学习方式时，施工人员佩戴VR眼镜、手握VR手柄，选择城市轨道交通车辆基地分项工程，对所选取的城市轨道交通车辆基地分项工程对应的三维施工场景漫游模型进行浏览和体验，计算机控制显示器动态播放基于时间线的该三维施工场景漫游模型的施工画面；当施工人员选择施工人员实训演练方式时，施工人员佩戴VR眼镜、手握VR手柄，选择城市轨道交通车辆基地分项工程，利用VR手柄对所选取的城市轨道交通车辆基地分项工程对应的三维施工场景动态模拟模型进行施工过程模拟，若施工人员使用VR手柄控制虚拟施工人员调用模块化数据库顺序与该城市轨道交通车辆基地分项工程对应的最优施工流程和工程进度的先后顺序不符时，计算机提示错误操作，虚拟施工人员无法调用错误的模块化数据库；若施工人员使用VR手柄控制虚拟施工人员调用模块化数据库顺序与该城市轨道交通车辆基地分项工程对应的最优施工流程和工程进度的先后顺序相符时，虚拟施工人员调用所用到的模块化数据库顺畅无阻，实现虚拟施工人员对城市轨道交通车辆基地分项工程的动态模拟，并通过显示器显示。