为解决现有大场景三维地理信息系统(geographic information system,GIS)平台中道路建筑信息模型(building information modeling,BIM)模型与倾斜实景模型融合展示中存在的坐标基准不统一问题,提出一种道路BIM模型与倾斜实景地理坐标高...为解决现有大场景三维地理信息系统(geographic information system,GIS)平台中道路建筑信息模型(building information modeling,BIM)模型与倾斜实景模型融合展示中存在的坐标基准不统一问题,提出一种道路BIM模型与倾斜实景地理坐标高精度匹配方法。针对道路带状分布特征及道路养护需求,首先对模型进行分段处理;然后根据道路路面及资产设施模型的特征点分布设计构建一种空间距离加权的最小二乘坐标匹配参数拟合方法,重点解决各分段路面的精准接边难题。选取真实道路数据展开实验,验证该坐标匹配方法,通过所提方法可以有效解决道路模型与倾斜实景模型匹配产生偏差的问题,匹配后二者之间的精度达到毫米级,满足道路交通设施数字化管养和动态更新的需要。展开更多
传统的机器人定位导航方法在复杂建筑环境中存在精度不高、依赖传感器严重、无法有效处理动态障碍物等问题,导致其在实际应用中难以达到预期效果。为解决这些问题,引入了建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术,借助BIM...传统的机器人定位导航方法在复杂建筑环境中存在精度不高、依赖传感器严重、无法有效处理动态障碍物等问题,导致其在实际应用中难以达到预期效果。为解决这些问题,引入了建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术,借助BIM的几何和语义信息支持,在复杂环境中辅助机器人定位导航,为机器人提供更精确的环境感知和最优路径规划,减少与环境构件的碰撞风险,并提升任务执行的精准度和效率。比较论述了BIM技术在机器人定位、建图、路径规划等方面的应用现状,分析了其在建筑环境中的应用优势和挑战,并展望了未来在智能建筑和机器人智能化领域的应用前景。展开更多
为解决当前在钢结构建筑信息模型(building information modeling,BIM)与结构分析模型之间进行数据转换时存在的关键技术问题,本文在分析工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准表达方法的基础上,以ABAQUS为结构分析平台,开...为解决当前在钢结构建筑信息模型(building information modeling,BIM)与结构分析模型之间进行数据转换时存在的关键技术问题,本文在分析工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准表达方法的基础上,以ABAQUS为结构分析平台,开发了钢结构BIM模型数据转换算法,运用C#语言和Xbim工具包,实现了结构构件信息提取、构件空间位置调整和分析数据自动添加,并形成了相应的转换软件;通过钢框架结构实例分析验证了该软件的可靠性和准确性,并将其应用于安阳市游客集散中心的BIM模型转换和结构分析。结果表明,所开发的算法和软件解决了生成的结构分析模型节点不连接和人工添加分析数据工作量大等问题,实现了BIM中的钢结构设计模型或深化设计模型向ABAQUS结构分析模型数据的准确转换。与传统的在ABAQUS中直接建立结构分析模型相比,本文提出的方法能大大提高复杂钢结构的结构分析建模速度和效率。展开更多
在“三跨”输电线路张力放线施工中,一旦发生事故被牵导线可能跌落冲击下方跨越网,威胁被跨越物的安全稳定运行,因此提出一种基于激光点云与建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术的“三跨”施工跨越网动力学响应分析方...在“三跨”输电线路张力放线施工中,一旦发生事故被牵导线可能跌落冲击下方跨越网,威胁被跨越物的安全稳定运行,因此提出一种基于激光点云与建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术的“三跨”施工跨越网动力学响应分析方法。首先利用机载激光雷达采集“三跨”施工现场的三维点云数据,使用改进的布料模拟滤波算法分割得到跨越地形点云数据,使用基于点云空间维度特征与K-Means算法实现对跨越档两侧杆塔点云数据的高精度提取;其次根据提取的点云数据结合BIM技术对目标设备及施工环境进行逆向建模,通过不同地表物体的组装堆砌,并在其上搭建施工跨越网模型;最后通过模拟事故发生时导线对跨越网的冲击碰撞,探测跨越网的承载性能及其与被跨越物之间的动态净空距离。结果表明,该方法能够提前在实际施工环境中对跨越网的动力学性能进行分析,为输电线路跨越施工提供可靠的安全保障及数据支撑,具有一定的工程价值。展开更多
针对既有建筑数字化工作的资料采集难、建模规范性不足、数据核验难等问题,结合轨道交通项目特点,研究并提出既有轨道交通项目建筑信息模型(building information modeling,BIM)数据化方法。首先,结合运营运维数据需求,提出既有轨道交...针对既有建筑数字化工作的资料采集难、建模规范性不足、数据核验难等问题,结合轨道交通项目特点,研究并提出既有轨道交通项目建筑信息模型(building information modeling,BIM)数据化方法。首先,结合运营运维数据需求,提出既有轨道交通项目BIM数据化与场景应用总体框架。其次,研究制定BIM建模交付技术指引,并开发BIM构件标准库,以规范既有轨道交通项目BIM模型创建。然后,结合现场数据采集情况,采取不同方法创建既有轨道交通项目BIM模型。当图纸齐全时,以图纸为基准进行建模;当图纸缺失时,研究以现场图片、点云数据等为基础,通过构件特征识别和匹配BIM构件标准库的构件单元,辅助BIM模型创建。最后,为保障BIM模型质量,研发合标性检查工具,通过内嵌BIM标准规范自动检查BIM模型,并开展现场检查复核各专业BIM模型。目前已在深圳地铁既有运营线路项目开展BIM数据化应用,积累了BIM数字资产,可为其他城市既有运营线路BIM建设提供参考。展开更多
智能建筑是建筑技术与信息技术相结合的产物,代表了现代建筑技术发展的新趋势。BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)作为一种先进的数字化设计与管理工具,其在智能建筑设计中的应用日益广泛。本文旨在探讨BIM在智能建筑设...智能建筑是建筑技术与信息技术相结合的产物,代表了现代建筑技术发展的新趋势。BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)作为一种先进的数字化设计与管理工具,其在智能建筑设计中的应用日益广泛。本文旨在探讨BIM在智能建筑设计中的应用现状、优势、挑战及未来发展趋势,以期为智能建筑的设计与管理提供有益的参考。展开更多
针对轨道交通工程的建筑信息模型(building information modeling,BIM)建模方法不统一、信息不规范,导致BIM模型数据难以在后期有效统一应用的弊端,研究基于工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准的轨道交通BIM构件标准库。...针对轨道交通工程的建筑信息模型(building information modeling,BIM)建模方法不统一、信息不规范,导致BIM模型数据难以在后期有效统一应用的弊端,研究基于工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准的轨道交通BIM构件标准库。首先,根据轨道交通工程各专业构件的表达需求,研究构件类型、构件信息的IFC表达,以及适配IFC标准的扩展机制;其次,提出轨道交通BIM构件标准库技术框架,主要包括基础数据层、技术支撑层、应用场景层、用户层;然后,采用国家标准的分类编码方法定义轨道交通各专业BIM构件的分类编码,设计了构件信息模板,规范各专业构件的属性信息及其资源链接方式;最后,研究BIM构件模型的加解密方法,以保障轨道交通工程BIM模型数据的安全性。研究结果表明,通过搭建统一的BIM构件标准库,能够促进参建方采用标准化的BIM构件模型创建轨道交通BIM项目模型,保障BIM模型的规范性。展开更多
针对建筑机器人在施工现场获取地图信息时间长且需要规划出一条全局的、能实时避障的路径等问题,该文提出了一种应用建筑信息模型(building information model,BIM)技术建立导航地图并进行路径规划的算法。根据BIM模型中的信息对传统RR...针对建筑机器人在施工现场获取地图信息时间长且需要规划出一条全局的、能实时避障的路径等问题,该文提出了一种应用建筑信息模型(building information model,BIM)技术建立导航地图并进行路径规划的算法。根据BIM模型中的信息对传统RRT算法进行优化改进,提出了IRRT(improved rapid-exploration random tree)算法。首先将原有的固定步长改为动态步长,通过判断与目标点的远近界定步长大小,避免了节点的盲目扩张;其次,对随机采样点的生成范围进行了约束,并设置一个同时考虑目标点和随机点的权重来解决传统RRT算法中新生成点仅由随机采样点单一决定的问题;算法陷入最小值时选取随机扰动策略进行逃脱;最后在全局路径的相邻节点间使用动态窗口法进行局部避障。实验仿真结果表明IRRT算法比传统RRT算法在搜索速度上快了3倍多,平均路径比改进前减少25.56%,平均节点减少8.92%,加入动态窗口法后有效提高了机器人实时避障能力,更适合多变的室内环境使用。展开更多
以北京市四惠枢纽为研究对象,探索以数据驱动为导向满足乘客需求的枢纽动态导向标识方案评估及优化设计方法。首先,搭建KANO乘客需求模型,通过桌面实验,形成动态导向标识在内容、样式及空间位置上的优化设计方案,与四惠枢纽现有方案形...以北京市四惠枢纽为研究对象,探索以数据驱动为导向满足乘客需求的枢纽动态导向标识方案评估及优化设计方法。首先,搭建KANO乘客需求模型,通过桌面实验,形成动态导向标识在内容、样式及空间位置上的优化设计方案,与四惠枢纽现有方案形成对比。其次,基于寻路理论通过建筑信息建模(building information modeling,BIM)+虚拟现实(virtual reality,VR)仿真技术,实现人与枢纽的信息交互,提取新旧导向标识方案作用下乘客寻路过程的特征参数。最后,通过对寻路实验中主客观指标分析可知,被试在新版动态导向标识方案中寻路时间、犯错误点数及迷茫点数显著降低,且新版动态导向标识方案在内容、样式及空间位置上满意度均优于旧版。结果表明:研究搭建BIM+VR的虚拟仿真平台,形成以数据驱动为导向的枢纽动态导向标识方案综合评估及优化设计方法,为枢纽动态导向标识方案设计及合理应用提供技术与理论支撑。展开更多
文摘为解决现有大场景三维地理信息系统(geographic information system,GIS)平台中道路建筑信息模型(building information modeling,BIM)模型与倾斜实景模型融合展示中存在的坐标基准不统一问题,提出一种道路BIM模型与倾斜实景地理坐标高精度匹配方法。针对道路带状分布特征及道路养护需求,首先对模型进行分段处理;然后根据道路路面及资产设施模型的特征点分布设计构建一种空间距离加权的最小二乘坐标匹配参数拟合方法,重点解决各分段路面的精准接边难题。选取真实道路数据展开实验,验证该坐标匹配方法,通过所提方法可以有效解决道路模型与倾斜实景模型匹配产生偏差的问题,匹配后二者之间的精度达到毫米级,满足道路交通设施数字化管养和动态更新的需要。
文摘传统的机器人定位导航方法在复杂建筑环境中存在精度不高、依赖传感器严重、无法有效处理动态障碍物等问题,导致其在实际应用中难以达到预期效果。为解决这些问题,引入了建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术,借助BIM的几何和语义信息支持,在复杂环境中辅助机器人定位导航,为机器人提供更精确的环境感知和最优路径规划,减少与环境构件的碰撞风险,并提升任务执行的精准度和效率。比较论述了BIM技术在机器人定位、建图、路径规划等方面的应用现状,分析了其在建筑环境中的应用优势和挑战,并展望了未来在智能建筑和机器人智能化领域的应用前景。
文摘为解决当前在钢结构建筑信息模型(building information modeling,BIM)与结构分析模型之间进行数据转换时存在的关键技术问题,本文在分析工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准表达方法的基础上,以ABAQUS为结构分析平台,开发了钢结构BIM模型数据转换算法,运用C#语言和Xbim工具包,实现了结构构件信息提取、构件空间位置调整和分析数据自动添加,并形成了相应的转换软件;通过钢框架结构实例分析验证了该软件的可靠性和准确性,并将其应用于安阳市游客集散中心的BIM模型转换和结构分析。结果表明,所开发的算法和软件解决了生成的结构分析模型节点不连接和人工添加分析数据工作量大等问题,实现了BIM中的钢结构设计模型或深化设计模型向ABAQUS结构分析模型数据的准确转换。与传统的在ABAQUS中直接建立结构分析模型相比,本文提出的方法能大大提高复杂钢结构的结构分析建模速度和效率。
文摘在“三跨”输电线路张力放线施工中,一旦发生事故被牵导线可能跌落冲击下方跨越网,威胁被跨越物的安全稳定运行,因此提出一种基于激光点云与建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术的“三跨”施工跨越网动力学响应分析方法。首先利用机载激光雷达采集“三跨”施工现场的三维点云数据,使用改进的布料模拟滤波算法分割得到跨越地形点云数据,使用基于点云空间维度特征与K-Means算法实现对跨越档两侧杆塔点云数据的高精度提取;其次根据提取的点云数据结合BIM技术对目标设备及施工环境进行逆向建模,通过不同地表物体的组装堆砌,并在其上搭建施工跨越网模型;最后通过模拟事故发生时导线对跨越网的冲击碰撞,探测跨越网的承载性能及其与被跨越物之间的动态净空距离。结果表明,该方法能够提前在实际施工环境中对跨越网的动力学性能进行分析,为输电线路跨越施工提供可靠的安全保障及数据支撑,具有一定的工程价值。
文摘针对既有建筑数字化工作的资料采集难、建模规范性不足、数据核验难等问题,结合轨道交通项目特点,研究并提出既有轨道交通项目建筑信息模型(building information modeling,BIM)数据化方法。首先,结合运营运维数据需求,提出既有轨道交通项目BIM数据化与场景应用总体框架。其次,研究制定BIM建模交付技术指引,并开发BIM构件标准库,以规范既有轨道交通项目BIM模型创建。然后,结合现场数据采集情况,采取不同方法创建既有轨道交通项目BIM模型。当图纸齐全时,以图纸为基准进行建模;当图纸缺失时,研究以现场图片、点云数据等为基础,通过构件特征识别和匹配BIM构件标准库的构件单元,辅助BIM模型创建。最后,为保障BIM模型质量,研发合标性检查工具,通过内嵌BIM标准规范自动检查BIM模型,并开展现场检查复核各专业BIM模型。目前已在深圳地铁既有运营线路项目开展BIM数据化应用,积累了BIM数字资产,可为其他城市既有运营线路BIM建设提供参考。
文摘智能建筑是建筑技术与信息技术相结合的产物,代表了现代建筑技术发展的新趋势。BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)作为一种先进的数字化设计与管理工具,其在智能建筑设计中的应用日益广泛。本文旨在探讨BIM在智能建筑设计中的应用现状、优势、挑战及未来发展趋势,以期为智能建筑的设计与管理提供有益的参考。
文摘针对轨道交通工程的建筑信息模型(building information modeling,BIM)建模方法不统一、信息不规范,导致BIM模型数据难以在后期有效统一应用的弊端,研究基于工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准的轨道交通BIM构件标准库。首先,根据轨道交通工程各专业构件的表达需求,研究构件类型、构件信息的IFC表达,以及适配IFC标准的扩展机制;其次,提出轨道交通BIM构件标准库技术框架,主要包括基础数据层、技术支撑层、应用场景层、用户层;然后,采用国家标准的分类编码方法定义轨道交通各专业BIM构件的分类编码,设计了构件信息模板,规范各专业构件的属性信息及其资源链接方式;最后,研究BIM构件模型的加解密方法,以保障轨道交通工程BIM模型数据的安全性。研究结果表明,通过搭建统一的BIM构件标准库,能够促进参建方采用标准化的BIM构件模型创建轨道交通BIM项目模型,保障BIM模型的规范性。
文摘针对建筑机器人在施工现场获取地图信息时间长且需要规划出一条全局的、能实时避障的路径等问题,该文提出了一种应用建筑信息模型(building information model,BIM)技术建立导航地图并进行路径规划的算法。根据BIM模型中的信息对传统RRT算法进行优化改进,提出了IRRT(improved rapid-exploration random tree)算法。首先将原有的固定步长改为动态步长,通过判断与目标点的远近界定步长大小,避免了节点的盲目扩张;其次,对随机采样点的生成范围进行了约束,并设置一个同时考虑目标点和随机点的权重来解决传统RRT算法中新生成点仅由随机采样点单一决定的问题;算法陷入最小值时选取随机扰动策略进行逃脱;最后在全局路径的相邻节点间使用动态窗口法进行局部避障。实验仿真结果表明IRRT算法比传统RRT算法在搜索速度上快了3倍多,平均路径比改进前减少25.56%,平均节点减少8.92%,加入动态窗口法后有效提高了机器人实时避障能力,更适合多变的室内环境使用。
文摘以北京市四惠枢纽为研究对象,探索以数据驱动为导向满足乘客需求的枢纽动态导向标识方案评估及优化设计方法。首先,搭建KANO乘客需求模型,通过桌面实验,形成动态导向标识在内容、样式及空间位置上的优化设计方案,与四惠枢纽现有方案形成对比。其次,基于寻路理论通过建筑信息建模(building information modeling,BIM)+虚拟现实(virtual reality,VR)仿真技术,实现人与枢纽的信息交互,提取新旧导向标识方案作用下乘客寻路过程的特征参数。最后,通过对寻路实验中主客观指标分析可知,被试在新版动态导向标识方案中寻路时间、犯错误点数及迷茫点数显著降低,且新版动态导向标识方案在内容、样式及空间位置上满意度均优于旧版。结果表明:研究搭建BIM+VR的虚拟仿真平台,形成以数据驱动为导向的枢纽动态导向标识方案综合评估及优化设计方法,为枢纽动态导向标识方案设计及合理应用提供技术与理论支撑。
