橋樑資訊管理中的三維技術及應用論文

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摘要:隨著社會的發展和科技的進步,現代化資訊技術已在各個行業都得到了應用。三維技術在橋樑資訊管理中的作用也越來越重要。橋樑工程是一個週期長和施工複雜的大型系統工程,所以橋樑建設進度需要在施工之前制定。在施工過程中,工程進度需要根據多方面的因素進行調整,同時在橋樑施工中還存在著施工技術之間的交叉作業,施工技術在橋樑施工過程中相互制約和相互聯絡。因此,這就湧現出了大批的動態施工資訊,這就需要對這些施工資訊進行管理,而採用三維技術對橋樑資訊進行管理,能使得橋樑施工效率得到提高,從而保證橋樑質量。在橋樑資訊管理中使用三維技術,可以讓橋樑資訊管理更加完善。

橋樑資訊管理中的三維技術及應用論文

關鍵詞:橋樑建設;資訊管理;三維技術;資訊化

隨著社會的飛速發展,衡量一個地區的生活水平和經濟發展水平的重要指標就是交通發展情況,而週期長、投資大和管理複雜的橋樑建設工程是重點控制的交通運輸專案。由於橋樑施工資訊管理極為複雜,加上橋樑在生活運輸中的重要性,所以要使用能夠提高專案管理質量和效率的資訊化管理技術。①隨著資訊科技和計算機網路技術的發展,橋樑施工資訊可以通過三維技術在計算機上進行全面展示。通過將現代的4D施工管理理論加入到橋樑資訊管理中。把施工資訊新增到橋樑三維模型的載體中,對橋樑的各種資料進行管理,為橋樑工程管理提供準確及時有效的資訊支援。

1橋樑資訊管理

橋樑施工成本管理、施工質量管理和施工進度管理都屬於橋樑資訊管理的內容。橋樑施工成本管理是對橋樑工程建造初期的籌備直到橋樑竣工所需要的各種花費,對橋樑成本資訊加以管理有利於減少建造成本。施工質量管理是對橋樑施工過程中施工人員的技術性和安全性以及橋樑建造質量加以管理。橋樑施工進度管理是橋樑相關的管理人員對橋樑籌備到橋樑竣工時期之間的工程狀態都有著明確的瞭解,對施工進度的管理能夠保證橋樑建設能夠在既定的時間內完成。

2橋樑資訊管理系統存在的問題

2.1傳統的橋樑資訊展現形式無法滿足當前橋樑建設需求在我國傳統橋樑施工現場中,常常使用靜態的網路圖、表格和文字的形式對橋樑建設資訊進行展示和管理。由於橋樑施工過程非常複雜,所以往往在施工過程中會出現很多的變故,在傳統的橋樑資訊管理的情況下,②需要大量的人員和時間對這些資訊進行收集、整理和加工,一旦出現錯誤,還要對各種資料進行重複的核對。傳統的橋樑資訊管理往往是採用人工傳遞的方式實現資訊交流,導致資訊的安全性不能得到有效保證,而且還需要耗費大量的人力和時間來對資訊加以審查。施工現場對橋樑建設材料等物質容易造成損害,這就導致了橋樑施工資訊的準確性和有效性難以得到保證,從而降低橋樑施工管理水平。

2.2施工管理資訊化、網路化、數值化程度低傳統資訊傳遞的時空阻礙在通訊和資訊科技的普及下大大減少。橋樑施工資訊是橋樑工程施工管理的基礎。由於只有受過專業訓練的人員才能對傳統的橋樑工程資訊的表現形學科探索式進行無障礙的解讀,所以橋樑施工資訊的傳遞受到嚴重製約。橋樑施工資訊的管理人員要想對施工資訊不受時空限制地加以準確有效的控制,就必須要準確和全面地對橋樑施工資訊進行掌握。橋樑資訊管理人員長時間以來對施工資訊管理資訊化、網路化和數字化的重要性並沒有形成很深刻的認識,仍然使用傳統的橋樑資訊管理方式,從而導致了橋樑施工中沒有廣泛應用三維技術,管理效率和質量不盡如人意。隨著資訊科技和計算機網路技術日益普及,橋樑資訊管理也開始接納並採用了三維技術。將三維技術加入到橋樑資訊管理中,提高了橋樑建設施工效率。

3三維技術的應用

3.1三維虛擬現實技術虛擬現實是基於計算機技術而產生的一種集中了微電子技術、模擬、測量與感測和計算機的虛擬環境。三維虛擬現實技術共有四個特性,分別是自主性、互動性、存在感和多感知性。在橋樑資訊管理中,三維虛擬現實技術的關鍵使用技術包括以下幾個方面:(1)通過利用CAD圖紙、掃描或者是對橋樑周邊環境進行拍照來獲取橋樑建模資料。三維虛擬現實技術建立的橋樑三維模型不僅僅是在外觀上符合真實的要求,在橋樑內部結構也符合真實的要求。(2)現實使用者和三維橋樑之間的資訊互動能夠通過計算機滑鼠和鍵盤的操作來完成,三維虛擬現實技術能夠把橋樑建設直觀地展現在我們面前。(3)橋樑動態的健康監測,可以利用三維虛擬現實技術中的資料分析和傳輸技術、資料識別和檢測技術、感測器技術來實現。橋樑資訊管理可以利用三維虛擬模擬技術構建一個具有真實感的三維世界,讓橋樑建設人員對橋樑建設有一個完整的把握。橋樑三維視覺化的基礎是基於三維的橋樑管理,目前橋樑資訊管理的.新道路就是通過三維虛擬現實技術來對橋樑資訊進行管理,這種三維技術和橋樑資訊管理相結合的手段在橋樑資訊管理中具有較強的實用價值。

3.2三維構建化模型與資料管理技術之所以橋樑資訊管理比較困難,其中一個原因就是各個組成部分的功能各不相同。利用三維技術可以把整個橋樑的不同構件進行逐個構建,然後在把這些構建拼接成一個完整意義上的橋樑。橋樑的各個部分可以通過三維構件化快速定位到三維場景中,橋樑元件結構的三維裝置模型都可以通過資料管理技術和三維構件化模型生成來實現,對橋樑元件的空間結構和三維模型都可以採用特殊的結構定義。③地圖和建築物在三維場景中的比例尺可以不相同,不同的物體在同一個三維場景中可以使用不同的比例尺。依託系統功能設計的系統資料庫不僅僅具有易於查詢、顯示、觀察和讀取等特點,而且不同使用者對模型的不同要求也能得到滿足。建築空間、裝置設施、道路和建築物的三維模型資料和現實世界都是1:1的比例,不過不同模型的比例尺是可以出現在同一個工作空間的,向量資料是實現這一要求的最好選擇。橋樑的各種非圖形資料和圖形資料都可以採用引數建模工具進行處理,進而可以轉換成三維的動態展示,然後再將相應的引數指定給用來建立特定裝置或者是建築的構建。

3.3空間資料處理與共享技術一般處理空間資料的方法,是將不同類別的資料分層分類到不同類別的空間,每一類的資訊或者是每一類的專題都存放在不同的層中。這樣在進行空間分析或者是資料維護的時候都比較方便。資料的分層是按照資料屬性來分的,每一個屬性的資料安放在每一層中,或者可以把某些具有特定作用的不同型別的資料安排在同一層中。目前對資料的管理都是將屬性資料和空間資料分開來管理的,關係型資料庫對屬性資料進行管理,屬性資料和空間資料建立連線的方式是通過唯一的內碼來連線的。這種分層管理資料的方式在剛開始時看起來具有一定的條理性,但是一旦到了使用的時候或者是仔細分析的時候就會發現這種方式建立的屬性資料和空間資料之間的連線比較弱,屬性資料和空間資料之間的聯絡很容易脫節,同時把屬性資料和空間資料分別安放在不同的系統中,很容易就造成了管理混亂和系統資源浪費。④三維技術中的地理資訊科技對這一問題提供了一系列的解決方案,主要採取的是在同一標準的資料庫中對屬性資料和空間資料進行儲存的思路,這個思路的根本就是實現空間資料域中的屬性資料的共享。近幾年來,地理資訊系統廠商在解決空間資料相關係數據轉換的方法就是採取這個思路,隨著相關研究的深入,目前空間資料之間的共享和處理已經不再困難。

3.4基於空間位置定義的資訊管理技術空間座標和空間位置的關係是通過空間資料進行表達的,空間資料對於不同物件能夠定義他們的從屬關係。帶空間屬性的應用資料就是對空間資料的管理和應用。橋樑構件的位置可以通過屬於三維技術的資訊管理技術進行三維空間的定義,以此來實現三維技術對橋樑資訊管理的作用。⑤對三維要素的資料模型,可以通過具有較高精確度的向量資料對橋樑的外部和內部的構建進行定義,這樣不僅能很好地判別圖形特徵,而且也便於對儲存空間的座標進行管理。以建築物為參照標準的三維物件,對資料的精確度的要求並不是很高,只要能夠滿足三維實體的方式表達就行。三維資料要能夠很好地結合市場主流開發系統,同時和資料庫系統也要結合在一起,並且一定要是能夠方便定義的資料。三維技術的資訊管理技術在建立三維場景上使用的是分層組織,具體是將每個場景根據三維場景層次化的特點劃分成和空間一一對應的物體,這樣對物體的控制就是對這些空間的控制和管理。

4結語

通過對橋樑資訊管理的研究,可以看出在橋樑資訊管理中使用三維技術對橋樑資訊管理有著很重要的作用。依託三維技術的建模技術,可以為橋樑的施工建設構建一個視覺化的資訊管理系統;依託三維技術對橋樑工程進行施工建設,能夠實現橋樑施工資訊和橋樑的構建資訊之間進行聯動,能夠在橋樑施工時提供準確有效的橋樑施工資訊,來幫助橋樑資訊管理人員高效工作。

註釋

①馮秋生.基於三維的橋樑管理[J].中國科技縱橫,2011(9):78-79.

②鄧厚雄,李麗.淺談CAD三維技術在鋼結構橋樑中的應用[C].2012中國鋼結構行業大會論文集,2012(4):217-220.

③陳琳.3DSMAX技術在橋樑建模中的應用[J].軟體導刊,2015.14(12):149-151.

④靳金鑫.基於三維圖形技術的橋樑數字化應用研究[D].武漢理工大學,2012(11):59-60.

⑤郭林森.基於計算機三維技術的數字化建築表現藝術的分析與研究[D].南昌大學,2006(2):113-114.