建筑施工现场可视化管理与研究

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1可视化管理概述

可视化管理是一项现代化管理技术，是借助于计算机、网络、信息、视频、管理软件等先进技术，实现施工现场的可视化监控，通过安装于施工现场的摄像头，对施工现场作业及各项施工活动进行视频采集，借助于无线视频，传送至办公室，通过视频编码器转换为数字化信号，利用网络传送至监控中心，通过视频管理系统实现统一管理。1996年，美国斯坦福大学首次提出了4D理论，并提出将其应用于建筑施工等行业领域。2000年，清华大学成功构建了4D施工管理模型。2002年，进一步构建了扩展模型，采用WBS结构对施工现场材料、进度、机具设备、人力、成本、施工现场布置进行4D动态化监控与管理，实现了施工过程的可视化。通过对施工项目进程进行跟踪与监控，将项目过程分别存储为多媒体文件，并为日后其他项目建设提供参考和依据。近些年来，面向对象技术发展速度日趋加快，可视化技术也越来越受开发设计人员的青睐，也逐步发展成为一种成熟的标准。

2构建4D可视化管理系统，实现建筑施工现场的可视化管理

本文以4DSMM++为技术依托，结合面向对象技术，构建了4D可视化管理系统，实现了建筑施工现场的可视化管理。该系统以施工现场实体3D模型库、施工现场管理数据库作为基础。其中，施工现场实体3D模型库负责提供该系统所需的所有机具、设备、设施等三维立体信息。在构建施工现场实体3D模型库时，先在AutoCAD中，对施工现场3D实体场地模型进行构建，利用转换接口，将该模型转换成相应的三角形，并将其顶点坐标存储于数据库内。将此类顶点坐标提取出来，借助于OpenGL图形系统，可以构建出施工现场3D实体。而施工现场管理数据库，可以对施工现场所有信息进行保存，如施工设备、设施位置坐标、存在的时间，施工材料需求量、施工设备的型号及位置等，是对施工现场全局的综合反映。系统管理员及用户可通过增删、修改数据库中的记录，对施工现场管理数据库进行构建，实现建筑施工现场实时规划与布局。建筑施工现场可视化管理系统实现了施工现场的3D布置、4D模拟、施工机具设施的动态化管理等功能。

2．1施工场地3D布置

施工场地3D布置，是以建筑施工方案与进度为依据，对建筑及其施工所需设施、机具、设备的现场平面与空间进行综合规划与科学布局，也是施工准备等工作的重要内容之一，也保证施工现场安全、文明作业的基础。施工场地3D布置是将施工现场所有地上、地下已有建筑、拟建建筑、管线、构筑物位置及尺寸、运输道路、机械设备、加工厂、库房、临时建筑、水电线路、安全防火设施等进行全面布置。系统所提供的现场实体3D模型库及多种辅助性设计工具，可以对建筑施工不同阶段现场的布置，如红线、围墙、运输道路、建构筑物、堆放地、搅拌站、加工场地等所有设备、设施进行规划，实现了施工现场布置的可视化。

2．2施工场地4D模拟

传统的施工平面布置图，很难全面反映施工场地布局的动态化变化，也难以表达不同施工层场地的利用情况。在施工现场布置过程中，工程师只能通过经验进行调配，加之情况复杂、考虑不周，极易引发施工现场运行的各种冲突、矛盾，甚至导致设备、设施等出现不良事故。可视化管理系统为解决该问题提供了可行的途径。系统以4D施工模型为基础，可对施工进度计划及实际进度进行动态化模拟，并能够显示任意时间场地的布局情况，并结合施工进度，对现场设施、设备变化进行动态模拟。在系统中，用户可指定某一施工时间，并显示出该时间下的施工状态，便于用户及时修改场地布置，加强施工现场的优化控制。

2．3施工机具设施的动态化管理

系统提供了施工机具设施综合管理功能，通过系统所构建的4D化场地模型及3D化设施、设备实体，可以链接至施工进度计划。用户仅需在屏幕点击场地，就可以显示该实体的名称、型号、标高等信息，也可对其进行实时修改。用户还可结合场地类别及任意时间段，对设施、设备信息进行查询，借助于图表对不同阶段设施、设备及场地分布、使用等情况进行统计、分析、输出，实现了施工机具设施的动态化管理。

3结语

本文所构建的建筑施工现场可视化管理系统，综合采用了4D－CAD、智能技术、数据库技术、虚拟技术、软件集成技术、网络技术等，不仅具有传统数字化仿真功能，还拥有可视化交互、动画展示等功能，集交互性、多维性、可视性于一体，实现了施工现场各项目内容的优化协调与综合管理。

作者：李浩 单位：重庆迈瑞城市建设投资有限责任公司