【摘 要】
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伴随着我国基础建设领域的跨越式发展,隧道工程项目的规模日趋大型化与复杂化,给隧道监测带来了新的挑战。如何实现监测数据的高效集成管理,并基于信息化技术实现实时的可视化预警成为目前亟待解决的问题。本文以典型隧道工程为研究对象,结合BIM技术在信息集成与三维可视化方面的优势,提出了基于BIM的隧道施工可视化监测预警方法,通过建立监测信息管理系统,实现监测数据的加载、管理与应用一体化,并以IFC作为监测信
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伴随着我国基础建设领域的跨越式发展,隧道工程项目的规模日趋大型化与复杂化,给隧道监测带来了新的挑战。如何实现监测数据的高效集成管理,并基于信息化技术实现实时的可视化预警成为目前亟待解决的问题。本文以典型隧道工程为研究对象,结合BIM技术在信息集成与三维可视化方面的优势,提出了基于BIM的隧道施工可视化监测预警方法,通过建立监测信息管理系统,实现监测数据的加载、管理与应用一体化,并以IFC作为监测信息表达的载体,将监测信息与模型进行集成,并实现基于BIM模型的监测预警可视化,具体的包含以下的研究内容:(1)对可视化监测预警系统的框架组成进行研究,提出监测信息集成管理的方案,并从模型层面分析了可视化监测预警系统对监测模型的需求,提出模型的监测信息表达方案与轻量化方案。提出以IFC作为监测信息表达的载体,对其可行性进行分析。(2)研究了IFC框架中传感器实体信息的描述机制以及IFC信息的扩展方法,提出基于“通用属性集+类型属性集”的Ifc Sensor实体属性标准化扩展方法,并对隧道施工监测所涉及的位移、应力和加速度等传感器的信息进行扩展。(3)提出基于数据库的监测信息管理方法,采用SQL Server建立针对于隧道施工的监测信息数据库,并通过ADO.NET与Winform技术实现了监测信息的自动加载、交互式数据查询、超限预警以及监测数据导出等的功能。(4)针对IFC文件的监测信息录入需求,开发了IFC自动化读写程序,实现从监测信息数据库中自动读取各测点最新的监测信息,并以GUID作为标识,将监测信息自动写入至IFC文件中,实现IFC监测信息的表达。同时基于Revit+Dynamo搭建了可视化系统,结合Python与Revit API实现系统中每个模块的功能。在系统中,通过选择IFC模型中的传感器构件,自动化地提取并分析对应测点的监测数据,并通过不同的颜色来显示隧道结构的健康状况,实现基于BIM模型的可视化监测预警。(5)以大横琴隧道工程项目作为案例,将本文提出的基于BIM的隧道施工可视化监测预警方法应用于隧道交叉段的施工监测,通过模型能直观判断隧道结构的安全情况,验证了文本提出方法的可行性。
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