RIM三維技術(shù)平臺構(gòu)建策劃

1、RIM三維技術(shù)平臺構(gòu)建策劃目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc509845943 1項目背景 PAGEREF _Toc509845943 h 3 HYPERLINK l _Toc509845944 2平臺總體目標(biāo) PAGEREF _Toc509845944 h 3 HYPERLINK l _Toc509845945 3RIM平臺主要建設(shè)原則 PAGEREF _Toc509845945 h 4 HYPERLINK l _Toc509845946 4RIM平臺體系構(gòu)成 PAGEREF _Toc509845946 h 4 HYPERLINK l _Toc50984

2、5947 4.1RIM平臺的組成 PAGEREF _Toc509845947 h 4 HYPERLINK l _Toc509845948 4.1.1BIM與GIS的各自應(yīng)用 PAGEREF _Toc509845948 h 4 HYPERLINK l _Toc509845949 4.1.2BIM與GIS相結(jié)合的意義 PAGEREF _Toc509845949 h 5 HYPERLINK l _Toc509845950 4.2RIM平臺體系 PAGEREF _Toc509845950 h 6 HYPERLINK l _Toc509845951 4.3Skyline6.6對BIM的支持 PAGERE

3、F _Toc509845951 h 9 HYPERLINK l _Toc509845952 4.3.1全新的BIM模型渲染模式 PAGEREF _Toc509845952 h 9 HYPERLINK l _Toc509845953 4.3.2支持FBX格式 PAGEREF _Toc509845953 h 9 HYPERLINK l _Toc509845954 4.3.3根據(jù)要素模型的顏色模式 PAGEREF _Toc509845954 h 10 HYPERLINK l _Toc509845955 4.3.4BIM屬性掛接 PAGEREF _Toc509845955 h 10 HYPERLINK

4、 l _Toc509845956 4.3.5X射線的渲染模式 PAGEREF _Toc509845956 h 10 HYPERLINK l _Toc509845957 4.3.63D空間查詢 PAGEREF _Toc509845957 h 11 HYPERLINK l _Toc509845958 4.3.7室內(nèi)和地下漫游 PAGEREF _Toc509845958 h 11 HYPERLINK l _Toc509845959 5RIM平臺部署 PAGEREF _Toc509845959 h 12 HYPERLINK l _Toc509845960 6建設(shè)模式與任務(wù)保障 PAGEREF _Toc

5、509845960 h 12 HYPERLINK l _Toc509845961 7結(jié)語 PAGEREF _Toc509845961 h 13項目背景鐵路/公路設(shè)計的本質(zhì)如果回歸到本體論認(rèn)識，就是對環(huán)境的認(rèn)識與改造。以前只有圖紙，信息量較少，且手段較少，只能靠圖板來量體裁衣；后來有了電子圖，有了CAD，底圖環(huán)境變得可以被計算機(jī)讀取了，就有了輔助設(shè)計?，F(xiàn)在面對一個更豐富更智慧的數(shù)字地球環(huán)境，如何再去塑造好一張信息量更大更豐富更直觀的“底圖”環(huán)境，讓計算機(jī)不僅僅是可以讀取，而且可以理解，可以綜合更多的信息量，可以更直觀的進(jìn)行表達(dá)，則就可以讓計算機(jī)去自動完成更多的標(biāo)準(zhǔn)化的細(xì)節(jié)設(shè)計任務(wù)。在機(jī)器人大規(guī)模

6、替代人工、大數(shù)據(jù)充斥到PM2.5的時代，眾多環(huán)境因素借助互聯(lián)網(wǎng)匯聚，傳統(tǒng)鐵/公路選線設(shè)計變得敏感而脆弱，頻繁的方案論證與調(diào)整更迫切需要新一代的自動的、智能的敏捷選線設(shè)計手段。從趨勢來看，將來的設(shè)計將會簡化為兩類問題，一是如何將各方面的信息全面融入這張底圖，讓計算機(jī)可以被理解；二是總體方案設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)庫、專家知識庫的建立。至于細(xì)節(jié)設(shè)計，多數(shù)是依靠標(biāo)準(zhǔn)與專家知識就可以讓計算機(jī)自動完成的。隨著BIM技術(shù)的出現(xiàn)，可利用BIM技術(shù)結(jié)合其他相關(guān)技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計，最終解決上述兩個問題。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息，在項目策劃、運行和維護(hù)的全生命周期過程

7、中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計團(tuán)隊以及包括建筑運營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。平臺總體目標(biāo)建立鐵路/公路全線的整體RIM平臺，實現(xiàn)由BIM到RIM的概念提升。RIM平臺提供各參與專業(yè)的可視化設(shè)計、分析決策與信息查詢。構(gòu)建一個“像發(fā)射衛(wèi)星一樣進(jìn)行鐵路設(shè)計”的鐵路可視化綜合分析決策平臺體系。最終的RIM平臺不僅要具有BIM技術(shù)在項目管理，運行和維護(hù)的功能，同時還具有三維可視化，查詢統(tǒng)計，專業(yè)分析（如土方量分析，視域分析），應(yīng)急輔助決策等應(yīng)用功能。打造一個從項目策劃，設(shè)計，運行，維護(hù)，瀏覽

8、，分析全生命周期的三維可視化平臺，建立“智慧鐵路”，為項目設(shè)計人員、施工人員、維護(hù)人員等的協(xié)同工作提供技術(shù)基礎(chǔ)，也為突發(fā)事件等提供輔助決策。RIM平臺主要建設(shè)原則提升BIM的表達(dá)力度，關(guān)注鐵路作為一個整體系統(tǒng)工程的內(nèi)容完整性、邏輯拓?fù)涞耐暾员磉_(dá)；要求平臺支持大數(shù)量吞吐能力，具備全面的LOD表達(dá)技術(shù)。平臺提供多條鐵路、公路的同平臺同場景表達(dá)能力，為構(gòu)建更智慧的交通體系提供決策分析平臺；要求大空間平臺，數(shù)字地球空間為唯一可能。提供更全面、更直觀的數(shù)字地理環(huán)境，為設(shè)計提供從電子底圖到三維實景空間設(shè)計提供更智慧的設(shè)計環(huán)境；要求兼容更豐富的地理信息數(shù)據(jù)及提供更豐富的表達(dá)能力。借助更豐富的地理信息與GI

9、S強(qiáng)大的空間分析能力，促進(jìn)各專業(yè)輔助設(shè)計大踏步向自動化設(shè)計、智能化設(shè)計前進(jìn)；要求從CAD走向GIS，選擇更具空間分析與表達(dá)優(yōu)勢的GIS平臺。RIM平臺體系構(gòu)成RIM平臺的組成BIM最初的理念是建筑信息模型，雖然技術(shù)手段與設(shè)計鐵/公路一致，但在工程設(shè)計，信息屬性以及管理方式上略有不同。鐵路/公路工程是條帶狀工程，受到地理環(huán)境、地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)因素、城市規(guī)劃等多方面的影響，目前的BIM模型設(shè)計軟件支持的空間范圍較小，無法承載海量大范圍的地形數(shù)據(jù)，也不具備對地理信息進(jìn)行分析的功能，無法滿足鐵路/公路工程設(shè)計應(yīng)用的要求。地理信息系統(tǒng)（GIS）正好從地理信息空間數(shù)據(jù)處理及分析的角度給予BIM應(yīng)用支持。GI

10、S是以測繪測量為基礎(chǔ)，以地理空間數(shù)據(jù)為對象的空間分析技術(shù)，是近幾年發(fā)展起來的對地理環(huán)境有關(guān)問題進(jìn)行分析和研究的一種空間信息管理系統(tǒng)。在“智慧地球”、“智慧城市”的概念提出后，已引起社會的廣泛關(guān)注，“智慧鐵路”的概念也已在逐步實現(xiàn)。若將BIM與GIS有效結(jié)合，建立專屬的RIM平臺，把鐵路/公路的規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工、運營維護(hù)等全壽命周期內(nèi)不同階段的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行有效集成，可為不同階段、不同需求的決策提供強(qiáng)有力的綜合性技術(shù)支持。BIM與GIS的各自應(yīng)用BIM的特點及應(yīng)用BIM在形式各異、造型復(fù)雜的大型建筑物的設(shè)計、施工、運營維護(hù)中發(fā)揮著重要作用。鐵路/公路的結(jié)構(gòu)布局看似單一，但會受地形，地質(zhì)條件等多種

11、因素的影響，所以比傳統(tǒng)的BIM模型設(shè)計起來更為復(fù)雜，要考慮的因素更多。可以說，BIM在發(fā)揮自有功能的前提下，在鐵路信息模型方面應(yīng)具有廣闊的前景。GIS的特點及應(yīng)用以管理空間數(shù)據(jù)見長的GIS，其核心的特征是對地形地貌和現(xiàn)有建筑物分布的描述。在鐵路/公路項目規(guī)劃選線、施工及運營階段沉降變形、線網(wǎng)運營管理與維護(hù)等諸多階段，針對不同的屬性數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)字存儲，建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過對多要素的綜合分析，方便快速地獲取信息，并以圖形、數(shù)字和多媒體等方式來表示結(jié)果，可以在鐵路/公路工程建設(shè)中發(fā)揮出越來越重要的作用。規(guī)劃選線設(shè)計利用三維GIS的空間分析功能，建立鐵路/公路沿線的地形、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、交通、建筑

12、物模型等，形成各類專用地圖，逼真地體現(xiàn)鐵路/公路與周邊地形地貌以及建筑的空間關(guān)系，在滿足安全邊界的前提下，對線路的所有比選方案進(jìn)行比對分析，檢驗其能否充分發(fā)揮鐵路/公路建設(shè)所帶來的開發(fā)潛力和社會效益及經(jīng)濟(jì)效益。沉降變形跟蹤若能將施工建設(shè)過程中對周邊管線、建筑物的變形沉降觀測等工作延續(xù)至運營階段將是一項事半功倍的成果。通過三維GIS模型，將重要關(guān)鍵測點延續(xù)使用，通過不同階段的數(shù)據(jù)表征，準(zhǔn)確分析原因，并為決策提供輔助支持。設(shè)施維護(hù)與運營管理由于GIS的整體性功能作用，對于覆蓋整個鐵路/公路網(wǎng)絡(luò)中大量的空間信息（如各站的地理位置、軌道線路、通信信號設(shè)備等各專業(yè)相關(guān)設(shè)備的數(shù)量、類別、地理位置分布等），

13、均可掌握其靜態(tài)和動態(tài)屬性，監(jiān)控各設(shè)備的安全運行狀態(tài)，有效管理帶有地理信息的復(fù)雜數(shù)據(jù)，制定出路網(wǎng)中基于不同線路、區(qū)域和種類設(shè)備的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為鐵路/公路運營維護(hù)的輔助決策提供具有空間信息功能的依據(jù)。BIM與GIS相結(jié)合的意義BIM和GIS都是信息模擬技術(shù)，在各自領(lǐng)域內(nèi)均可進(jìn)行多種查詢、統(tǒng)計分析、提供三維模型等功能。BIM側(cè)重于在直角坐標(biāo)系中對建筑物自身框架和內(nèi)部詳細(xì)組成的三維體現(xiàn)；GIS則可以使用任何坐標(biāo)系統(tǒng)來呈現(xiàn)出建筑物的造型、立面和外部空間等整體輪廓的三維細(xì)致描繪，在大地坐標(biāo)下的空間感具有很大的優(yōu)勢?；凇爸腔坭F路”的理念，采用GIS管理鐵路/公路線路系統(tǒng)，將BIM呈現(xiàn)的各段鐵路/公路以及車站

14、的屬性信息賦予GIS，實現(xiàn)細(xì)化的局部結(jié)構(gòu)與整體的鐵路/公路線路融合。從規(guī)劃選線階段中GIS對線網(wǎng)的外輪廓勾勒，到設(shè)計施工階段中BIM對內(nèi)部構(gòu)造組成的細(xì)致描繪；從建設(shè)時期資產(chǎn)的布局與設(shè)置，到運營期間設(shè)備的歸整與管理；從每一條線路的沉降偏移，到整個路網(wǎng)的聯(lián)動影響，無不為設(shè)計者、管理人員及決策者提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和依據(jù)。本著工程建設(shè)為運營服務(wù)的理念，將建設(shè)過程中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，包括鐵路/公路構(gòu)造信息、火車站的地理空間位置與周邊環(huán)境的關(guān)系、每類分項工程的造價指標(biāo)、物資設(shè)備的組成與分布等各類信息，均可以以數(shù)字信息的方式存儲并反映在BIM與GIS的不同屬性模塊內(nèi)。在三維可視化環(huán)境中提供一種身臨其境的

15、多維沉浸感，進(jìn)一步增強(qiáng)業(yè)務(wù)及管理人員對鐵路/公路路網(wǎng)地理空間的認(rèn)知能力，為實現(xiàn)對鐵路/公路路網(wǎng)系統(tǒng)的科學(xué)化管理提供統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)、空間信息服務(wù)，消除“信息孤島”，避免建設(shè)、運營管理過程中信息化建設(shè)的重復(fù)進(jìn)行，真正實現(xiàn)鐵路/公路信息共享。RIM平臺體系根據(jù)RIM主要建設(shè)原則，擬采用成熟的、合適的商業(yè)平臺(主要Skyline、Infraworks)作為基礎(chǔ)表達(dá)平臺后分步驟地開展面向各個專業(yè)的拓展開發(fā)。以Skyline三維為例，鐵路/公路綜合性RIM平臺軟件體系構(gòu)成如下圖所示：軟件體系建設(shè)構(gòu)成平臺建設(shè)的核心工作內(nèi)容，軟件體系規(guī)劃縱向包括線路主系統(tǒng)、簇庫及簇庫管理系統(tǒng)、可視化集成調(diào)度決策系統(tǒng)及動態(tài)電子

16、沙盤演示系統(tǒng)完整工作鏈條，及向各專業(yè)拓展的子系統(tǒng)，如站場子系統(tǒng)、橋梁子系統(tǒng)、隧道子系統(tǒng)、軌道子系統(tǒng)、地路子系統(tǒng)、設(shè)備子系統(tǒng)、房建子系統(tǒng)及環(huán)工、電改、給排水等專業(yè)綜合的布景橫向拓展等子系統(tǒng)，同時可提供測量數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)、工點BIM輸入/輸出等延伸服務(wù)支持。軟件平臺提供面向移動平臺的發(fā)布功能，可以實現(xiàn)在手機(jī)及平板電腦上的仿真瀏覽及業(yè)務(wù)操作。同時面向行業(yè)領(lǐng)域發(fā)布數(shù)字鐵路/公路產(chǎn)品，實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)全領(lǐng)域覆蓋的數(shù)字鐵路、智慧鐵路建設(shè)、運營管理全面升級。各系統(tǒng)的開發(fā)內(nèi)容、建設(shè)周期及經(jīng)費預(yù)算詳見表1。Skyline6.6對BIM的支持Skyline在即將發(fā)布的6.6新版本中對BIM的支持有了大幅提升，不僅僅能夠直

17、接加載BIM模型，同時BIM模型的相關(guān)屬性也會一并加載，并可進(jìn)行查詢分析統(tǒng)計等應(yīng)用功能。一旦發(fā)生突發(fā)事件，可在Skyline平臺中第一時間找出事發(fā)地點，并且決策人員可根據(jù)周圍環(huán)境等綜合因素進(jìn)行事故處理。全新的BIM模型渲染模式Skyline6.6對BIM模型的全新渲染方式效果如下圖所示，增強(qiáng)對模型邊界和陰影效果的渲染。模型邊界渲染和陰影效果支持FBX格式Skyline在即將發(fā)布的6.6版本，即將直接支持Autodesk公 司的FBX格式。通過CityBuilder，可以直接讀取FBX格式的BIM模式數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成優(yōu)化的3DML格式，然后加載到TerraExplorer Pro中進(jìn)行顯示。根據(jù)要

18、素模型的顏色模式Skyline6.6支持BIM模型根據(jù)要素類型的顏色模式顯示。根據(jù)要素類型的顏色模式BIM屬性掛接Skyline6.6中支持BIM模型屬性無縫掛接。BIM模型屬性查詢X射線的渲染模式Skyline6.6中可以對BIM模型進(jìn)行X射線的渲染模式顯示。正常顏色渲染模式X射線渲染透視模式3D空間查詢Skyline6.6支持對BIM模型進(jìn)行多種3D空間查詢，包括3D多邊形查詢、3D緩沖區(qū)查詢以及3D原始方式的查詢。其中3D緩沖區(qū)包括從點到球體，從線到圓柱體的緩沖區(qū)方式。室內(nèi)和地下漫游Skyline6.6支持對BIM室內(nèi)模型進(jìn)行室內(nèi)漫游和地下無縫漫游的模式。RIM平臺部署RIM平臺部署主體

19、采用集成應(yīng)用的方式進(jìn)行，以虛擬仿真工程實驗室模式進(jìn)行運作，對需要進(jìn)行會議匯報、決策、演練的項目，進(jìn)行專項的沙盤操演及現(xiàn)場變更，如下圖所示。實時操作席配備各主要站前專業(yè)人員，根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)意見實時修改相關(guān)參數(shù)進(jìn)行變更設(shè)計，自動化的建模能力能夠回放修改的三維現(xiàn)場效果，自動化的統(tǒng)計可以實時更新各項數(shù)量的變化。各專業(yè)粗粒度的變更交為實時操作席在現(xiàn)場實時完成。囊括更多專業(yè)的專業(yè)操作間具備各專業(yè)不同界面的定制專業(yè)系統(tǒng)終端，可以完成細(xì)粒度的專業(yè)設(shè)計。項目建設(shè)期間可以提供給各專業(yè)進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)的開發(fā)與聯(lián)合調(diào)試。各專業(yè)操作系統(tǒng)可同時通過局域網(wǎng)絡(luò)開放給各專業(yè)人員在辦公室進(jìn)行設(shè)計分析操作，方案數(shù)據(jù)可同步更新，也可以本地化操作，但在不啟用可視化集成調(diào)度決策系統(tǒng)的情況下，各專業(yè)模塊相互獨立，不具備更新推送機(jī)制，各專業(yè)可以通過更新或重載方案實現(xiàn)更新。短期內(nèi)可以不上全自息投影電子沙盤項目，改以寬屏投影方式進(jìn)行。建設(shè)模式與任務(wù)保障成立鐵路仿真工程實驗室作為平臺建設(shè)的主要依托單位，組建包含各專業(yè)主要技術(shù)人員在內(nèi)的RIM專業(yè)開發(fā)團(tuán)隊