CN110096814A - 一种基于bim模型的数字化桥梁施工系统 - Google Patents

一种基于bim模型的数字化桥梁施工系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及工程项目管理技术领域，尤其是一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，包括模型建立模块，其用于桥梁BIM三维模型的建立，并能够建立桥梁周边地形模型及将BIM三维模型划分为多个板件模型，板件模型照加工工艺要求分解为多个零件模型；信息共享平台，其用于工程人员之间的信息共享；工程操作终端，其用于零件工序的制定、零件成型方法的提供、拼装的仿真及误差的检查；施工信息显示终端，其用于施工人员工艺信息及拼装信息的获取。本发明提供一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，能够快速对板件进行排布，有效减少材料的损耗，而且能够提高施工人员在桥梁建设上的质量及效率。

Description

一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统
技术领域
本发明涉及工程项目管理技术领域，尤其是一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统。
背景技术
建筑工程项目管理是一项复杂的系统性工作，尤其对于规模性项目，包括进程控制、人员信息控制、经费预算控制等等。建筑信息模型(Building Information System，BIM)是由Autodesk公司于2002年提出，在建筑领域广泛应用的建筑信息化工具。建筑信息模型以3D数字技术为基础，继承了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。一个完整的建筑信息模型，能够关联建筑项目生命周期不同阶段(设计、建造、运营)的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方普遍使用。
随着我国经济的发展,对钢结构产品的需求量越来越大,特别是国家推行工程建筑工业化以来，我国钢结构桥梁的数量越来越多，由于钢结构桥梁排料较为复杂且需要耗费时间较长，目前钢结构桥梁的钢构件排料主要是通过人工手动排版的方式进行，这种方式不仅耗时长，还需花费较多的人力，对排料经验也有很高的要求，也不能有效减少材料的浪费。由于桥梁施工的难度大，而且根据周边地形的不同桥梁工艺及拼接具有差异，施工人员容易在桥梁工艺上及拼接上出现问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，能够快速对板件进行排布，有效减少材料的损耗，而且能够提高施工人员在桥梁建设上的质量及效率。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，包括模型建立模块、信息共享平台、工程操作终端及施工信息显示终端，
所述模型建立模块包括BIM模型建立子模块及板件分解子模块，所述BIM模型建立子模块用于通过建模软件对桥梁的BIM三维模型进行等比例编辑建立，并且能够建立桥梁周边地形模型及将BIM三维模型划分为多个板件模型；所述板件分解子模块用于将所述板件模型按照加工工艺要求分解为多个零件模型；
所述信息共享平台通过数据库服务器与所述模型建立模块进行数据的传输，并用于所述BIM模型建立子模块与所述板件分解子模块的结合，以生成三维仿真桥梁模型；
所述工程操作终端包括零件制作方案模块、零件成型模块、拼装仿真模块及误差检查模块，
所述零件制作方案模块包括虚拟零件生成子模块、加工工艺导入子模块及排布优化子模块，所述虚拟零件生成子模块用于将所述板件分解子模块的零件模型转换为二维零件图形，并能够将所述二维零件图形进行批量导出；所述加工工艺导入子模块用于所述虚拟零件生成子模块中二维零件图形的工艺标注，并通过所述板件分解子模块导入至所述信息共享平台对应的零件模型中；所述排布优化子模块通过所述BIM模型建立子模块、所述虚拟零件生成子模块及所述加工工艺导入子模块的数据，将获得的所述板件模型的尺寸、所述二维零件图形的尺寸及零件的工艺信息通过NGSA算法获得零件的排布方案，所述排布优化子模块的排布方案能够发送到所述信息共享平台对应的板件模型中；
所述零件成型模块用于所述排布优化子模块中排布方案的获取，并根据所获取的方案进行零件的制作，并将制得的零件扭曲成型；
所述拼装仿真模块用于将所述板件分解子模块中零件模型及所述BIM模型建立子模块中板件模型与地形模型通过仿真软件模拟零件模型拼装的过程，并能够将确定后的拼装方案作用在所述信息共享平台对应的板件模型中；
所述误差检查模块用于板件节段拼装后的误差检查，所述误差检查模块采用激光雷达扫描节段拼装后的板件，并将激光雷达扫描获得的数据与所述BIM模型建立子模块进行比较匹配，以获得加工误差；
所述施工信息显示终端包括加工工艺信息显示模块及拼装信息显示模块，所述加工工艺信息显示模块用于通过在所述信息共享平台的零件模型中获得所述加工工艺导入子模块对应零件模型的加工工艺信息；所述拼装信息显示模块用于在所述信息共享平台中对所述拼装仿真模块数据及所述BIM模型建立子模块数据的获取，并能够将所述拼装仿真模块的仿真过程转化为动画视频格式。
进一步地，所述零件成型模块包括板件切割子模块及零件制作子模块，所述板件切割子模块用于获取所述排布优化子模块的数据，所述板件切割子模块能够将排布方案转化为离散数字信息代码，通过离散数字信息代码进行板件的自动化加工，并将加工后的板件切割成零件；所述零件制作子模块用于胎架的控制，并能够将所述板件切割子模块的零件扭曲成型。
进一步地，还包括工艺要求获取模块，所述工艺要求获取模块用于工艺规范标准相关文档的录入，并储存至所述数据库服务器中；所述加工工艺导入子模块能够将所述板件分解子模块零件模型及所述BIM模型建立子模块中板件模型与地形模型的数据与所述工艺要求获取模块的数据进行分析匹配，以获得与零件模型相关的工艺标准信息，并将零件模型相关的工艺标准信息发送到所述信息共享平台对应的零件模型中。
进一步地，还包括材料费用获取模块，所述材料费用获取模块用于获取建筑材料价格查询平台网站的数据，所述排布优化子模块能够将所获得的排布方案按照材料种类进行分类及数量统计，所述排布优化子模块能够根据材料种类通过抽取算法在所述材料费用获取模块获得对应材料的价格，并通过所用材料的数量计算出费用。
进一步地，所述工程操作终端还包括图表生成模块，所述图表生成模块用于所述排布优化子模块的数据与实际用料费用的数据图表的生成，以获得计划用料费用与实际用料费用的差别。
进一步地，所述施工信息显示终端还包括拼装虚拟模块，所述拼装虚拟模块包括虚拟场景子模块及虚拟拼装操作子模块，所述虚拟场景子模块用于通过所述板件分解子模块及所述拼装仿真模块的数据，对所述板件分解子模块的每一所述零件模型及所述BIM模型建立子模块中的板件模型采用虚拟软件建立桥梁虚拟场景及拼装过程虚拟视频；所述虚拟拼装操作子模块用于在所述虚拟场景子模块中通过VR穿戴设备真实模拟拼装的操作。
进一步地，所述误差检查模块还用于通过所述BIM模型建立子模块的数据获得桥梁结构、板件位置及地理位置信息为不同的板件设置不同的误差预警值，当所述激光雷达扫描获得的误差数据大于对应板件的误差预警值时，所述信息共享平台中对应的板件以闪烁提醒。
进一步地，所述施工信息显示终端还包括误差警示模块，所述误差警示模块用于通过手机终端接收所述信息共享平台中所述误差检查模块的误差信息。
进一步地，还包括施工安全信息获取模块，所述施工安全信息获取模块用于通过文档的方式将施工安全的资料进行录入，并储存在所述数据库服务器；所述施工信息显示终端还包括施工安全信息显示模块，所述施工安全信息显示模块用于通过查找算法在所述施工安全信息获取模块中获取与所述加工工艺导入子模块及所述零件成型模块中零件加工、零件拼装及板件拼装相关的施工安全信息，并作用在所述信息共享平台。
进一步地，在所述信息共享平台中选择板件模型及零件模型，能够获得与零件模型及板件模型对应的工艺信息及拼装信息。
本发明的有益效果是：
1.通过BIM模型建立子模块与板件分解子模块的结合生成三维仿真桥梁模型，能够将桥梁的结构及周边地形进行模拟，并且通过将BIM模型建立子模块的板件模型按照加工工艺要求分解为多个零件模型，便于后序零件加工信息的导入及加工工艺的查看；在信息共享平台作用下，实现工程操作终端与施工信息显示终端的信息互交，便于管理人员与施工人员信息的及时获取；虚拟零件生成子模块能够将零件模型的三维曲面转换为二维零件图形，能够有效避免近似处理的偏差；排布优化子模块根据板件分解子模块、虚拟零件生成子模块及加工工艺导入子模块的数据，通过NGSA算法获得零件的排布方案，能够自动优化材料利用，节省了材料的用量，减少了废料的产生；通过拼装仿真模块对零件及板件进行拼装模拟，在模拟的过程中随时调整拼装方案，避免各个板件之间的拼装干涉及出现间隙；施工人员能够通过在信息共享平台中的加工工艺信息显示模块拼装信息显示模块获得零件工艺及拼装的协助信息，有效减少桥梁建设过程中出现工艺顺序错乱及拼装出错的情况，而且通过将拼装仿真模块的仿真过程转化为动画视频格式，使得施工人员能够直观地掌握拼装流程，提供施工效率及质量。
2.在误差检查模块的作用下，能够在拼装完成后使用激光雷达扫描进行逆向建模与BIM模型建立子模块匹配，检查加工误差；并且误差检查模块通过BIM模型建立子模块及的数据获得桥梁结构、板件位置及地理位置信息为不同的板件设置不同的误差预警值，通过误差预警值与激光雷达扫描获得的实际误差数据进行比较，从而能够准确判断拼装的误差是否属于预警值范围内；当激光雷达扫描获得的误差数据大于对应板件的误差预警值时，信息共享平台中对应的板件以闪烁提醒，使管理人员能够及时作出处理，同时施工人员通过误差警示模块接收信息共享平台中误差检查模块的误差信息，施工人员停止拼装的操作，避免拼装误差影响后序的安全，提高信息传递的及时性。
3.在材料费用获取模块的作用下，能够获得最新建筑材料价格信息，排布优化子模块根据材料种类在通过抽取算法在材料费用获取模块获得对应材料的价格，并且计算出所需的费用，便于管理人员对桥梁的建设费用进行预算；通过图表生成模块将计划用料费用与实际用料费用进行对比，能够使得管理人员实时获得计划用料费用与实际用料费用的差别，便于对后序桥梁建设的安排，而且采用图表的形式显示，能够直观地获得关键数据。
附图说明
图1是本发明一较佳实施方式的基于BIM模型的数字化桥梁施工系统的结构框图。
图中，1-模型建立模块，11-BIM模型建立子模块，12-板件分解子模块，21-工艺要求获取模块，22-材料费用获取模块，23-施工安全信息获取模块，3-信息共享平台，31-数据库服务器，4-工程操作终端，41-零件制作方案模块，411-虚拟零件生成子模块，412-加工工艺导入子模块，413-排布优化子模块，42-零件成型模块，421-板件切割子模块，422-零件制作子模块，43-拼装仿真模块，44-误差检查模块，45-图表生成模块，5-施工信息显示终端，51-加工工艺信息显示模块，52-拼装信息显示模块，53-拼装虚拟模块，531-虚拟场景子模块，532-虚拟拼装操作子模块，54-误差警示模块，55-施工安全信息显示模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，本发明一较佳实施方式的基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，括模型建立模块1、工艺要求获取模块21、材料费用获取模块22、施工安全信息获取模块23，信息共享平台3、工程操作终端4及施工信息显示终端5。
模型建立模块1包括BIM模型建立子模块11及板件分解子模块12。
BIM模型建立子模块11用于通过建模软件对桥梁的BIM三维模型进行等比例编辑建立，并且能够建立桥梁周边地形模型及将BIM三维模型划分为多个板件模型。
板件分解子模块12用于将板件模型按照加工工艺要求分解为多个零件模型；
信息共享平台3通过数据库服务器31与模型建立模块1进行数据的传输，并用于BIM模型建立子模块11及板件分解子模块12的结合，生成三维仿真桥梁模型。
在本实施例中，通过BIM模型建立子模块11与板件分解子模块12的结合生成三维仿真桥梁模型，能够将桥梁的结构及周边地形进行模拟，并且通过将BIM模型建立子模块11的板件模型按照加工工艺要求分解为多个零件模型，便于后序零件加工信息的导入及加工工艺的查看。信息共享平台3作用下，实现工程操作终端4与施工信息显示终端5的信息互交，便于管理人员与施工人员信息的及时获取。
工程操作终端4包括零件制作方案模块41、零件成型模块42、拼装仿真模块43及误差检查模块44。
零件制作方案模块41包括虚拟零件生成子模块411、加工工艺导入子模块412及排布优化子模块413。
虚拟零件生成子模块411用于将板件分解子模块12的零件模型转换为二维零件图形，并能够将二维零件图形进行批量导出。虚拟零件生成子模块411能够将零件模型的三维曲面转换为二维零件图形，能够有效避免近似处理的偏差，从而获得尺寸准确的零件模型尺寸。通过批量导出二维零件图形，能够较少管理人员的工作量。
加工工艺导入子模块412用于虚拟零件生成子模块411中二维零件图形的工艺标注，并通过板件分解子模块12导入至信息共享平台3对应的零件模型中。
在本实施例中，工艺要求获取模块21用于工艺规范标准相关文档的录入，并储存至数据库服务器31中。加工工艺导入子模块412能够将板件分解子模块12零件模型及BIM模型建立子模块11中板件模型与地形模型的数据与工艺要求获取模块21的数据进行分析匹配，以获得与零件模型相关的工艺标准信息，并将零件模型相关的工艺标准信息发送到信息共享平台3对应的零件模型中。管理人员能够通过信息共享平台3选择零件模型，以获得与该零件模型相关的工艺规范标准信息，便于管理人员对二维零件图形的工艺标注，提高了零件构件工艺可靠性。
排布优化子模块413通过BIM模型建立子模块11、虚拟零件生成子模块411及加工工艺导入子模块412的数据，将获得的板件模型的尺寸、二维零件图形的尺寸及零件的工艺信息通过NGSA算法获得零件的排布方案，排布优化子模块413的排布方案能够发送到信息共享平台3对应的板件模型中。在排布优化子模块413的作用下能够自动优化板件利用，节省了材料的用量，减少了废料的产生。
在本实施例中，材料费用获取模块22用于获取建筑材料价格查询平台网站的数据，排布优化子模块413能够将所获得的排布方案按照材料种类进行分类及数量统计，排布优化子模块413能够根据材料种类通过抽取算法在材料费用获取模块22获得对应材料的价格，并通过所用材料的数量计算出费用。图表生成模块45用于排布优化子模块413的数据与实际用料费用的数据图表的生成，以获得计划用料费用与实际用料费用的差别。通过图表生成模块45将计划用料费用与实际用料费用进行对比，能够使得管理人员实时获得计划用料费用与实际用料费用的差别，便于对后序桥梁建设的安排，而且采用图表的形式显示，能够直观地获得关键数据。
零件成型模块42用于排布优化子模块413中排布方案的获取，并根据所获取的方案进行零件的制作，并将制得的零件扭曲成型。零件成型模块42包括板件切割子模块421及零件制作子模块422。
板件切割子模块421用于获取排布优化子模块413的数据，板件切割子模块421能够将排布方案转化为离散数字信息代码，通过离散数字信息代码进行板件的自动化加工，并将加工后的板件切割成零件。零件制作子模块422用于胎架的控制，并能够将板件切割子模块421的零件扭曲成型。板件制作人员能够通过板件切割子模块421将板件的自动加工成零件，提高切割零件的精度，减少后序工序所形成的误差。在本实施例中，板件制作人员能够根据施工人员制作出的材料通过板件切割子模块421制作成零件，并将零件扭曲成型。
拼装仿真模块43用于将板件分解子模块12中零件模型及BIM模型建立子模块11中板件模型与地形模型通过仿真软件模拟零件模型拼装的过程，并能够将确定后的拼装方案作用在信息共享平台3对应的板件模型中。在本实施例中，采用CATIA软件对板件分解子模块12中零件模型及BIM模型建立子模块11中板件模型与地形模型进行仿真，由于地形会对板件的拼装造成影响，通过在拼装仿真模块43加入地形的仿真，能够真实地对本桥梁的拼装进行仿真，减少仿真拼装与实际拼装的误差。
误差检查模块44用于板件节段拼装后的误差检查，误差检查模块44采用激光雷达扫描节段拼装后的板件，并将激光雷达扫描获得的数据与BIM模型建立子模块11进行比较匹配，以获得加工误差。通过拼装仿真模块对板块逆向拼装模拟，在模拟的过程中随时调整拼装方案，避免各个板件之间的拼装干涉及出现间隙。
施工信息显示终端5包括加工工艺信息显示模块51、拼装信息显示模块52、拼装虚拟模块53、误差警示模块54，在本实施例中，加工工艺信息显示模块51、拼装信息显示模块52及误差警示模块54能够通过智能手机进行信息的获取。
加工工艺信息显示模块51用于通过在信息共享平台3的零件模型中获得加工工艺导入子模块412对应零件模型的加工工艺信息。施工人员能够通过信息共享平台3获得加工工艺信息显示模块51中对应零件模型的加工工艺信息，使得施工人员遇到不清楚的加工工艺时能够及时通过加工工艺信息显示模块51获取零件模型的加工工艺信息，提高了零件制作工艺。
拼装信息显示模块52用于在信息共享平台3中对拼装仿真模块43数据及BIM模型建立子模块11数据的获取，并能够将拼装仿真模块43的仿真过程转化为动画视频格式。施工人员能够通过信息共享平台3获得拼装信息显示模块52中对应板件模型的拼装视频，使得施工人员遇到不清楚的拼装板件时能够及时通过拼装信息显示模块52获取板件模型的拼装流程，防止因拼装错误而出现异常误差。
拼装虚拟模块53包括虚拟场景子模块531及虚拟拼装操作子模块532。
虚拟场景子模块531用于通过板件分解子模块12及拼装仿真模块43的数据，对BIM模型建立子模块11的每一板件模型采用虚拟软件建立桥梁虚拟场景及拼装过程虚拟视频。通过身临其境的方式，使施工人员获得拼装的流程，有效提高施工人员的学习效率。
虚拟拼装操作子模块532用于在虚拟场景子模块531中通过VR穿戴设备真实模拟拼装的操作。施工人员通过使用VR穿戴设备真实模拟施拼装的操作，能够提高施工人员对拼装的熟练度，并且能够针对拼装过程出现的问题及时进行解决，避免在真实拼装中出现重大过错。
在本实施例中，施工安全信息获取模块23用于通过文档的方式将施工安全的资料进行录入，并储存在数据库服务器31。施工信息显示终端5还包括施工安全信息显示模块55，施工安全信息显示模块55用于通过查找算法在施工安全信息获取模块23中获取与加工工艺导入子模块412及零件成型模块42中零件加工、零件拼装及板件拼装相关的施工安全信息，并作用在信息共享平台3。在施工安全信息显示模块55的作用下，能够使施工人员获取对应施零件加工、零件拼装及板件拼装容易出现的安全问题，有效地提高施工人员的安全意识，自觉遵守安全规章，避免意外的发生。
在本实施例中，误差检查模块44还用于通过BIM模型建立子模块11的数据获得桥梁结构、板件位置及地理位置信息为不同的板件设置不同的误差预警值，当激光雷达扫描获得的误差数据大于对应板件的误差预警值时，信息共享平台3中对应的板件以闪烁提醒。
施工信息显示终端5还包括误差警示模块54，误差警示模块54用于通过手机终端接收信息共享平台3中误差检查模块44的误差信息。
由于桥梁结构、板件位置及地理位置的不同，所允许的误差范围也不相同，本实施例通过为不同的板件设置不同的误差预警值，能够提高误差判断的准确度。当激光雷达扫描获得的误差数据大于对应板件的误差预警值时，信息共享平台3中对应的板件以闪烁提醒，使管理人员能够及时作出处理，同时施工人员通过误差警示模块54接收信息共享平台3中误差警示模块54的误差信息，施工人员停止拼装的操作，避免拼装误差影响后序的安全，提高信息传递的及时性。
在信息共享平台3中选择板件模型及零件模型，能够获得与零件模型及板件模型对应的工艺信息及拼装信息。管理人员及施工人员分别通过工程操作终端4及施工信息显示终端5中选择信息共享平台3的板件模型及零件能够对桥梁信息的获取，便于施工过程中信息的共享。
本发明的基于BIM模型的数字化桥梁施工系统的使用步骤为：
S1.BIM模型建立子模块11中，通过建模软件对桥梁的BIM三维模型进行等比例编辑建立，并且建立桥梁周边地形模型及将BIM三维模型划分为多个板件模型；通过板件分解子模块12将板件模型按照加工工艺要求分解为多个零件模型；在信息共享平台3中将BIM模型建立子模块11与板件分解子模块12的结合，生成三维仿真桥梁模型。
S2.管理人员在工程操作终端4中，通过拼装仿真模块43将板件分解子模块12中零件模型及BIM模型建立子模块11板件模型和地形模型通过仿真软件模拟零件模型拼装的过程，并将确定后的拼装方案作用在信息共享平台3对应的板件模型中。
S3.通过虚拟零件生成子模块411将BIM模型建立子模块11的零件模型转换为二维零件图形，并能够将二维零件图形进行批量导出；使用加工工艺导入子模块412对虚拟零件生成子模块411的二维零件图形进行工艺标注，并导入至信息共享平台3对应的零件模型中；利用排布优化子模块413通过NGSA算法对零件进行排布并获得排布方案，排布优化子模块413将排布方案发送到信息共享平台3对应的板件模型中。
S4.施工人员在信息共享平台3中根据加工工艺信息显示模块51对板件材料进行制作。
S5.零件制作人员将获得的板件通过板件切割子模块421及零件制作子模块422的设备制作出零件并对零件扭曲成型。
S6.施工人员在虚拟场景子模块531中对拼装虚拟视频进行观看，并通过VR穿戴设备在虚拟拼装操作子模块532真实模拟拼装的操作。
S7.施工人员在信息共享平台3中根据拼装信息显示模块52对零件进行拼装。
S8.当板件节段拼装后，在误差检查模块44采用激光雷达扫描节段拼装后的板件，并将激光雷达扫描获得的数据与BIM模型建立子模块11进行比较匹配，以获得加工误差；当激光雷达扫描获得的误差数据大于对应板件的误差预警值时，信息共享平台3中对应的板件以闪烁提醒，使管理人员能够及时作出处理，同时施工人员通过误差警示模块54接收信息共享平台3中误差警示模块54的误差信息，施工人员停止拼装的操作。

Claims (10)

1.一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于，包括模型建立模块(1)、信息共享平台(3)、工程操作终端(4)及施工信息显示终端(5)，
所述模型建立模块(1)包括BIM模型建立子模块(11)及板件分解子模块(12)，所述BIM模型建立子模块(11)用于通过建模软件对桥梁的BIM三维模型进行等比例编辑建立，并且能够建立桥梁周边地形模型及将BIM三维模型划分为多个板件模型；所述板件分解子模块(12)用于将所述板件模型按照加工工艺要求分解为多个零件模型；
所述信息共享平台(3)通过数据库服务器(31)与所述模型建立模块(1)进行数据的传输，并用于所述BIM模型建立子模块(11)与所述板件分解子模块(12)的结合，以生成三维仿真桥梁模型；
所述工程操作终端(4)包括零件制作方案模块(41)、零件成型模块(42)、拼装仿真模块(43)及误差检查模块(44)，
所述零件制作方案模块(41)包括虚拟零件生成子模块(411)、加工工艺导入子模块(412)及排布优化子模块(413)，所述虚拟零件生成子模块(411)用于将所述板件分解子模块(12)的零件模型转换为二维零件图形，并能够将所述二维零件图形进行批量导出；所述加工工艺导入子模块(412)用于所述虚拟零件生成子模块(411)中二维零件图形的工艺标注，并通过所述板件分解子模块(12)导入至所述信息共享平台(3)对应的零件模型中；所述排布优化子模块(413)通过所述BIM模型建立子模块(11)、所述虚拟零件生成子模块(411)及所述加工工艺导入子模块(412)的数据，将获得的所述板件模型的尺寸、所述二维零件图形的尺寸及零件的工艺信息通过NGSA算法获得零件的排布方案，所述排布优化子模块(413)的排布方案能够发送到所述信息共享平台(3)对应的板件模型中；
所述零件成型模块(42)用于所述排布优化子模块(413)中排布方案的获取，并根据所获取的方案进行零件的制作，并将制得的零件扭曲成型；
所述拼装仿真模块(43)用于将所述板件分解子模块(12)中零件模型及所述BIM模型建立子模块(11)中板件模型与地形模型通过仿真软件模拟零件模型拼装的过程，并能够将确定后的拼装方案作用在所述信息共享平台(3)对应的板件模型中；
所述误差检查模块(44)用于板件节段拼装后的误差检查，所述误差检查模块(44)采用激光雷达扫描节段拼装后的板件，并将激光雷达扫描获得的数据与所述BIM模型建立子模块(11)进行比较匹配，以获得加工误差；
所述施工信息显示终端(5)包括加工工艺信息显示模块(51)及拼装信息显示模块(52)，所述加工工艺信息显示模块(51)用于通过在所述信息共享平台(3)的零件模型中获得所述加工工艺导入子模块(412)对应零件模型的加工工艺信息；所述拼装信息显示模块(52)用于在所述信息共享平台(3)中对所述拼装仿真模块(43)数据及所述BIM模型建立子模块(11)数据的获取，并能够将所述拼装仿真模块(43)的仿真过程转化为动画视频格式。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：所述零件成型模块(42)包括板件切割子模块(421)及零件制作子模块(422)，所述板件切割子模块(421)用于获取所述排布优化子模块(413)的数据，所述板件切割子模块(421)能够将排布方案转化为离散数字信息代码，通过离散数字信息代码进行板件的自动化加工，并将加工后的板件切割成零件；所述零件制作子模块(422)用于胎架的控制，并能够将所述板件切割子模块(421)的零件扭曲成型。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：还包括工艺要求获取模块(21)，所述工艺要求获取模块(21)用于工艺规范标准相关文档的录入，并储存至所述数据库服务器(31)中；所述加工工艺导入子模块(412)能够将所述板件分解子模块(12)零件模型及所述BIM模型建立子模块(11)中板件模型与地形模型的数据与所述工艺要求获取模块(21)的数据进行分析匹配，以获得与零件模型相关的工艺标准信息，并将零件模型相关的工艺标准信息发送到所述信息共享平台(3)对应的零件模型中。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：还包括材料费用获取模块(22)，所述材料费用获取模块(22)用于获取建筑材料价格查询平台网站的数据，所述排布优化子模块(413)能够将所获得的排布方案按照材料种类进行分类及数量统计，所述排布优化子模块(413)能够根据材料种类通过抽取算法在所述材料费用获取模块(22)获得对应材料的价格，并通过所用材料的数量计算出费用。
5.根据权利要求4所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：所述工程操作终端(4)还包括图表生成模块(45)，所述图表生成模块(45)用于所述排布优化子模块(413)的数据与实际用料费用的数据图表的生成，以获得计划用料费用与实际用料费用的差别。
6.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：所述施工信息显示终端(5)还包括拼装虚拟模块(53)，所述拼装虚拟模块(53)包括虚拟场景子模块(531)及虚拟拼装操作子模块(532)，所述虚拟场景子模块(531)用于通过所述板件分解子模块(12)及所述拼装仿真模块(43)的数据，对所述板件分解子模块(12)的每一所述零件模型及所述BIM模型建立子模块(11)中的板件模型采用虚拟软件建立桥梁虚拟场景及拼装过程虚拟视频；所述虚拟拼装操作子模块(532)用于在所述虚拟场景子模块(531)中通过VR穿戴设备真实模拟拼装的操作。
7.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：所述误差检查模块(44)还用于通过所述BIM模型建立子模块(11)的数据获得桥梁结构、板件位置及地理位置信息为不同的板件设置不同的误差预警值，当所述激光雷达扫描获得的误差数据大于对应板件的误差预警值时，所述信息共享平台(3)中对应的板件以闪烁提醒。
8.根据权利要求7所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：所述施工信息显示终端(5)还包括误差警示模块(54)，所述误差警示模块(54)用于通过手机终端接收所述信息共享平台(3)中所述误差检查模块(44)的误差信息。
9.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：还包括施工安全信息获取模块(23)，所述施工安全信息获取模块(23)用于通过文档的方式将施工安全的资料进行录入，并储存在所述数据库服务器(31)；所述施工信息显示终端(5)还包括施工安全信息显示模块(55)，所述施工安全信息显示模块(55)用于通过查找算法在所述施工安全信息获取模块(23)中获取与所述加工工艺导入子模块(412)及所述零件成型模块(42)中零件加工、零件拼装及板件拼装相关的施工安全信息，并作用在所述信息共享平台(3)。
10.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的数字化桥梁施工系统，其特征在于：在所述信息共享平台(3)中选择板件模型及零件模型，能够获得与零件模型及板件模型对应的工艺信息及拼装信息。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111158480A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 于斌 场景模型共享的方法、系统、增强现实设备及存储介质
CN111335186A (zh) * 2020-03-05 2020-06-26 青岛理工大学 转体桥梁安全监测预警方法、系统、存储介质、预警平台
CN112464332A (zh) * 2019-11-08 2021-03-09 杨健 一种用于装配式建筑区域选择性施工控制方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101339575A (zh) * 2008-08-07 2009-01-07 上海交通大学 三维可视化工艺设计系统及其设计方法
CN101359380A (zh) * 2008-09-02 2009-02-04 浙江理工大学 大批量定制二维时空模型建模及优化方法
CN101913236A (zh) * 2010-08-05 2010-12-15 华南理工大学 全电动注塑机开合模电机和顶出电机的控制系统及控制方法
RU117241U1 (ru) * 2011-11-29 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" Многофункциональный абонентский терминал
CN105257425A (zh) * 2014-06-11 2016-01-20 凯文·李·弗里斯特 具有集成能源供给、存储设备和混合控制系统的五重效果发电多循环混合可再生能源系统
RU182115U1 (ru) * 2018-04-05 2018-08-03 Акционерное общество "Сарапульский электрогенераторный завод" Испытательный стенд
CN108490204A (zh) * 2011-09-25 2018-09-04 赛拉诺斯知识产权有限责任公司 用于多重分析的系统和方法
CN108564207A (zh) * 2018-03-30 2018-09-21 合肥工业大学 基于bim的建筑工程智能投标决策管理系统
CN108846639A (zh) * 2018-06-12 2018-11-20 湖南建工集团有限公司 一种基于bim技术设计施工计价管理系统及方法
CN109311495A (zh) * 2016-06-13 2019-02-05 普拉塞-陶伊尔铁路机械出口股份有限公司 用于维护铁轨车辆的行驶线路的方法和系统
CN109377065A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 广西路桥工程集团有限公司 一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统
CN109447479A (zh) * 2018-10-31 2019-03-08 广西路桥工程集团有限公司 一种基于三维可视化项目管理系统
CN109446664A (zh) * 2018-10-31 2019-03-08 广西路桥工程集团有限公司 一种现场进度管理显示设备系统

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101339575A (zh) * 2008-08-07 2009-01-07 上海交通大学 三维可视化工艺设计系统及其设计方法
CN101359380A (zh) * 2008-09-02 2009-02-04 浙江理工大学 大批量定制二维时空模型建模及优化方法
CN101913236A (zh) * 2010-08-05 2010-12-15 华南理工大学 全电动注塑机开合模电机和顶出电机的控制系统及控制方法
CN108490204A (zh) * 2011-09-25 2018-09-04 赛拉诺斯知识产权有限责任公司 用于多重分析的系统和方法
RU117241U1 (ru) * 2011-11-29 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" Многофункциональный абонентский терминал
CN105257425A (zh) * 2014-06-11 2016-01-20 凯文·李·弗里斯特 具有集成能源供给、存储设备和混合控制系统的五重效果发电多循环混合可再生能源系统
CN109311495A (zh) * 2016-06-13 2019-02-05 普拉塞-陶伊尔铁路机械出口股份有限公司 用于维护铁轨车辆的行驶线路的方法和系统
CN108564207A (zh) * 2018-03-30 2018-09-21 合肥工业大学 基于bim的建筑工程智能投标决策管理系统
RU182115U1 (ru) * 2018-04-05 2018-08-03 Акционерное общество "Сарапульский электрогенераторный завод" Испытательный стенд
CN108846639A (zh) * 2018-06-12 2018-11-20 湖南建工集团有限公司 一种基于bim技术设计施工计价管理系统及方法
CN109377065A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 广西路桥工程集团有限公司 一种基于三维可视化工程建设进度管理及成本控制系统
CN109447479A (zh) * 2018-10-31 2019-03-08 广西路桥工程集团有限公司 一种基于三维可视化项目管理系统
CN109446664A (zh) * 2018-10-31 2019-03-08 广西路桥工程集团有限公司 一种现场进度管理显示设备系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王乐: "市政基础设施工程建设3D数字化管理技术研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 *
马晓飞: "基于云BIM的装配式建筑预制构件集成管理研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112464332A (zh) * 2019-11-08 2021-03-09 杨健 一种用于装配式建筑区域选择性施工控制方法
CN112464332B (zh) * 2019-11-08 2024-08-23 浙江大学 一种用于装配式建筑区域选择性施工控制方法
CN111158480A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 于斌 场景模型共享的方法、系统、增强现实设备及存储介质
CN111158480B (zh) * 2019-12-27 2022-11-25 于斌 场景模型共享的方法、系统、增强现实设备及存储介质
CN111335186A (zh) * 2020-03-05 2020-06-26 青岛理工大学 转体桥梁安全监测预警方法、系统、存储介质、预警平台

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