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基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用

基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用是小柯論文網(wǎng)通過網(wǎng)絡(luò)搜集，并由本站工作人員整理后發(fā)布的，基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用是篇質(zhì)量較高的學(xué)術(shù)論文，供本站訪問者學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)交流參考之用，，不可用于其他商業(yè)目的，基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用的論文版權(quán)歸原作者所有，因網(wǎng)絡(luò)整理，有些文章作者不詳，敬請諒解，如需轉(zhuǎn)摘，請注明出處小柯論文網(wǎng)，如果此論文無法滿足您的論文要求，您可以申請本站幫您代寫論文，以下是正文。

1．項目簡介

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，實現(xiàn)建筑施工管理的信息化、智能化、可視化已是施工領(lǐng)域中的一個研究熱點。清華大學(xué)研發(fā)的“基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)” (簡稱4D-GCPSU2006)是國家”十五”重點科技攻關(guān)計劃”建筑業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”之專題”基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的4D施工管理原型系統(tǒng)研究與示范應(yīng)用”的研究成果。

該系統(tǒng)綜合應(yīng)用4D-CAD、BIM( BuildingInformation Model)、工程數(shù)據(jù)庫、人工智能、虛擬現(xiàn)實、網(wǎng)絡(luò)通訊以及計算機軟件集成技術(shù)，引入建筑業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)IFC( Industry FoundationClasses)，通過建立基于IFC的4D施工管理擴展模型4DSMM++( 4D Site Management Model++)，將建筑物及其施工現(xiàn)場3D模型與施工進度相鏈接，與施工資源和場地布置信息集成一體。提供了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的4D進度管理、4D資源管理、4D施工場地管理和4D施工過程可視化模擬等功能，實現(xiàn)了施工進度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的4D動態(tài)集成管理以及施工過程的4D可視化模擬。通過IFC文件解析器和基于IFC的數(shù)據(jù)接口引擎，系統(tǒng)實現(xiàn)了建筑設(shè)計與施工管理的數(shù)據(jù)交換和共享，可以直接導(dǎo)入設(shè)計階段的建筑三維模型，用于4D施工管理，為建筑施工提供了科學(xué)、有效的管理手段。

4D-GCPSU 2006作為我國第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的4D施工管理系統(tǒng)，其研究發(fā)展了4D模型理論，不僅覆蓋了國外同類系統(tǒng)的主要功能，而且擴展了管理功能和應(yīng)用范圍。系統(tǒng)于2006年1月20日通過了建設(shè)部組織的專家驗收，2006年11月3日通過了教育部組織的專家鑒定，專家鑒定委員會評價：與國外同類系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)在支持基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集成與交換、建立4D++擴展模型及其信息集成機制、實現(xiàn)以WBS為核心的4D集成化施工管理和建立基于網(wǎng)絡(luò)的4D可視化平臺等方面具有創(chuàng)新性。該系統(tǒng)的研制成功和實際應(yīng)用屬國內(nèi)首創(chuàng)，填補了國內(nèi)空白，達到了國際先進水平。

系統(tǒng)應(yīng)用于北京奧運會國家體育場、青島海灣大橋、廣州珠江新城西塔等多個大型工程，對于提高施工效率和信息化管理水平，取得了顯著的成效。系統(tǒng)適應(yīng)我國建筑施工管理的實際需要，可用于各種建筑工程的施工項目管理，尤其適用于大型、復(fù)雜工程，并已推廣到橋梁、風(fēng)電、地鐵隧道等工程領(lǐng)域，還可推廣到道路、水利、電力以及設(shè)備安裝等其他工程管理，具有廣闊的應(yīng)用前景，可產(chǎn)生較大的社會、經(jīng)濟效益。

“基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用”項目榮獲2009年華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)一等獎。

2．理論與技術(shù)創(chuàng)新

(1)支持基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)集成與交換

建立了基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑施工管理的數(shù)據(jù)描述，提供了IFC文件解析器和基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口引擎，可支持設(shè)計與施工管理以及應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息集成、交換和共享，為解決當(dāng)前建筑生命期不同階段和應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息斷層進行了新的探索。

(2)實現(xiàn)基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的工程信息建模

本研究對IFC大綱給出的建筑工程信息數(shù)據(jù)定義進行了分析和整理，從中提取出了與建筑工程相關(guān)的構(gòu)件、設(shè)備和設(shè)施等實體230余種。通過建立IFC數(shù)據(jù)定義語言與程序語言的轉(zhuǎn)換規(guī)則，利用C++和C#語言定義這些實體的IFC類，作為基于IFC的基本信息模型單元，并提供了對這些實體的數(shù)據(jù)庫訪問和數(shù)據(jù)輸入輸出等基本處理功能，為建立BIM探索了可行的途徑和方法。

(3)建立基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的4D施工管理擴展模型

結(jié)合我國建筑施工管理的實際，通過建立基于IFC的4D施工管理擴展模型4DSMM++，將建筑物及其施工現(xiàn)場3D模型與施工進度計劃相鏈接，并與人力、材料、機械、成本等施工資源以及場地布置信息集成一體，形成了多維信息管理。4DSMM++的研究發(fā)展了4D模型理論，為實現(xiàn)建筑施工的集成化、動態(tài)化和可視化管理，提供了理論、模型和方法。

(4)研制基于IFC標(biāo)準(zhǔn)的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)

開發(fā)我國第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)，提供了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的4D進度管理、4D資源動態(tài)管理、4D施工場地管理和4D施工過程可視化模擬等功能，不僅覆蓋了國外同類系統(tǒng)的主要功能，而且擴展了功能和應(yīng)用范圍。系統(tǒng)可實現(xiàn)施工進度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的4D集成化動態(tài)管理以及施工過程的4D可視化模擬，為大型復(fù)雜建筑工程的施工提供了有效的管理手段。

3．技術(shù)特點

(1)系統(tǒng)提供了IFC文件解析器和IFC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口引擎，可支持設(shè)計和施工階段以及與其他應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息交換和共享，為解決當(dāng)前建筑工程生命周期不同階段和應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息斷層做了新的探索。

(2)系統(tǒng)提供了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的4D可視化工作平臺，可支持工程項目的各管理部門和多參與方的信息交換，實現(xiàn)了4D施工管理的網(wǎng)絡(luò)化。

(3)可讀取其他CAD系統(tǒng)輸出的IFC文件或直接導(dǎo)入其生成的3D模型，還可利用系統(tǒng)的建模工具在AutoCAD中建模，為3D建模提供了有效的方法。

(4)具有工程施工段劃分、WBS創(chuàng)建功能，實現(xiàn)了WBS與Project的相互鏈接。通過系統(tǒng)的WBS編輯器和工序模板，可完成WBS和進度計劃的創(chuàng)建，大大提高了工作效率。

(5)將WBS節(jié)點與相應(yīng)3D構(gòu)件實體相鏈接，自動生成工程的4D模型，并與資源信息和其他工程屬性相集成，形成多維信息管理。

(6)可通過Project或4D圖形界面，對施工進度進行調(diào)整和控制，實現(xiàn)了施工進度的4D動態(tài)管理和施工過程的可視化模擬。提供了任意WBS節(jié)點或3D施工段及構(gòu)件工程信息的實時查詢、多套施工方案的對比和分析、計劃與實際進度的追蹤和分析等功能。

(7)通過可設(shè)置多套定額的資源模板，自動計算任意WBS節(jié)點或3D施工段及構(gòu)件的工程量以及相對施工進度的人力、材料、機械消耗量和預(yù)算成本，進行工程量完成情況、資源計劃和實際消耗等多方面的統(tǒng)計分析，實現(xiàn)了施工資源的4D動態(tài)管理。

(8)可進行3D施工場地布置，自動定義施工設(shè)施的4D屬性。點取任意設(shè)施實體，可查詢其名稱、類型、型號以及計劃設(shè)置時間等施工屬性，并可進行沖突檢查，將場地布置與施工進度相對應(yīng)，形成4D動態(tài)的現(xiàn)場管理。

(9)自主開發(fā)的OpenGL圖形平臺，提供了視圖變換、圖形控制以及4D圖形管理等功能，增強了4D動態(tài)模擬效果，較好地解決了大型、復(fù)雜工程3D模型顯示效果和運行速度的瓶頸問題。

(10)系統(tǒng)為基于組件的開放體系結(jié)構(gòu)，具有很好的復(fù)用性和可維護性。通過引擎接口可與不同的計劃管理軟件相連接，以適應(yīng)不同的應(yīng)用要求。并提供了較強的個性化服務(wù)，使系統(tǒng)易學(xué)易用。

  本文關(guān)鍵詞：基于IFC的建筑工程4D施工管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。