题目:数据驱动的高速公路4D可视化技术研究与实现

编辑:匿名 论文撰写 2019-05-27 17:02:17 自动化建模   施工进度   4D   虚拟仿真   高速公路

在高速公路施工的规划管理中,管理者仅借助二维图表无法对施工过程有全面直观的了解,很难整体把握工程的规划管理。建筑施工过程的4D可视化系统能够模拟施工现场的动态变化过程,有助于施工场地规划利用和建筑材料消耗量计算等工作。本文以山西高陵高速公路的施工过程管理为背景,提出了高速公路场景中带状构造物的自动化建模方法,设计实现了真实施工数据驱动的高速公路施工过程4D可视化管理系统,它有效降低数据量,提高了构造物建模的自动化程度与可扩展性。本文主要研究内容如下:(1)真实施工数据驱动的带状构造物建设过程自动化建模方法。隧道和桥梁等带状构造物是高速公路场景的主要建筑,针对带状构造物里程长、占地广且断面结构近似的特点,将狭长的带状构造物抽象为离散的横断面序列,根据真实施工数据自动化生成横断面模型,从指定的横断面模型中分割出横断面进度模型,连接生成构造物竣工和进度模型。(2)高速公路场景的数据表示与自动化生成。高速公路场景包括地形数据与构造物数据。地形数据量大,占据了场景的大部分区域,其数据表示为分段的不规则三角网格,并用顶点索引表示三角形,以保证地形数据的实时查询与更新。构造物包括路基、隧道、涵洞和桥梁,其中路基与隧道为带状构造物,涵洞和桥梁的数据表示为参数化模型,根据位置参数和采样点坐标生成具体的构造物模型。(3)高速公路施工过程可视化。高速公路施工过程通过构造物与地形模型的结构数据与纹理数据的变化进行可视化。带状构造物的施工过程由横断面几何结构、横断面数量与纹理的变化展示;涵洞和桥梁的施工过程通过建立施工工序与构造物模型组件及纹理的对应关系,并按工序显示构造物模型组件及相应纹理展示;地形数据随进度变化而更新,以使其与构造物融合。在以上工作的基础上,设计与实现了高速公路施工过程4D可视化管理系统。该系统基于设计数据和采样数据,展现高速公路场景中路基、隧道、涵洞、桥梁等构造物的施工过程以及相应的地形变化。本文对该系统的功能与性能进行了测试,测试结果表明该系统功能完整,构造物施工过程可视化与地形更新均能满足实时需求。

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