基于Web的高铁接触网BIM模型数据轻量化及加载渲染优化

为解决高铁接触网建筑信息模型(BIM)在Web浏览器中加载速度慢和渲染卡顿的问题,提出基于Web的高铁接触网BIM模型数据轻量化和加载渲染优化算法。首先,针对接触网BIM模型数据的特点,提出构件参数属性数据轻量化、几何实例合并与三维数据转换算法,以减少模型文件大小和提高网络传输效率;其次,结合KD树结构和接触网工程点多线长的特点,提出以线路里程数据和接触网支柱信息为划分维度的算法,实现接触网BIM模型空间划分和索引优化,提升大规模BIM模型的加载渲染性能;最后,进行某区段和全线高铁接触网工程的实例验证。结果表明:与基于商用平台构建的模型文件大小对比,该区段和全线接触网BIM模型的轻量化文件大小分别压缩为原始文件的8.8%和17.0%,区段文件优化后渲染帧率提升500%,全线提升1800%,提高了网络传输和渲染效率。该方法在Web浏览器场景下的有效性得到验证,为高铁接触网工程数字化设计、智能建造和智能运维提供了技术支持。

基于轻量化BIM模型的铁路工程质量管理应用

针对铁路工程质量管理存在的质检资料缺失、滞后、内容不规范等问题,提出以“一检合格率”指标推行分级管理,研发基于轻量化BIM模型的质检系统,借助轻量化BIM模型对铁路工程进行结构部位分解,结合质量验收标准形成质量管理最小单元,生成质量、进度、计价管理基础数据源,以检验批签认驱动轻量化BIM模型运转,把质量管理的结果延伸到进度和计价管理,并将建设单位管理关口前移,从而实现以计量计价为抓手,对工程质量进行全方位、全过程的管控。实践表明:所提出的质量管理方案有效可行,所应用的质检系统为管理者提供了可视化、智能化的质量管理手段,能为铁路行业高质量发展提供有力保障,具有推广价值。

BIM技术在南京市仙林污水处理厂异地扩建工程EPC总承包项目中的应用

大力发展数字经济、建设数字中国是构筑国家竞争新优势的重要支撑,党的二十大报告提出“要加快发展数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合”。数字化能够有效牵引生产和服务体系智能化升级,促进产业链、价值链延伸拓展、融合发展,是实体经济转型升级的必然选择。信息建筑模型(BIM)技术作为数字化技术之一,具有其可视化、模拟性、协调性、优化性等特点,污水厂扩建工程的设计和实施需要考虑多种因素,如地形、气候、水文等,同时还需要考虑工艺流程、设备选型、施工组织等问题,这需要更高质量的设计和实施技能。传统的设计方法不仅效率低下,而且容易出错。近年来,随着BIM技术的不断发展,以及BIM中开源的图形化编程软件Dynamo的广泛应用,设计中将传统的设计通过BIM技术参数化设计,以实现更高效、更准确的水厂设计。BIM技术在污水处理厂的应用背景主要是为了克服传统二维设计的局限性,提高设计和施工效率,实现数据共享和协同工作,最终达到提高生产效率和降低成本的目的。文章从4个方面介绍了BIM技术在南京市仙林污水处理厂异地扩建工程EPC总承包项目中的应用情况,主要包括项目概况、前期BIM策划、BIM技术在各个方面的应用及BIM技术在本项目中产生的经济和社会效益,通过应用BIM技术极大地提高了各专业的工作效率,加强了不同专业间的协同设计,提前解决了管线碰撞等问题,积累了以设计为主导的EPC总承包项目的全生命周期的应用。

一种基于用户端的BIM模型转化服务提供方法研究

目前三维软件众多,服务各异,但不同软件间模型转换需求大。BIM模型在工程管理中应用广泛,但人工转换方式难以满足要求,存在很多问题。因此,需要一种自动化模型转换服务来解决这些问题。本文提出了一种基于用户端的BIM模型转化服务提供方法,结合服务端服务发布便利和客户端硬件资源优良的优势,使用户可以忽略模型转换过程的细节,大幅降低了培训成本和系统复杂度,提高了系统效率和用户体验,确保在不同场所和设备上都能进行模型转换工作,转换后的模型可以在web环境下浏览器中快捷应用,降低模型使用门槛、打破模型使用场景的限制。

城市轨道交通工程中模型轻量化技术及BIM平台的应用研究

BIM模型实际应用中可能存在建模工具无法正常导出通用格式文件、模型体量大影响平台性能等问题,文章从轨道交通工程BIM模型集成及模型轻量化的实际问题出发,依托IFC标准在工程项目中的优势,基于IFC标准对建筑信息加以转化和集成,提出了信息模型集成方法和模型轻量化技术解决方案,并在广州地铁项目中加以实践。研究结果表明,该技术方案可以有效实现模型集成及轻量化,通过BIM平台配合可实现基于BIM的轨道交通工程施工信息模型的管理与应用。

基于施工段的BIM模型分割研究与应用

BIM模型可作为建筑施工阶段的各类业务信息载体,模型几何及信息的精确处理是施工模型高质量应用的关键。如何处理模型以实现与业务的高效融合是行业面临的瓶颈问题。由于施工现场的业务与管理粒度通常以施工段形式划分,基于施工段的BIM模型分割尝试解决这一问题。本文提出了按施工区段边界对模型构件进行切割,将几何与信息归集到相应的施工区段中,从而增强模型与业务的关联,实现项目数据按施工区段进行统计应用。因此,深入研究施工段划分过程中的模型分割技术及其应用场景具有重要意义。本文探讨了在轻量化模型分割流程中,各步骤应用HOOPS组件所需的技术研究思路与实现算法,并分享了某公寓项目的试点验证成果。

BIM构件库系统建设与应用研究——以天津市域铁路某线为例

依托天津市域铁路某线工程开展BIM构件库系统建设与应用研究,提出BIM构件库系统总体技术架构,基于three.js搭建BIM轻量化展示系统,实现构件在线预览功能与交互操作,利用数据库流程与权限设计开发多专业BIM模型的管理功能。应用表明:利用BIM构件库可高效完成工程项目全专业全要素模型创建和三维管线综合优化等关键设计环节,满足工程设计进度和精度要求,有效提高BIM构件复用率,缩短了工程项目设计周期。

基于云计算的BIM模型轻量化及应用研究综述

研究了BIM源文件轻量化转化技术,基于B/S架构的模型渲染及显示技术,提出了一种基于云渲染的B/S架构的BIM轻量化及应用框架,能够在移动端快速渲染、在线可视及交互BIM模型,从而为BIM技术大规模应用提供方向.

建筑信息模型(BIM)技术在隧道工程中应用现状与分析

为加快推进BIM技术在隧道工程中的应用,从隧道工程信息模型标准、建模技术、全寿命周期的应用等方面,对BIM技术在隧道工程中应用现状进行总结与分析。研究结果表明:1)我国隧道工程信息模型技术标准较为领先,隧道结构BIM建模技术已基本成熟,BIM技术在隧道工程设计、施工和运营维护等阶段均已得到较为广泛的应用;2)下一步应完善与隧道工程密切相关的地质信息模型标准,并向施工阶段和运营维护阶段信息模型技术标准延伸;3)要重点解决设计变更时模型自动更新的问题,深化BIM技术在隧道动态设计与施工等方面的支撑作用,加强全寿命周期集成平台的研发,推进BIM技术从设计到施工和运营维护的全寿命周期应用。

BIM技术在CRTSⅢ型板施工管理中的应用

构建BIM模型的目的是将CRTSⅢ型板的图纸信息录入三维模型当中,形成数据库,运用BIM信息模型进行可视化指导施工,以达到BIM信息模型在BIM运用过程中的数据取用及价值实现。文章以CRTSⅢ的三维模型构建为例,阐述采用Revit构建CRTSⅢ模型的全过程,提出CRTSⅢ型板BIM精细化建模方法思路,从精细化模型构建、钢筋模型建立、预埋件及绝缘套管建模,到模型工程量统计,最后提出了轻量化模型的使用方法。该过程对设计进程的优化及施工指导等后期绩效产生了有效的促进作用,最终达到了BIM优化的目的。

考虑几何特征的BIM模型轻量化方法研究

针对现有BIM模型几何图形化简的不足,设计了一种考虑BIM模型几何特征的轻量化化简方法。首先获取BIM模型体的表面几何数据,然后根据BIM模型某一格网的顶点个数判断其是否为三角面片。当多边形为三角面时,对其进行三角面片合并化简,接着对合并后的多边形采用三点法进行边界线化简。根据短边原则,将多边形边界线化简后删除的点移至相邻边中短边的另一顶点处。最后,根据获取的材质信息,对化简后的模型赋予对应的材质属性。针对一建筑实例的应用表明:该化简方法能够快速实现对BIM模型几何数据的三角面片和边界的化简,并通过对合并后面形状的判断,保留BIM模型原有几何图形特征。

基于Web的BIM模型轻量化展示及渲染控制研究

针对当前BIM模型数据量庞大且需要专业软件查看,对计算机软硬件要求苛刻以及在C/S架构进行模型展示时十分不便的问题,提出了一种BIM模型的轻量化展示及自适应渲染控制的方法;该方法以Revit模型为研究对象,首先利用二次开发技术编写插件自动提取模型信息并转化成glTF格式;然后通过数据优化算法压缩glTF格式,并利用WebGL技术以及Three.js框架解析glTF格式实现模型的Web端重组;最后通过LOD-AD优化算法,实现距离较远且体积较小的三角面片剔除,并且帧率较低时优先渲染高层级构件,以此完成渲染过程中的自适应控制效果;实验结果表明,该方法在确保模型保真度的前提下,极大减少了模型体量以及模型传输时间,且场景的自适应控制能有效剔除低重要度构件,达到显著提升渲染流畅度的效果,为BIM模型轻量化展示以及渲染控制提供了一种可行的参考方案。

铁路工程BIM模型轻量化技术研究

搭建铁路工程基于BIM模型的三维场景,有助于提升项目管理水平,建设数字孪生铁路资产。由于BIM模型体量巨大,给数据传输、模型渲染带来极大压力,在浏览三维场景过程中存在加载速度缓慢、交互卡顿等用户体验差的问题,限制了BIM技术的推广。为解决此问题,对国内外BIM模型轻量化技术研究现状进行调研,提出从几何转换与模型渲染两方面对模型进行轻量化的方法。几何转换通过数模分离以及相同模型采用实例化存储的策略降低文件大小;模型渲染通过分级加载、多重LOD的策略,保证显示质量的同时降低模型三角面数。通过对比西延高速铁路处理前后模型的文件大小、场景帧率、三角面数,验证了模型轻量化的显著效果,解决了BIM模型不能被建设单位有效应用的难题。

面向SuperMap的BIM模型轻量化处理研究

城市轨道交通项目中,在GIS引擎中进行BIM模型集成的需求越来越强烈,SuperMap已具备BIM模型的逐顶点坐标转换能力,能实现在地球曲率影响下BIM与GIS数据的精确匹配。实际项目中BIM模型数据体量较大、专业多、模型数量多,在BIM模型与GIS集成时,需要进行大量手动逐图层坐标转换,过程烦琐耗时。同时,SuperMap中的轻量化主要采用LOD和实例化技术,对于影响BIM模型体量和显示效率的三角网,SuperMap只提供手工按所有模型对象或选中对象进行三角网简化,操作麻烦、耗时,简化效果不理想,存在模型简化过度或简化不够的情况,难以满足工期和模型整合的质量要求。研究面向SuperMap的BIM模型轻量化处理方法,研发BIM模型轻量化辅助处理软件,实现模型在SuperMap平台下的批量快速精确空间位置变换和基于字典系数的三角网简化,提高模型轻量化的效率与效果。该研究成果已在实际项目中应用,效果显著。

基于GIS的抽壳技术在BIM模型轻量化中的应用

基于GIS软件的分析技术,提出了一种BIM模型抽壳轻量化方法。基于可视域分析的抽壳方法和缓冲区分析的抽壳方法,运用简单规则的BIM模型和复杂不规则的BIM模型,比较了2种方法处理的BIM模型构件的精细程度和处理时长。结果表明:①可视域分析的抽壳方法只适用于简单规则的BIM模型,处理时间快,精度高;②缓冲区分析的抽壳方法可适用于复杂但不规则的BIM模型,构件精度高,然而抽壳时间较慢。对比抽壳前后的数据发现:BIM模型在进行抽壳后得到的数据,无论是内存大小还是WebGL上显示的平均帧率,都得到了较大程度的优化,使得大数据量的BIM模型能被较好地交互浏览。

BIM引擎及其应用研究

BIM难以在全过程管理中得到应用。本文分析探讨了常见的原因,而后在IFC模型服务器的基础上,进一步改进优化,构建了可嵌入其它常用管理系统使用的BIM引擎,并在实践中与装配式施工管理系统和OA流程管理系统作了结合,实现了基于BIM的模块化建造信息系统,较好地解决了BIM信息系统常见的问题。

BIM模型轻量化技术研究与实现

目前,国内对建筑信息模型(BIM)在项目中的应用需求越发迫切,数据冗杂的BIM大体量模型严重制约着BIM技术在实际应用中的使用。大体量BIM模型在展示过程中会遇到加载缓慢、显示卡顿的问题。为此,提出搭建BIM轻量化体系,通过自主研发的BIM仿真系统平台,为大体量BIM模型提供审阅浏览平台。采用几何简化算法、渲染优化算法、文件格式优化及数据结构设计4种方法对BIM轻量化体系进行搭建。对BIM模型三角面使用边折叠算法进行优化,根据多源异构数据的模型设计相应的文件格式和数据结构,在渲染层面上,自主研究并实现使用PagedLOD技术与几何简化模型结合、剔除与绘制双线程方法、批次绘制渲染优化技术,完成BIM轻量化体系的初步搭建工作并于平台中验证。实例验证效果显示:轻量化方法体系的应用使平台达到了快速加载大体量BIM模型并流畅展示的目标,拥有多源异构数据模型在同一平台展示的能力。

glTF在BIM模型轻量化中的应用

BIM以数字信息模型为基础对建筑物整个生命周期进行信息化管理。BIM的最终需求是展示在电脑、移动终端等显示设备上。冗余海量的建筑信息加上巨大的建筑体量使得BIM数据量非常庞大,对服务器硬件要求非常苛刻。针对上述问题,文章提出一种基于glTF格式的BIM数据轻量化方法,降低BIM数据量,并运用案例进行验证其可行性。

基于Revit二次开发的BIM+WebGIS融合应用研究

针对目前建筑信息模型(BIM)与网络地理信息系统(WebGIS)融合应用过程中数据格式存在差异、BIM模型在网络端传输与渲染效率低、数据转换过程繁琐以及信息丢失等问题,提出一种新的融合应用方法。该方法基于Revit二次开发编写应用程序接口,通过模型轻量化处理、文件格式转换以及数据动态调度实现BIM模型在WebGIS平台的高效使用。程序将RVT作为源文件格式,以"族"概念和自定义的形状分类参数为依据对整体模型进行拆分重构,借助实例化技术对重复的构件信息进行简化,并通过Garland边折叠算法实现模型网格简化,从而完成对大体量、高复杂程度的BIM模型的缩减;在此基础上,选择3D Tiles作为目标文件格式,通过其b3dm瓦片提供的"BATCHID"属性实现几何和语义信息间的映射,保证模型文件格式转化过程中信息的完整性与关联性;随后,通过设置自适应的八叉树空间索引结构、层次结构细节模型以及视锥体剔除算法,实现模型数据的动态调度;最终通过文件格式转换将生成的3D Tiles文件接入Cesium平台。以浙江省某特高压变电站为例,对所提方法的可行性进行验证。研究结果表明:本文所提方法实现了从BIM模型到WebGIS模型的直接转换,同时可查询模型的相关属性信息;此外,轻量化处理缩减了模型体量,动态调度算法提高了模型的加载和渲染效率。

基于CATIA V6的BIM模型轻量化转换方法与实现

当前,CATIA V6作为主流CAD/CAE软件之一,在水利水电行业设计中得到广泛应用,但水电站设计模型通常具有体量大、不便于传输等特点,严重影响模型的全生命周期应用。模型轻量化成为数字孪生技术的重要研究内容,为此提出了一种基于CATIA V6的BIM模型轻量化转换方法。首先定义轻量模型存储结构,通过“参考-实例”方式建立构件之间的逻辑引用关系;然后采用解析算法和离散算法获取模型数据;最后将数据重组,形成轻量化格式的模型文件。在大型水利枢纽工程中的实例应用表明:该方法在不丢失模型信息的情况下,能最大限度压缩模型数据;通过该方法得到的轻量化模型,可以在工程项目数字化平台中快速加载并流畅显示,同时能够满足多种应用场景,提升了BIM模型在水利水电工程中的应用价值。