基于bim的地铁综合管线设计优化方法研究

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1、基于BIM的地铁综合管线设计优化方法研究第1章绪论1.1研究背景、目的和意义建筑业是我国国名经济的支柱产业之一，2002年~2013年，建筑业增加值占GDP的比重稳定在5%~7%之间，成为拉动国明经济快速增长的重要力量[1]。尽管建筑业对国民经济贡献巨大，但是相对于国内其他行业，其工作效率远低于平均水平。2004年，美国斯坦福大学设施集成化工程研究中心发布一份报告，报告指出：过去40年，整个建筑行业的生产效率实际是下降10%，然而非农业行业的生产效率同时期对比增长了80%，建筑行业效率不仅仅没有随时间增加，反而在下降[2]。在全

2、球倡导低碳生活和节约的大环境下，建筑业的效率低下和浪费现象迫使建筑业各方参与人员思考，如何最大程度提高效率降低浪费。近些年，计算机技术的快速发展，带动了其他行业快速的发展，尤其在生产效率方面的提升是显而易见的，如汽车行业采用智能化的装配工厂进行大规模生产。同样，也需要计算机信息技术术来提高整个建筑行业的生产效率和管理水平。建筑业项目管理中，致使效率低下的最主要原因：信息传统不流畅造成信息丢失。施工阶段是建设项目最重要的阶段，是成本、质量、进度控制的重点阶段，但是，传统的方法有众多不足。首先，施工前期的施工图纸会审形同虚设，难以找

3、出设计当中的错误。在图纸设计阶段，各专业的图纸是各自分开设计，由此不可比避免各专业图纸会出现碰撞问题，导致在工程施工过程中，出现设计变更，不仅影响进度还会增加工程造价。其次，二维图纸转化成三维实体时，会因为参与人员理解不用，工程实体与图纸形成差异。工程项目的图纸都是二维图纸，项目各参与方人员素质参差不齐，对图纸的理解程度和侧重点不同加上图纸反复的转化过程中，信息大量的流失，最终的预期与施工成果出现偏差。最后，施工过程中，施工场地空间的利用不合理，是造成工程效率低下的原因之一。建设工程项目大多在城市或周边，施工场地非常有限，这对于

4、场地空间安排有很高要求，怎么样制定高效的计划充分使用土地资源，缩短工期，减低成本，这就变得非常重要。.......1.2研究现状国外应用的研究主要是将如何使3D模型与时间维度集成实现4D模拟。美国斯坦福大学整合设施工程中心CIFE(CenterforIntegratedFacilityEngineering)第一次提出4D理论。通过研究，CIFE使计算机3D模型与施工进度计划相结合，实现施工顺序可视化，但是这些动画的可视化只是简单的把3D模型与进度联系在一起，使用时不能对其进行再编辑，适用性并不强，只是当做一种施工演示[3]。C

5、IFE升级了4D工具，使用户能够随意选取模型中的元件，与实际施工想关联，定义模型当中的逻辑关系，这使得操作更加便利，实现人机交互，这一次升级被研究人员称为由可视化4D技术升级到工程协作4D技术。随后，开发出将施工冲突最小化的4DProductionModel，该系统由三个模块组成：冲突检查器、4D仿真器及结果修改器，其所对应的功能分别是识别施工冲突、完成仿真施工过程和修改生产率与定义施工时间，此系统开发意识到施工冲突对工程进度计划和利用空间资源有重要影响[4]。2003年，CIFE开发新的4D产品模型(PM4D,ProductM

6、odelandFourthDimension)系统，该系统不仅能实现建设工程项目的3D可视化和4D模拟施工，还能实现快速生产成本预算、施工进度、环境报告等信息[5]。现阶段，CIFE正专注于构建全数字交互工作室(Interactiveroom)，将4D概念推广应用于A/E/C领域中，实现建设项目各参与方即时协同工作[6]。4D理论由CIFE提出后，Bechtel公司在施工进度管理模拟方面进行大量实验，并发展施工计算机辅助技术，该技术集成包含进度包的3D模型、基于先进图形工作站的专用数据库和专家系统。同时还扩展3DMTM的功能，增

7、加了制定工程计划、仿真施工进度等。在仿真施工操作中，能记录工程进度中的装配顺序，还包含了建筑设备模型，使用户可以把结构与设备结合，更加准确仿真建筑环境，同时提供仅对施工流程和设备选取的排错功能。Bechtel开发一款图形仿真工具4D-Planner，用户使用该软件将3D模型与工程进度关联在一起，并且能导入多种格式的3D模型，当模型与进度文件被导入，软件将自动生成仿真文件，所生成的结果能很好的实现交互功能[7]。......第2章BIM的价值实现2.1BIM的理论及意义BIM的英文全称为BuildingInformationMod

8、eling，中文称为建筑信息模型[21]。建筑信心模型（BIM）最早是由CharlesEastman提出来的，他来自美国乔治亚技术学院建筑与计算机专业。BIM的概念系统理论就是由他最早创立，并且也是第一个系统阐述建筑信息模型概念理论的人。CharlesEastm