基于BIM可视化的高拱坝施工全生命周期动态仿真分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BIM可视化技术的高拱坝施工全生命周期动态仿真分析方法，主要包括：1)建立高拱坝施工信息、仿真信息统一的BIM系统；2)根据已经完成的施工信息，在仿真系统中进行参数更新，更新施工仿真进度，产生进度方案，对于施工方案进行优化，同时将重新预测的施工方案在BIM系统中生成可视化模型；3)施工进度控制：阶段性工程施工时，利用BIM系统实时监控施工参数，并且与预定工期进行对比；4)阶段性工程结束后，利用BIM系统快速生成成果的三维形象面貌，并且更新预测值。本发明专利技术能够有效控制施工进度，监督施工质量，保证施工效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
基于BIM可视化的高拱坝施工全生命周期动态仿真分析方法


[0001]本专利技术涉及高拱坝坝体浇筑施工领域，具体的是一种基于BIM(建筑信息模型)可视化技术的高拱坝施工全生命周期动态仿真分析方法。

技术介绍

[0002]高拱坝施工在水利水电工程建设中占有重要地位，其施工质量和施工速度直接影响到工程的安全和建设工期。由于高拱土坝施工过程受自然环境、结构形式、工艺技术、组织方式、浇筑机械与建筑材料等诸多因素的影响，使得计划安排、进度控制和资源优化配置十分复杂；同时高拱坝施工时间跨度大、高峰期浇筑强度高，在浇筑施工过程中还要考虑导流、度汛、坝体挡水及蓄水发电等阶段性目标要求，给施工组织、计划安排及进度控制带来相当大的困难和潜在风险。在实际水利水电工程中，为追求提前发电效益，又往往要求加快大坝施工进程，缩短施工工期。因此，对高拱坝施工过程进行实时仿真分析对保证施工工期和施工质量具有重要的意义。
[0003]目前，高拱坝施工仿真分析技术还存在很多不足的地方：一是，系统的仿真过程和成果表达不够直观，仿真过程交互性不强，不易于被工程技术人员所接受，工程人员面对繁琐的系统操作界面和复杂的仿真结果数据，往往不知从何下手，因而系统不能得到很好的利用；二是，BIM在很多情况下只是被当作三维模型来进行使用，对于BIM信息表达的应用还不充分，水利水电工程的BIM编码方式标准化程度不高，使得水利工程施工仿真控制的各个系统之间信息联通共享存在困难；三是，高拱坝施工仿真分析过程表现形式比较单一，主要是通过表格图表的方式进行表达，不能直观地表现出施工方案的优劣以及实时的施工偏差情况；四是对于施工仿真分析多是单向研究，对于实际施工情况的对比和反馈较少，表现形式也不够直观。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术提供一种基于BIM可视化技术的高拱坝施工全生命周期动态仿真分析方法，以实现利用BIM系统和施工仿真技术对大坝浇筑施工进行全过程的分析与控制，以保证大坝浇筑质量和按期完工。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种基于BIM可视化的高拱坝施工全生命周期动态仿真分析方法，主要包括：建立高拱坝浇筑BIM、基于BIM数据的施工仿真分析和实现施工进度控制；内容分别如下
[0006]步骤一、建立高拱坝浇筑BIM，包括：
[0007]1‑
1)根据设计资料建立大坝的三维模型，并划分为不同坝段；以施工实际要求以及仿真计划为基础将坝段划分为不同坝块；根据设计资料进行接缝灌浆区域划分；
[0008]1‑
2)将划分的坝块及灌浆区域进行编号，编号规则如下：
[0009]坝块编号：DB
‑
BDXX
‑
BKXX
‑
XXXXEL
‑
XX，大坝
‑
坝段编号
‑
坝块编号
‑
起始高程
‑
坝块高度；
[0010]灌浆区域编号：JF
‑
GQXX
‑
GFXX
‑
XXXXEL
‑
XX，其中每段字符依次表示的是：接缝
‑
灌区编号
‑
灌缝编号
‑
起始高程
‑
灌区高度；
[0011]1‑
3)通过高拱坝施工过程实时监控系统实时采集大坝施工信息，所述大坝施工信息包括施工进度信息、施工资源配置和浇筑信息，所述施工进度信息包括坝块浇筑数据与灌浆进度数据，所述施工资源配置包括缆机运行过程数据，并将以上信息建立编码，编码规则是：Target
‑
Object
‑
Attribute
‑
Time
‑
Value
‑
Unit，其中每段字符依次表示的是：施工对象
‑
观测对象
‑
观测属性
‑
观测时间
‑
观测值及单位；
[0012]1‑
4)确定步骤1
‑
1)所建立的大坝的三维模型与大坝施工信息的数据接口，以施工对象为连接，将步骤1
‑
3)获得的大坝施工数据与所述三维模型融合，构建所述三维模型、利用高拱坝施工动态仿真系统获得的仿真信息及利用高拱坝施工过程实时监控系统获得的大坝施工信息三者数据结构统一的高拱坝浇筑BIM；
[0013]步骤二、基于BIM数据的施工仿真分析，包括：
[0014]2‑
1)基于步骤一建立的高拱坝浇筑BIM，确定所述高拱坝施工动态仿真系统与所述高拱坝施工过程实时监控系统的数据接口，所述高拱坝浇筑BIM获取大坝施工信息；
[0015]2‑
2)所述高拱坝施工动态仿真系统将大坝施工信息进行统计分析，得到施工参数数据；采用贝叶斯更新方法，分别计算得到施工参数数据的先验概率和似然函数，再计算后验概率，得到更新后的仿真施工参数数据，实现所述高拱坝施工动态仿真系统施工参数的实时更新；
[0016]2‑
3)基于步骤2
‑
2)实时更新的仿真施工参数数据，利用所述的高拱坝施工动态仿真系统进行仿真分析计算，从而建立高拱坝施工进度方案，同时对该方案的接缝灌浆时段、灌区高度、最大悬臂高度、孔口部位分层方案、浇筑层厚、缆机台数进行优化分析，得到仿真分析结果即为所述的仿真信息；
[0017]2‑
4)将步骤2
‑
3)获得的仿真分析结果存入至仿真信息数据库，所述的高拱坝浇筑BIM根据仿真数据库中的仿真信息进行数据更新；
[0018]步骤三、施工进度控制，包括：
[0019]3‑
1)将步骤1
‑
3)实时采集到的大坝施工信息中的施工进度信息与原定施工计划的施工进度信息进行比较，并根据步骤2
‑
3)的仿真分析结果评价进度偏差对工期的影响；
[0020]3‑
2)根据步骤3
‑
1)对于施工进度偏差的评价结果进行动态调整和优化仿真，生成下阶段施工的调整方案和进度计划。
[0021]进一步讲，本专利技术步骤一中，建立的高拱坝三维模型与施工信息、仿真信息采用统一的编码方式，编码规则包括：
[0022]坝块编号：DB
‑
BDXX
‑
BKXX
‑
XXXXEL
‑
XX，表示为：大坝
‑
坝段编号
‑
坝块编号
‑
起始高程
‑
坝块高度；
[0023]灌浆区域编号：JF
‑
GQXX
‑
GFXX
‑
XXXXEL
‑
XX，表示为：接缝
‑
灌区编号
‑
灌缝编号
‑
起始高程
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM可视化的高拱坝施工全生命周期动态仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立高拱坝浇筑BIM，包括：1
‑
1)根据设计资料建立大坝的三维模型，并划分为不同坝段；以施工实际要求以及仿真计划为基础将坝段划分为不同坝块；根据设计资料进行接缝灌浆区域划分；1
‑
2)将划分的坝块及灌浆区域进行编号，编号规则如下：坝块编号：DB
‑
BDXX
‑
BKXX
‑
XXXXEL
‑
XX，大坝
‑
坝段编号
‑
坝块编号
‑
起始高程
‑
坝块高度；灌浆区域编号：JF
‑
GQXX
‑
GFXX
‑
XXXXEL
‑
XX，其中每段字符依次表示的是：接缝
‑
灌区编号
‑
灌缝编号
‑
起始高程
‑
灌区高度；1
‑
3)通过高拱坝施工过程实时监控系统实时采集大坝施工信息，所述大坝施工信息包括施工进度信息、施工资源配置和浇筑信息，所述施工进度信息包括坝块浇筑数据与灌浆进度数据，所述施工资源配置包括缆机运行过程数据，并将以上信息建立编码，编码规则是：Target
‑
Object
‑
Attribute
‑
Time
‑
Value
‑
Unit，其中每段字符依次表示的是：施工对象
‑
观测对象
‑
观测属性
‑
观测时间
‑
观测值及单位；1
‑
4)确定步骤1
‑
1)所建立的大坝的三维模型与大坝施工信息的数据接口，以施工对象为连接，将步骤1
‑
3)获得的大坝施工数据与所述三维模型融合，构建所述三维模型、利用高拱坝施工动态仿真系统获得的仿真信息及利用高拱坝施工过程实时监控系统获得的大坝施工信息三者数据结构统一的高拱坝浇筑BIM；步骤二、基于BIM数据的施工仿真分析，包括：2
‑
1)基于步骤一建立的高拱坝浇筑BIM，确定所述高拱坝施工动态仿真系统与所述高拱坝施工过程实时监控系统的数据接口，所述高拱坝浇筑BIM获取大坝施工信息；2
‑
2)所述高拱坝施工动态仿真系统将大坝施工信息进行统计分析，得到施工参数数据；采用贝叶斯更新方法，分别计算得到施工参数数据的先验概率和似然函数，再计算后验概率，得到更新后的仿真施工参数数据，实现所述高拱坝施工动态仿真系统施工参数的实时更新；2
‑
3)基于步骤2
‑
2)实时更新的仿真施工参数数据，利用所述的高拱坝施工动态仿真系统进行仿真分析计算，从而建立高拱坝施工进度方案，同时对该方案的接缝灌浆时段、灌区高度、最大悬臂高度、孔口部位分层方案、浇筑层厚、缆机台数进行优化分析，得到仿真分析结果即为所述的仿真信息；2
‑
4)将步骤2
‑
3)获得的仿真分析结果存入至仿真信息数据库，所述的高拱坝浇筑BIM根据仿真数据库中的仿真信息进行数据更新；步骤三、施工进度控制，包括：3
‑
1)将步骤1
‑
3)实时采集到的大坝施工信息中的施工进度信息与原定施工计划的施工进度信息进行比较，并根据步骤2
‑
3)的仿真分析结果评价进度偏差对工期的影响；3
‑
2)根据步骤3
‑
1)对于施工进度偏差的评价结果进行动态调整和优化仿真，生成下阶段施工的调整方案和进度计划。2.根据权利要求1所述的一种基于BIM可视化技术的高拱坝施工全生命周期动态仿真分析方法，其特征在于：所述的步骤1
‑
3)中，建立的高拱坝三维模型与施工信息、仿真信息采用统一的编码方式，编码规则为：
坝块编号：DB
‑
BDXX
‑
BKXX
‑
XXXXEL
‑
XX，表示为：大坝
‑
坝段编号
‑
坝块编号
‑
起始高...

【专利技术属性】
技术研发人员：任炳昱，关涛，王晓玲，吴斌平，佟大威，宋文帅，陈普瑞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：