CIMCityInformationModeling,城市信息模型,与BIM概念相对应,它将作用对象从单个建筑物或项目群扩大到整个城市,是对城市各要素及其时间、空间信息的数字化表达。从技术层面讲,城市信息模型是大场景GIS加小场景BIM加IOT的有机综合体。BIM与GIS可以在大范围的自然环境里提供不同尺度的建筑对象可视化,而IOT可以将实时的信息流反馈到数字模型当中,使CIM平台呈现客观世界所有的状态,即我们经常说到的“数字孪生概念。BIM技术已经逐步向建造阶段发展,目前使用计算机针对设计方案、工程现场和运维环境模拟预判的技术已经形成了丰富而成熟的开发和市场环境。但基于BIM的模拟计算成果如何反映到施工现场进行智慧建造,则需要通过直接用于施工实体的设备手段来实现。
目前国内对于BIM相关智能设备的应用,大部分还是由国外设备公司如天宝、法如、莱卡等老牌精密仪器集团提供,他们基于传统产品创新研发和生产了一系列高度集成化、可与BIM模型集成的智能设备。但是最大的问题在于设备 *** 作流程不一定符合国内工程习惯,产出的数据成果无法被国内建筑业直接认可,这也造成该类设备一定的推广阻力。
1 、可穿戴式视觉仿真设备
扩展现实(XR)是总称术语,适用于所有计算机生成的环境,可以合并物理和虚拟世界,也可以为用户创建完全身临其境的体验。扩展现实类技术在建筑领域的应用是一种融合跨界的综合技术,主要分为三类:
(1)虚拟现实(Virtual Reality,简称VR) 是一种可以创建和体验虚拟BIM空间的计算机仿真系统。利用BIM模型在计算机中生成模拟环境,通过多源信息融合、交互式的三维动态实景和实体行为的系统仿真,使用户沉浸到该环境中进行BIM的交互体验。
该类VR代表设备有HTC Vive、Oculus
Rift、Playstation VR,整套系统一般包括全视角包裹头盔装置、运行主机、交互手柄以及空间定位装置,其开发生态环境在扩展显示类设备中最为成熟,与建筑领域相关的应用较为丰富。
针对交互需求的进一步挖掘,各类高效和专业技术公司也研发了诸如万向跑步机、蛋椅驾驶舱等联动体感设备,但相较于高昂的价格,其体验效果并不显著,多用于新技术的阶段性成果展示。
另一种虚拟全景技术又称三维全景虚拟现实(也称实景虚拟),是基于全景球形图像将目标BIM场景进行沉浸式展示的技术。全景(Panorma)是把环360°导出的多组照片拼接成一个全景图像,通过计算机技术实现全方位互动式观看的建筑真实场景还原展示方式。该项技术的使用仅需要一个可两片装凸透镜的盒子和普通智能手机,通过APP中的VR横向分屏功能,即可体验沉浸式全景漫游的体验。该类设备轻便简易,交互功能虽然简单,但可用于轻量化浏览建筑效果或工艺做法,成本低廉。
(2)增强现实(Augmented Reality,简称AR) 是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度,并加上响应BIM模型的技术。该技术的目标是在屏幕上把虚拟BIM模型套在现实世界并进行互动。代表的专业设备如Google Glass,目前大部分智能移动电子设备均有相关功能,其设备体验效果的核心除了BIM模型本身和响应动作之外,硬件效果主要在于设备计算芯片的算力和光学方案的显示效果,即设备配置越高,软件交互制作越精良,体验感越佳。
(3)混合现实(Mixed Reality,简称MR) 是通过智能可穿戴设备技术,将现实世界与BIM模型相叠加,从而建立出一个新的环境,以及符合一般视觉上所认知的虚拟影像,在这之中,现实世界中的实物能够与虚拟世界中的物件共同存在并即时的产生互动,因此设备中会有一套SLAM系统对周边环境进行实时扫描,并需要CPU在设备里创建一个三角网虚拟世界与BIM模型进行互动,因此MR技术是目前扩展显示类设备中技术含量最高的一种,其硬件和配套软件成本也相对较高。
混合现实技术的代表设备是微软公司的HOLOLENS系列,目前已发布第二代产品。另外,天宝公司联合Hololens开发的XR10将安全帽与设备结合到一起,更适合工地环境,并且通过三个非平行平面来让模型与现实空间进行结合,使等比模型与现实空间的叠合误差大大缩小,在某些程度上具备了取代施工现场放线工序的潜力,不过该类设备的通病都是在强光的室外环境视觉效果较差,视角范围也不是沉浸式全覆盖,需要适应和调整。
目前混合现实技术的生态与建筑业深度结合的设备和系统还未成熟,投入进行开发的市场环境单一,能够满足国内建筑业使用需求的软件较少。
2 、数字化施工设备
数字化施工类设备是将目前行业内常用的工程装备进行数字化升级或改良后,能够接收BIM作为 *** 作依据进行实体施工、测量的设备仪器。目前行业使用较多的为智能全站仪、无人飞行器、三维激光扫描仪、数字化土方施工机械等几大类设备。这类设备的特征都是能够接收BIM模型及数据,机器直接读取数据后在设备中自动建立三维空间坐标系,通过自动化的机械手段进行作业。在异形三维空间的快速放线、现场施工实体数据采集、大体量土方挖掘方面对施工效率有很大的提升。
(1)智能全站仪在业内更多被称为放线机器人 ,目前国内市场占有率最高的是美国天宝公司生产的RTS系列全站仪,该全站仪主要由通过红色激光指示测量放样点位的全站仪主机,用于控制、选择测量或放样点的 *** 作手册以及配套的三脚架和棱镜套装组成。
智能全站仪能够基于BIM模型进行放线,因此可以承载比平面图更多的建筑信息,在异形结构、MEP系统中有着非常明显的优势,能够节省大量的现场放线人员工作,其放线精度也能提高到毫米级。
但由于 *** 作习惯、方法与传统的放线形式有较大区别,实际 *** 作仪器的测量工程师在前期需要重新学习,除了需要学习通过触控平板电脑进行仪器的 *** 作和数据的分类储存之外,对于BIM模型的处理,也与传统根据二维图纸的形式有很大不同,因此需要项目团队成员进行基于三维模型施工的培训和经验积累,才能达到更好的效率。
(2)无人飞行器, 是目前建筑业勘察、施工阶段的常用设备。普通房建项目一般配备小型多旋翼飞行器搭载一个高清摄像头的设备,手机APP或者自带的遥控装置,用于高空实景拍摄。一般代表设备有大疆精灵、御等系列产品,但在高精度航拍勘测领域,则需要采买或定制专业无人机,价格则按照具体需求差别较大。
(3)物联网类设备。 随着智慧工地系统的兴起,智慧工地大脑的自动分析功能在行业越来越被重视,基于真实数据进行自动分析的应用可以为管理人员节省大量的重复劳动工作,但如何获得大量真实有效的工程数据,则需要物联网技术的支持,因此物联网设备是现在智慧工地实现的基础。
一般物联网数据都是由不同的传感器网络来采集和传递,传感器技术在工业领域已经非常成熟。在建筑业中,物联网传感器单点数据量较小,一般2G网络也可以达到实时传输效果。因此,物联网数据是否好用,取决于传感器的质量和平台数据算法的设计,在复杂多变的环境下,许多需要暴露在外的传感器十分容易受到现场其他因素影响,导致异常的数据结构,需要定期进行人工检查。
(4)混凝土3D打印 ,3D打印作为一种近年崛起的增材建造技术,已在模具制造、工业设计等领域取得较多成果。基于挤压层积式3D打印混凝土技术,在无需模板支撑的情况下,将水泥砂浆的挤出条状物逐层堆积,逐步打印构件,是建筑领域的全新尝试。可以实现异形化施工,使建筑物摆脱单调的几何形状限制,极大地推动建筑领域机械化、智能化、个性化以及安全化的进程。目前国内已有多个建筑业龙头企业尝试过3D打印一些低层建筑,正在广泛探索这种建造方法在基础设施、住宅和公建领域结构中的可行性。现有的问题主要集中于3D打印混凝土构件的特殊力学性能导致其与现有的工程规范难以匹配,以及材料和施工成本的效益价值问题。
(5)工艺机器人 ,从施工技术出发所研制的施工工艺机器人,例如砌砖机器人、搬运机器人、焊接机器人和装饰板施工机器人等都是国际工程行业讨论的话题,这些机器人能够在某些占据大量重复劳动且复杂程度不高的工艺上起到非常大的作用。国内代表的机器人企业则是碧桂园旗下的博智林科技公司,相关数据显示,碧桂园集团现有在研建筑机器人50余款,覆盖主要建筑工艺工序。其中,近40款投放工地测试应用,10余款进入产品化阶段。国外一些实验室正在研究通过增加传感器和算法,让机器人能够识别 *** 作复杂构件的形状,并且能够跟其他工种的机器人进行合作,在复杂的施工现场也能自我学习和修正,有极大的应用潜力。
BIM特点
应用的价值方面:
新技术的革新都将伴随模式的变革,而BIM在项目的落地不仅仅是把模型建好、把数据做出来,更重要的是结合项目的管理,融入现有的管理模式,和管理强结合,进而优化流程和制度。
BIM的协作可以将管理前置,降低风险,让上下游各方直接受益。
基于BIM平台的信息交互方式使得项目管理各参与方信息共享和透明,将原来各自为利的状态转化为追求项目成功的共同利益,从而实现各自利益最大化,推动管理模式的革新与升级。
平台的选择方面:
BIM的数字化属性与云计算、大数据、物联网、移动技术、智能技术具有天然结合优势,这为搭建多方数据信息协同的应用平台提供了支撑。
推动企业BIM应用发展将会经历一段过程,在选择BIM平台时就需要从多方面考虑。值得一提的是,随着企业应用项目数量的不断积累, BIM平台的信息数据安全就将成为企业最为关心的一大问题。
关于bim在勘察设计阶段的应用内容目前最不成熟的是规范验证。
建筑信息模型是建筑学、工程学及土木工程的新工具。建筑信息模型或建筑资讯模型一词由Autodesk所创的。
它是来形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。当初这个概念是由Jerry Laiserin把Autodesk、奔特力系统软件公司、Graphisoft所提供的技术向公众推广。
扩展资料:
在工程勘察阶段可通过BIM三维立体的可视化特点对拟建工程项目基地的地质情况进行直观的展示。结合有限元分析可对该地质情况作出定量化的分析,其分析结果可作为项目选址与地基基础设计的重要参考依据。
传统设计模式:设计周期较长,需要按照先后顺序,依次完成建筑设计、结构、设备等模型的搭建,设计耗时长。
BIM协同设计:不同的专业可在BIM协同平台平行设计,同时进行建筑、结构、设备等模型的设计,大大缩减设计周期。
一、BIM物联网是什么“互联网+”的概念被正式提出之后迅速发酵,各行各业纷纷尝试借助互联网思维推动行业发展,建筑施工行业也不例外。BIM技术的诞生,证明了即使是最为传统的建筑行业也可以使用上大数据的管理方式,通过数据信息的反馈与管理,更好的完成整体的工程项目。物物相连的物联网是新一代信息技术的重要组成部分,通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议将物品与互联网相连进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
BIM与物联网的关系中,BIM是基础数据模型,是物联网的核心与灵魂。物联网技术是在BIM技术的基础上,将各类建筑运营数据通过传感器收集起来,并通过互联网实时反馈到本地运营中心和远程用户手上。
二、BIM与物联网结合对运维的价值 1、设备远程控制。把原来商业地产中独立运行并 *** 作的各设备,通过RFID等技术汇总到统一的平台上进行管理和控制。一方面了解设备的运行状况,另一方面进行远程控制。例如:通过RFID获取电梯运行状态,是否正常运行,通过控制远程打开或关闭照明系统。
照明、消防等各系统和设备空间定位。给予各系统各设备空间位置信息,把原来编号或者文字表示变成三维图形位置,这样一方面便于查找,另一方面参看也更直观更形象。例如:通过RFID获取大楼的安保人员位置;消防报警时,在BIM模型上快速定位所在位置,并查看周边的疏散通道和重要设备。
2、内部空间设施可视化。现代建筑业发端以来,信息都存在于二维图纸和各种机电设备的 *** 作手册上,需要使用的时候由专业人员自己去查找信息、理解信息,然后据此决策对建筑物进行一个恰当的动作。利用BIM将建立一个可视三维模型,所有数据和信息可以从模型里面调用。例如:二次装修的时候,哪里有管线,哪里是承重墙不能拆除,这些在BIM模型中一目了然,在BIM模型中就可以看到不同区域属于哪些租户,以及这些租户的详细信息。
3、运营维护数据累积与分析。商业地产运营维护数据的积累,对于管理来说具有很大的价值。可以通过数据来分析目前存在的问题和隐患,也可以通过数据来优化和完善现行管理。例如:通过RFID获取电表读数状态,并且累积形成一定时期能源消耗情况;通过累积数据分析不同时间段空余车位情况,进行车库管理。
在新的时代中,BIM技术与物联网技术可以说是十分相似的,因此在使用时,两个技术对于运维也同样是缺一不可,如果没有物联网技术,那运维还是停留在目前靠人为简单 *** 控的阶段,没有办法形成一个统一高效的管理平台。如果没有BIM技术,运维没有办法跟建筑物相关联;没有办法在三维空间中定位;没有办法对周边环境和状况进行系统的考虑。
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