数字孪生智慧梁场功能需求分析与系统架构研究

智慧梁场的核心是提高效率,而数字孪生是连接真实物理梁场和数字虚拟世界的最佳纽带,将两者结合对驱动智慧梁场实现全面智能制造具有重要作用。针对目前梁场在三维模型可视化、多软件数据交换、产前和产后应用及智能决策支持等方面所存在的问题,从真实物理梁场、虚拟梁场、梁场管控系统及梁场孪生数据共四个方面对数字孪生智慧梁场的功能需求进行较为全面的分析。在此基础上,提出了数字孪生智慧梁场的系统架构设计,并对该系统所包括的物理实体层、孪生模型层、数据层、协同服务层和应用层进行了研究和阐述,为今后的数字孪生智慧梁场的建设提供参考。     

基于数字孪生的山岭地区高速公路施工进度管理研究

本研究将数字孪生技术引入高速公路施工进度管理,提出了利用BIM参数化建模和实景建模技术构建山岭地区高速公路数字孪生模型的方法,设计了基于蓝牙技术、GPS技术及ZigBee技术的数据采集和映射方案,并在此基础上构建了基于数字孪生的进度推演模型。本文以雷榕高速公路工程项目为依托,利用数字孪生模型和数据采集技术实时获取现场工程量和进度影响信息数据,通过数据驱动的方式构建进度推演模型,使施工过程中的进度安排、资源配置更加合理,减少由于工期延误造成的成本问题或赶工引发的质量问题。     

桥梁预制梁场智慧建造数字孪生技术研究——以京雄高速公路网SG5标段为例

数字孪生是指对物理模型建立一个数字孪生体,通过传感器数据更新,可以在虚拟数字孪生体中完成对物理模型全生命周期的新兴仿真技术。在制造领域应用数字孪生技术可以对制造进行实时检测,并通过合理反馈提高生产质量和生产效率。京雄高速公路网SG5标段的桥梁占比高达99.5%,需要大量预应力钢筋混凝土T型梁。为节约工期,建立了"智慧"梁场和数字孪生的线上协同管理平台,阐述了数字孪生技术在预制梁场中的应用。     

桥梁预制装配的BIM施工管理平台设计

以某匝道预制拼装项目为例, 根据建设单位和施工单位的需求定制开发了基于BIM模型的施工管理平台, 在平台上实现了施工进度管理, 预制构件状态信息查询统计, 施工监测监控信息的实时查询以及工程项目文件, 工程图纸等管理。     

基于数字孪生的预制建筑全生命周期管理应用研究

当前,我国预制建筑信息化管理水平较低,现实空间的建造活动仍不能借助信息技术实现全面实时掌控,常导致资源浪费严重、建造效率过慢和质量问题。通过现实空间与虚拟空间之间的信息交互可以推进建筑产业变革,进而突破现存的重要瓶颈问题。从全生命周期管理视角出发,分析预制建筑在设计、制造、现场装配和运维等各阶段存在的问题,基于数字孪生五维结构模型,提出全生命周期管理应用体系框架。在此基础上,详细阐述数字孪生技术在各阶段的实施途径。数字孪生技术的应用可为提升预制建筑信息化管理效率提供一种新的工具。     

装配式建筑施工过程数字孪生建模方法

大力发展装配式建筑是提高传统建造方式工业化程度的必经之路。数字孪生可作为实现智能建造理念目标的关键技术,进而将数字孪生运用到建筑施工阶段是提高装配式建筑施工过程信息化和智能化的关键之策。为此,提出了施工领域数字孪生框架,并从物理施工现场实体建模、数字孪生虚体建模、虚实交互关联建模的角度,提出了基于数字孪生的装配式施工过程空间维度建模理论;进一步,对时空演化数据建模理论进行研究,提出了装配式施工过程演化建模方法和海量数据关联建模方法。结合某装配式建筑工程,应用所提出的数字孪生建模方法,对项目施工过程中的吊装安全风险进行管理,证明了该建模方法的可行性和有效性。该数字孪生建模方法可提高装配式吊装过程中信息化和智能化水平,对数字孪生理论在建筑行业的应用奠定了基础。     

基于Dynamo的预制梁场施工进度动态控制研究

随着我国基础设施建设的快速发展,桥梁建设规模逐渐扩大,预制拼装法因为其快速高效、节能环保等优点被越来越多地应用到工程中。而现阶段,预制梁场的管理多根据技术人员的经验,常常因为缺少计划导致管理混乱和资源浪费。论文针对具体工程项目,利用BIM技术创建预制梁场三维模型,基于Dynamo可视化编程软件实现预制梁场施工进度动态控制,对提高预制梁场的生产效率和管理水平具有指导意义。     

基于三维点云配准的矩形隧道管片预拼装方法研究

对于隧道建设施工质量和安全而言,工厂预制的隧道管片能否正常拼装,拼装精度的测设至关重要。通过实例工程,介绍了基于三维点云配准的矩形隧道管片预拼装方法,从点云配准原理、虚拟拼装步骤、拼装效果等方面阐述这种适应于矩形隧道衬砌管片的预拼装方法。实际应用效果表明,该管片预拼装方法精度高,对人工和场地环境要求低,是一种不错的施工现场隧道管片安装精度测设和复核手段。     

钢梁混凝土桥面板预制拼装技术应用及分析

传统的路桥项目，主要是在施工现场搭设“满堂支架”法进行作业，现在军工路项目坚持“低碳、环保、绿色”的建筑工业化发展道路，大力进行“桥梁全预制拼装”技术革新和推广，预制拼装率达95%，把绝大部分现场的混凝土现浇放到后场进行工厂化生产和管理，提高了生产效率，减轻了现场施工空间限制及安全管理的压力，切实改善了施工现场工人的劳动条件和提高了安全保障，促进了机械化施工水平的提升。军工路项目钢梁混凝土桥面板预制拼装，属于桥梁全预制拼装重要一环，经过不断优化调整，已较好地解决了后场预制和现场拼装的匹配及快速安装问题，同时对混凝土桥面板预制拼装精度和质量控制也提出了更高要求。     

面向数字孪生基于CIM平台的数据治理研究

数字孪生是数字化转型的重要落脚点, 数据治理是数字孪生物理实体与虚拟实体交互融合的核心, 城市信息模型CIM平台是面向数字孪生的数据治理的重要支撑平台。本文分析了面向数字孪生数据治理的范围与内容, 基于CIM平台提出了数据治理框架, 对基于工作流的数据治理与基于分层分级的多源数据可视化等技术进行了研究, 提炼出上海市CIM平台数据治理建设成果。通过研究与实践证明, 本文提出的数据治理框架具有可行性、扩展性和开放性, 可为数字孪生背景下数据治理研究与应用实践提供参考。     

基于数字孪生的城市公园产汇流可视化模拟——以天津梅江公园为例

公园是城市生态系统与城市景观的重要组成部分。当前,公园规划设计与雨洪管理多基于设计师的个体理解和经验积累,缺乏量化分析与精准化模拟方法。对公园各类要素的有效监测及对产汇流的科学分析与客观模拟是新时期城市公园管理的重点内容。基于数字孪生的城市公园产汇流可视化模拟方法为公园雨水径流分析提供了准确高效的新手段。本研究以天津梅江公园为例,利用UAV航测获取公园正射影像、全景照片等基础数据;通过倾斜摄影建模技术获取高精度三维实景模型;基于Rhino+Grasshopper参数化平台,将公园空间模型划分为地形层、水体层、道路与广场层、植被层、设施层五个层级,并为不同层级赋予对应属性信息,构建公园数字孪生系统。将公园产汇流可视化模拟作为数字孪生系统的主要实现内容,通过粒子系统法建立公园雨水径流模拟程序,在公园数字孪生系统中进行雨水路径模拟分析。作为景观空间暴雨内涝风险管理依据,研究结果可为公园规划布局优化与海绵化改造提升提供参考。     

装配式建筑吊装安全风险管理数字孪生模型建立方法

装配式建筑因其施工方便、绿色环保等优点被大力推广。吊装作业作为装配式建筑施工过程的关键环节,其涉及的安全管理要素多且关系复杂。目前的吊装安全风险管理方法仍存在智能化水平低、预测精确度无法保证、安全管理要素无法实时控制等问题。针对以上吊装安全风险管理问题,本文将数字孪生概念引入吊装安全风险管理领域,分析了吊装安全风险诱发因素,搭建了面向吊装安全管理的数字孪生框架,阐述了数字孪生模型的运行机制。同时,针对数字孪生建模这一关键问题,提出物理吊装过程、虚拟吊装过程、虚实信息交互的建模方法,并在某项目中进行实际应用,验证了方法的有效性,为数字孪生在吊装安全风险管理方面的应用提供了理论支撑与技术支持。     

数字孪生技术在建筑工程中的应用研究综述

为促进数字孪生技术在提升建筑工程建造水平中的应用,本文以文献统计分析、计量学分析、文献内容分析等为主要研究手段,对国内外数字孪生技术在建筑工程领域的学术研究论文进行梳理总结。结果表明,数字孪生技术在设计阶段的应用覆盖了规划设计、概念设计、初步设计、深化设计与模拟仿真等方面;在施工阶段主要集中于施工过程监管、质量、安全控制和人材机管理等方面;在运维阶段主要集中在设备设施管理、维修管理、运维监控、能耗监控和结构安全监测等领域。但当前现有多数工作仍然只停留在模型展示、数据可视化等数字孪生初级使用阶段。未来针对面向建筑工程的数字孪生信息模型、数字孪生平台以及数字孪生技术与建筑工程管理模式融合的研究将成为新的热点。     

基于VGE理念的高山滑雪数字孪生关键技术研究与应用

国家高山滑雪中心工程以3D建模场景与工程现场视频监控、物联网传感数据有机结合,以虚拟地理环境(VGE)理论为指导,并基于GIS-BIM技术、物联网技术、多源数据融合技术和模拟仿真技术,以及高山滑雪项目施工现场静态-动态、环境-行为的智慧工地管理时空环境融合构建技术,打造智慧建造施工现场数字孪生综合管理平台,实现对大规模建造项目的可视化智能监管,保证实时获取安全报警信息,及时处理设备故障及违章操作,为2022年北京冬奥会高山滑雪项目提供安全保障。     

面向城市水安全保障的数字孪生应用研究综述

数字孪生技术正在城市水安全保障领域快速应用发展。文章对面向城市水安全保障的数字孪生应用现状进行梳理分析,阐释基于数字孪生的城市水安全保障体系框架,从感知采集层、基础设施层、数据层、模型层、知识层和应用层介绍数字孪生体系中的关键技术及能力需求;综述了数字孪生在城市水安全保障中的应用进展,包括防洪减灾、水资源节约集约安全利用、水生态保护和水利工程智能化内容;介绍典型城市的水利数字孪生平台建设进展及其应用成效;总结数字孪生在城市水安全保障领域深度应用面临的挑战并提出展望,旨在为融合数字孪生技术的城市水安全保障能力建设提供借鉴和参考。     

基于数字孪生的智慧建筑系统集成研究

在总结分析智慧建筑系统集成技术与行业现状基础上,剖析目前智慧建筑系统集成尚存的难点,提出基于数字孪生理论的工程全生命周期系统集成模式,即智慧建筑数字孪生系统集成法。给出了基于组态软件平台的数字孪生建筑集成系统开发实现方法,指出基于数字孪生建筑集成系统的一个突出趋势是共享化。设施、工具、信息、数据、服务等都可以通过共享平台实现共享和交换。建议城市信息模型(CIM)宜采用基于模型的复杂系统工程思维,在数字孪生建筑互联互通基础上建立,这也是当前快速构建CIM的一条可行路径。     

数字孪生驱动的预应力混凝土挂篮仿真分析与施工指导

在连续刚构桥施工过程中，存在着安全风险高、管理模式粗放的问题，严重影响项目的进度和质量。本研究提出了数字孪生驱动的预应力混凝土挂篮仿真分析与施工指导方法。以菲律宾EP桥项目为例，分析了项目的难点和数字孪生的应用价值，形成了数字孪生技术与挂篮仿真与施工的融合机理。在此基础上，建立了刚构渡槽挂篮的智能化仿真模式并建立了挂篮的高保真模型。面向施工全过程建立了数字孪生驱动智能化管控机制。在该机制中实现了挂篮拼装、行走和拆除的高效精准实施。最终，将研究方法应用于工程项目，有效规避了施工安全风险并显著提高了施工管理的智能化和信息化水平，为类似的工程实践提供了参考。     

考虑拼接误差的高速公路钢箱梁桥预制节段拼装施工方法

为了降低拼装梁长与转角误差,提升整体拼装精度,本文以考虑拼接误差为前提,研究高速公路钢箱梁桥预制节段拼装施工方法.以某高速公路钢箱梁桥工程为例,确定其预制节段拼装线形,加工预制节段并设计拼装胎架,依据确定的线形运用拼装胎架预拼装各预制节段,及时调整各预制节段尺寸误差,分段运送各节段至施工现场,定位节段位置并据此拼装各节...     

BIM与AR技术结合在施工质量控制中的应用

BIM技术在施工现场管理中,无法将承载着大量数据信息的三维模型与现场实际环境进行实时交互,基于此,提出了将BIM与AR技术结合在施工现场管理中的应用研究,即利用AR技术能在真实环境中与虚拟三维模型实时交互的功能,贯通虚拟模型与真实施工现场的信息实时交互,以提高工程质量控制和经济效益。     

平陆运河马道枢纽建设纪实

<正>劈山，开河！站在188米高的护坡向下望，施工现场上，数百辆工程车往来穿梭，挖掘机轰隆争鸣，世界最大内河省水船闸枢纽正渐具雏形。不远处的数字化管理中心，作业车辆的位置信息、车速和油耗等数据，实时显示在数字孪生沙盘屏幕上，实现施工全过程数据监控监测。这里是广西平陆运河第一梯级枢纽——马道枢纽施工现场。