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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及三維,尤其是涉及一種基于三維設計的二三維同步交付的方法及系統。
技術介紹
1、現有技術中,在當今建筑工程設計領域,二維軟件設計占據主導地位。然而,隨著城市化的高速發展,這種傳統的二維圖形設計方式逐漸暴露出諸多問題,難以滿足城市發展的各項需求,一方面,二維設計在工程建設階段存在明顯不足,它不能針對項目需求及時提供任一部位的三維形態,這給施工過程帶來了一定的困擾。施工人員難以直觀地了解建筑結構的復雜部位,對施工的指導作用有限。例如,在一些關鍵節點的施工中,二維圖紙可能無法清晰地展示出構件之間的連接關系和空間位置,導致施工過程中可能出現錯誤理解和操作,影響施工進度和質量。
2、另一方面,二維設計在工程交付運維階段也無法發揮有效作用。二維設計不能將建筑的所有信息及時地表達與存儲,后期難以與數字城市建設進行高效銜接。在數字化管理和運維日益重要的今天,這無疑是一個重大的缺陷。無法實現對項目的實時監控和能源管理,增加了運維成本,也不利于城市的智能化發展,尤其是在新興的城市數字化建設、數字化管理及智能化運維等方面,二維圖形的局限性愈發凸顯,它無法滿足對建筑進行全方位、多角度的展示和分析需求,也不能為城市的智能化決策提供足夠的支持。現階段需要一種基于三維設計的二三維同步交付的方法及系統。
技術實現思路
1、為了解決二維設計不能清晰表達建筑信息以及難以實現數字化管理和運維的問題,本專利技術提供一種基于三維設計的二三維同步交付的方法及系統。
2、第一方面,本專利技術
3、一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,包括
4、根據項目初始資料及設計任務書獲取正式方案文件;
5、基于正式方案文件進行初步三維模型的建立,包括建立項目標高及軸網,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面項目要素;
6、利用初步三維模型進行初步設計二三維交付模型,包括導出二維圖紙時采用智能標注,同時結合大數據分析對歷史項目的材料用量進行分析和預測;
7、根據初步設計的二三維交付模型進行施工圖三維模型建立,包括采用虛擬現實和增強現實技術深化布置項目模型,并運用拓撲優化算法進行模型深化;
8、基于施工圖三維模型建立構建最終的二三維交付模型,包括根據不同的使用需求和標準,調整圖紙的格式和內容;
9、根據最終的二三維交付模型進行三維模型的延伸,包括施工階段延伸和項目交付運營階段延伸。
10、進一步地,所述建立項目標高及軸網,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面項目要素,包括通過三維激光掃描獲取物體表面的點云數據,利用點云配準算法將掃描得到的點云數據與bim模型進行匹配,用于計算出實際施工與設計之間的偏差。
11、進一步地,所述建立項目標高及軸網,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面項目要素,還包括運用有限元分析算法,對結構的力學性能進行精確模擬和優化,通過將結構離散為有限個單元并計算每個單元內的結點位移,根據應變與位移的關系以及應力與應變的本構關系得到單元剛度矩陣,根據單元剛度矩陣得到結構的位移和應力分布,最后利用遺傳算法進行管線布局優化。
12、進一步地,所述結合大數據分析對歷史項目的材料用量進行分析和預測,包括利用回歸分析算法建立材料用量與項目特征之間的關系模型,通過對歷史數據進行訓練,確定回歸系數,并根據項目特征預測材料用量,所述關系模型表示為:
13、,
14、其中,表示為材料用量,表示為項目特征,表示為回歸系數,表示為誤差項。
15、進一步地,所述采用虛擬現實和增強現實技術深化布置項目模型,包括利用三維渲染算法來呈現逼真的場景,通過計算光線與物體的交互確定像素的顏色,最后利用跟蹤注冊算法確定虛擬信息在真實場景中的位置和方向,其中,三維渲染算法表示為:
16、,
17、其中,表示為像素的顏色,表示為光源的顏色和強度,表示為物體的材質屬性,表示為光線在物體表面的反射和折射系數。
18、進一步地,所述運用拓撲優化算法進行模型深化,包括根據目標函數計算最小化材料體積,建立為結構性能約束的約束條件,通過優化算法求解得到最優的結構,其中,結構性能約束包括強度約束、剛度約束和穩定性約束。
19、進一步地,所述施工階段延伸和項目交付運營階段延伸,包括利用區塊鏈方法查看構件屬性信息和提取材料表,對于構件屬性信息,通過計算哈希值并對比重新計算的哈希值與存儲在區塊鏈上的哈希值以驗證信息真實性,施工階段利用三維模型進行子項劃分和工序安排,通過甘特圖展示施工進度計劃,利用關鍵路徑法確定項目的關鍵工序和工期。
20、第二方面,一種基于三維設計的二三維同步交付的系統,包括:
21、數據獲取模塊,被配置為:根據項目初始資料及設計任務書獲取正式方案文件;
22、初步模型模塊,被配置為:基于正式方案文件進行初步三維模型的建立,包括建立項目標高及軸網,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面項目要素;
23、預測模塊,被配置為:利用初步三維模型進行初步設計二三維交付模型,包括導出二維圖紙時采用智能標注,同時結合大數據分析對歷史項目的材料用量進行分析和預測;
24、模型模塊,被配置為:根據初步設計的二三維交付模型進行施工圖三維模型建立,包括采用虛擬現實和增強現實技術深化布置項目模型,并運用拓撲優化算法進行模型深化;
25、轉換模塊,被配置為:基于施工圖三維模型建立構建最終的二三維交付模型,包括利用智能轉換算法,根據不同的使用需求和標準,調整圖紙的格式和內容;
26、延伸模塊,被配置為:根據最終的二三維交付模型進行三維模型的延伸,包括施工階段延伸和項目交付運營階段延伸。
27、第三方面,本專利技術提供一種計算機可讀存儲介質,其中存儲有多條指令,所述指令適于由終端設備的處理器加載并執行所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法。
28、第四方面,本專利技術提供一種終端設備,包括處理器和計算機可讀存儲介質,處理器用于實現各指令;計算機可讀存儲介質用于存儲多條指令,所述指令適于由處理器加載并執行所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法。
29、綜上所述,本專利技術具有如下的有益技術效果:
30、1、本專利技術通過利用三維激光掃描技術建立項目標高及軸網,獲取更準確的空間數據,減少人工測量誤差,提高測量效率,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面等項目要素,通過調整參數即可快速生成不同尺寸和形狀的構件,方便設計修改。
31、2、本專利技術通過運用有限元分析算法對結構的力學性能進行精確模擬和優化,確保結構的安全性和可靠性,提前發現潛在問題并進行優化設計,利用遺傳算法進行管線布局優化,減少管線交叉和碰撞,提高空間利用率,為后續施工創造良好條件。
32、3、本專利技術結合?bim?協同平臺和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述建立項目標高及軸網,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面項目要素,包括通過三維激光掃描獲取物體表面的點云數據,利用點云配準算法將掃描得到的點云數據與BIM模型進行匹配,用于計算出實際施工與設計之間的偏差。
3.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述建立項目標高及軸網,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面項目要素,還包括運用有限元分析算法,對結構的力學性能進行精確模擬和優化,通過將結構離散為有限個單元并計算每個單元內的結點位移,根據應變與位移的關系以及應力與應變的本構關系得到單元剛度矩陣,根據單元剛度矩陣得到結構的位移和應力分布,最后利用遺傳算法進行管線布局優化。
4.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述結合大數據分析對歷史項目的材料用量進行分析和預測,包括利用回歸分析算法建立材料用量與項目特征之間的關系模型,通過對歷史數據
5.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述采用虛擬現實和增強現實技術深化布置項目模型,包括利用三維渲染算法來呈現逼真的場景,通過計算光線與物體的交互確定像素的顏色,最后利用跟蹤注冊算法確定虛擬信息在真實場景中的位置和方向,其中,三維渲染算法表示為:
6.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述運用拓撲優化算法進行模型深化,包括根據目標函數計算最小化材料體積,建立為結構性能約束的約束條件,通過優化算法求解得到最優的結構,其中,結構性能約束包括強度約束、剛度約束和穩定性約束。
7.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述施工階段延伸和項目交付運營階段延伸,包括利用區塊鏈方法查看構件屬性信息和提取材料表,對于構件屬性信息,通過計算哈希值并對比重新計算的哈希值與存儲在區塊鏈上的哈希值以驗證信息真實性,施工階段利用三維模型進行子項劃分和工序安排,通過甘特圖展示施工進度計劃,利用關鍵路徑法確定項目的關鍵工序和工期。
8.一種基于三維設計的二三維同步交付的系統,其特征在于,包括:
9.一種計算機可讀存儲介質,其中存儲有多條指令,其特征在于,所述指令適于由終端設備的處理器加載并執行如權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法。
10.一種終端設備,包括處理器和計算機可讀存儲介質,處理器用于實現各指令;計算機可讀存儲介質用于存儲多條指令,其特征在于,所述指令適于由處理器加載并執行如權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述建立項目標高及軸網,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面項目要素,包括通過三維激光掃描獲取物體表面的點云數據,利用點云配準算法將掃描得到的點云數據與bim模型進行匹配,用于計算出實際施工與設計之間的偏差。
3.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述建立項目標高及軸網,結合參數化設計技術建立墻體、門窗及屋面項目要素,還包括運用有限元分析算法,對結構的力學性能進行精確模擬和優化,通過將結構離散為有限個單元并計算每個單元內的結點位移,根據應變與位移的關系以及應力與應變的本構關系得到單元剛度矩陣,根據單元剛度矩陣得到結構的位移和應力分布,最后利用遺傳算法進行管線布局優化。
4.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述結合大數據分析對歷史項目的材料用量進行分析和預測,包括利用回歸分析算法建立材料用量與項目特征之間的關系模型,通過對歷史數據進行訓練,確定回歸系數,并根據項目特征預測材料用量,所述關系模型表示為:
5.根據權利要求1所述的一種基于三維設計的二三維同步交付的方法,其特征在于,所述采用虛擬現實和增強現實技術深化布置項目模型,包括利用三維渲染算法來呈現逼真的場景,通過計算...
【專利技術屬性】
技術研發人員:何世鼎,梁汝鳴,祝人杰,趙鵬,胡凱,韓玉偉,秦陸軍,許虹劍,
申請(專利權)人:中建八局第二建設有限公司,
類型:發明
國別省市:
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