利用3D数字化设计数据进行公路建设-案例研究-01介绍
2018-04-10   

【摘要】对高速公路施工过程中所有者机构和施工承包商如何成功使用三维数字设计数据进行全面的案例研究。需要认真的数字数据质量控制,特别是在施工之前。原始地面测量信息的可靠性和分辨率对于3D数字数据在施工中的成功使用具有最显着的影响。最后几章介绍了将用于建设的数字数据质量控制指南。 . . .

1.简介

“迈向21世纪进步的法案”(MAP-21)第1304节强调(1)确定和部署创新技术和实践,以实现与公路和桥梁相关的三项目标:提高施工效率,提高其安全性并延长其使用寿命。根据美国联邦公路管理局(FHWA)的Every DayCounts(EDC)计划,在建筑中使用三维(3D)工程模型是创新技术工具箱中的一个工具,可帮助满足这一MAP-21规定。(2)

本研究的目标是对高速公路施工过程中所有者机构和施工承包商如何成功使用三维数字设计数据进行全面的案例研究。重点放在实现这种集成的数据集成和数据传输标准上。本案例研究还包括识别开发优化施工,土方平衡,设备自动机械制导(AMG)控制系统和建模软件的方法和方法所需的元素,指导和应用。

电子项目数据可能包括图纸,报告或项目文件,本质上可能是矢量或栅格。(3)出于本研究的目的,3D数字设计数据(“3D数据”)被定义为代表合同文件设计意图的任何3D矢量数据。这包括在创建合同文档的过程中开发的数据或从合同文档创建的3D数据,通常采用计算机辅助设计和制图(CADD)或可扩展标记语言(XML)格式。

本报告总结了为研究设定背景的文献检索,介绍了方法,并提出了纽约,弗吉尼亚,犹他州和密苏里州四个州的六个特定建筑项目的综合案例研究。然后分析案例研究期间收集的信息,以呈现合成数据用途(和表征),数据集成的过程图,以及确定导致3D数字数据在施工中有利使用的项目特征。

案例研究中最重要的经验教训之一是需要认真的数字数据质量控制,特别是在施工之前。原始地面测量信息的可靠性和分辨率对于3D数字数据在施工中的成功使用具有最显着的影响。最后几章介绍了将用于建设的数字数据质量控制指南。

数据交换是支持或限制承包商和业主使用3D数字数据的最重要因素。一般来说,业主和承包商使用不同的软件和硬件。尽管通过开放数据模式进行仔细的数据交换通常是可能的,但是通过与数据的协作交互或通过使用相同的硬件和软件来避免将数据转换为不同的专有格式。这向数据模式类型和领域的章节进一步发展。

目的

研究个别项目产生了定量和定性的数据,包括使用3D 3D数字设计数据和AMG以应用政策,以及将结果应用于公路建设。因此,目标是从预算有限和需要更新的时代,收集典型国家运输机构建筑工程代表性样本项目的数据。

虽然备受瞩目的大型项目可能为3D数字数据和AMG的高级应用提供机会,但该项目的目标是确定3D数字设计数据和AMG在标准项目的常规工作流程中可能受益。该研究为国家运输机构提供可操作的工具,用于确定范围和执行项目,以便在公路建设中实现3D数字数据的最佳,最有利的应用。

缩略语

本节介绍本报告中使用的一些首字母缩略词。

3R:重修,恢复或康复。一类常见的建筑工程类型,通常落在建筑合同价值的较低端。

AMG:自动化机器指导。使用具有3D数字数据的实时定位设备来指导或控制施工设备上的叶片,从而实现实时施工布局,而无需物理标记(如木桩或集线器)。

CADD:计算机辅助设计和绘图。一类用于开发道路设计的计算机软件。CADD软件通常使用面向对象的方法来应用数学规则,以自动化绘制道路设计过程。3D数字设计数据是CADD软件应用的常见输出。

CIM:公民综合管理。收集,组织和管理有关高速公路设施的准确数据和信息的可访问性。这个概念可能被所有相关方用于广泛的目的,包括规划,环境评估,测量,设计,施工,维护,资产管理和风险评估。(4)

DTM:数字地形模型。裸地地形地形的地形模型 - 可以通过计算机程序操纵。数据文件包含数字格式的地形的空间高程数据,通常以不规则三角网(TIN)表示。

GNSS:全球导航卫星系统。全球覆盖的卫星导航系统。在本报告中,GNSS通常指的是能够使用来自一个或多个GNSS(包括美国全球定位系统(GPS))的信号接收和三角测量位置的测量设备。

探地雷达:地面穿透雷达。使用雷达脉冲对位于道路物理表面或未完成表面下的物体进行成像的设备。

GPS:全球定位系统。由美国空军太空司令部维护的卫星导航系统。

ISO:国际标准化组织。研究和制定标准的非政府国际组织。

IRI:国际粗糙度指数。通过有效方法获得的任何道路剖面的数学特性。单位是英寸/米或米/公里,并且表示道路的平滑度; 价值越低,道路越平滑。

激光雷达:(“光”和“雷达”Portmanteau)。通过记录有关激光反射的信息来测量距离和其他信息的遥感技术。通常,激光雷达机器由快速脉冲激光器组成,能够在短时间内进行数百万次测量。可以由这种设备采集的信息包括激光打击的物体的x,y,z坐标和返回光束的强度。通常,相机会同时捕获图像以提取远程对象的RGB颜色,并将其分配给该点。

RTS:机器人全站仪。全站仪调查工具可自动跟踪棱镜,并可由单人操作,远程控制仪器。

STIP:全州交通改善计划。为联邦资金提议的所有项目或项目阶段的列表。

XML:可扩展标记语言。基于文本,人类可读和机器可读的结构化数据模式。

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