利用3D数字化设计数据进行公路建设-案例研究-07数据类型和模式
2018-05-14   点击:

【摘要】项目团队通常将3D数据用于多种用途,因此可以根据目标用途和投资优化数据的开发级别(LOD)。LOD概念传达了数据的两个特定特征。第一个涉及模型中的细节,我们将其描述为模型密度(MD)。第二个关系到模型建立在多大程度上的不确定性,这必须定性地表达。我们将把它定性为定性置信水平(CL),并使用类似于地下效用信息所采用的分级标度。重要的是不要将高度细节 . . .

AS-BUILT记录文档
尽管案例研究中涵盖的所有项目都没有正式将3D竣工记录文件作为目标,但显然可以实现。这标志着错过了保留由AMG生成的有价值3D信息,检查和实时验证过程的机会。3D竣工数据有三种来源:表示每个计划构建的功能的设计数据,通过AMG系统收集的竣工记录,或由实时验证过程中的检查员收集的建设后调查数据或测量支付数量。

设计数据
在设计软件中开发的数据作为维护和资产管理部门创建或更新其资产库存的资源非常有用。特别是,由于各机构采用设施和资产管理作为核心功能,因此可以处理图形和非图形设计数据以用于资产管理数据库,尤其是地理信息系统(GIS)。许多GIS软件应用程序都包含可以使用2D和3D点,多边形和线数据的工具。

感兴趣的3D数据包括路线,割草区域,湿地和其他敏感环境特征,噪音和挡土墙,涵洞入口和出口(点特征),涵洞本身(线路特征),油漆条纹,护栏和其他障碍物,标牌,广告牌,ITS设备,地下公用设施,路面区域等等。

AMG系统的竣工记录
AMG系统具有存储竣工记录的功能,但它并不总是直截了当的。AMG系统可以设置为定期或间隔地捕获观测值,这将为每个车载位置传感器提供一个点。对于完成的分级,操作员可以设置AMG系统记录最后一次通过,但如果这不是常规遍历,则可能有无关的数据点。挖掘机特别有助于记录水下挖掘或挖掘受污染的土壤。但是,挖掘机操作员必须小心如何保存观测数据或者数据可能充满无意义的观测结果。AMG系统收集的竣工记录需要经过严格的质量控制。

施工后调查数据
如上所述,检查员在执行实时核实或测量支付数量时有足够的机会记录观察结果。当使用标准的现场代码时,现场到终端自动化可以提供与该机构的CADD和调查手册相一致的强大的竣工计划。这样,办公室工程师就能够高效地准备南高速公路项目的竣工图。作为业主代表,检查专员在收集强大的调查数据方面拥有更多的既得利益,但仍需要适当的监督合格的个人接受它作为原始调查数据。

策略应该适用于文件命名,组织,记录保留和备份。很自然的是,任何为使用3D数据进行检验而制定的政策/指导方针都应该引入到完工记录的政策中。例如,倒数应使用显示管道材料和尺寸的测量字段代码进行标记。现场到终端自动化解释与点相关的域代码并将数据分类到CADD系统中的层或层上,将按顺序标记的点与线串连接,将适当标记的线串包围成多边形,并应用线样式和线宽。GIS软件可以挖掘该排序数据以提取点,线和面特征以创建资产清单。这些信息的来源,监督和企业存储超出了研究范围。

表31:竣工记录文档的数据使用和数据类型。
 

 

数据使用 数据类型
路面材料层的顶部
区域功能 3D线串,2D线串
线性功能 3D线串,2D线串
点功能 具有属性的点

 

LOD指定
一般来说,MD和CL是一致的,例如,当工程师设计交叉点或戈尔区域时,在这些位置中的模型会添加更多细节。但是,CL还会考虑设计人员在设计中基于原始地面测量数据或其他不确定性来源(如地下表征,路面记录或公用设施位置)的信心。意图是CL会告知设计师哪里的努力是最好的应用或推迟,直到不确定性可以减少。图101显示了原始地面测量中不确定性对假设内侧肩扩展的不同影响。LOD通常会因设计的不同位置和不同元素而有所不同。
 

该图显示了一个模型如何可能会受到来自原始地面测量不确定性影响的假设内部肩部拓宽项目的影响。 我们在背景中看到一个州际公路的草地和立交桥的照片。 草的中间宽度意味着可以调整软连接,但对数量影响较小。 另一方面,设计必须完全符合锯切线。 设计必须保持桥梁间隙。
图101:插图。不确定性因特征和位置而异。

置信度(CL)
如果在上述假设的例子中,原始的地面测量精确到3英寸,设计师可能会担心桥下的间隙。使用AMG结构的设计会有风险,因为新的车道必须与锯切线完全配合。但是,由于路肩的坡度很小,坡度较平缓,因此内坡坡度的风险较低,因此3英寸坡度差异的影响最小。以这个原始的地面调查为基础,每个这些功能的设计都会有不同的CL。

如图102所示,设计人员可以选择按特征(8)区分调查数据收集,并使用数据融合进行原始地面调查。或者,设计师可以选择推迟投资时间来完善设计,并根据功能说明设计中的不同CL。无论是好还是坏,它一直是设计 - 投标 - 制造交付的标准做法,以推迟解决接合和转换,直到施工。(37)使用LOD方法,设计师可以做出深思熟虑的决定,并向承包商和驻地工程师明确不确定性的位置。
 

该图显示了一个设计师如何选择区分基于特征类型的调查数据收集的图示。 我们再次看到一张州际公路的照片,里面有草地中线和立交桥。 对于草地中位移动激光雷达或UAS数据就足够了。 锯切线可以用GNSS或RTS收集。 同样,桥梁立交桥的关键点可以用GNSS或RTS收集。 这些不同的调查数据集可以融合在一起,以提供这些不同地区所需的精度,从而将不确定性降低到AMG构建的可接受水平。
图102:插图。数据融合方法来增加CL。

CL概念基于用于指定地下水电厂的质量水平。(35)地下公用事业工程师在使用地下公用事业信息做出决策时,多年来一直使用质量水平来对风险有所了解。根据设计环境中地下公用设施的位置,地下公用设施工程师会在何时何地收集更准确的地下公用设施位置信息做出风险意识决策。通常,更快地投入更精确的地下公用事业地点(质量等级B和B)

质量等级A)在建筑中节约了大量成本,(35)尤其是在地下水电设施复杂的情况下。

地下公用工程定位和地形测量具有不同数量级的成本和精度。诸如RTS或静态激光雷达之类的精确地形测量使用仪器仍然比地下工具定位的成本便宜得多。引入CL和LOD名称的目的在于设计师将更具风险意识,并将他们在精致几何设计方面的努力与他们对最初的地面测量匹配施工现场条件的信心以及如果现场条件不同。表32定义了CL条带,其中CL-A最高,CL-D最低。

表32:置信度的定义。
 

 

信心水平 定义
信心等级A •建立在至少4个由光学校平和垂直控制建立的古迹基础控制网络上
•所有控制已被恢复或更换
•地形精度已经过现场验证:
o对于铺砌的表面或工程工程,水平线为+/- 0.06英尺,垂直线为+/- 0.05英尺
o对于天然地面点,水平方向为+/- 0.15英尺,垂直方向为+/- 0.15英尺
•或地形精度对结构结果没有重大影响
信心等级B •建立在至少4个由光学校平和垂直控制建立的古迹基础控制网络上
•地形精度很高:
o对于铺路面或工程工程,水平方向为+/- 0.06英尺,垂直方向为+/- 0.05英尺
o对于天然地面点,水平方向为+/- 0.15英尺,垂直方向为+/- 0.15英尺
•或地形精度对结构结果没有重大影响
置信水平C •完整的元数据可用于主控制和topographicsurvey AND
•调查结束后现场条件发生变化的可能性较低
•地形精度对结构结果没有重大影响
 
置信水平D •原始地面调查的依据未知或
•原始的地面调查反映了施工时的场地条件,因此信心不足

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