利用3D数字化设计数据进行公路建设-案例研究-08数据模式开发
2018-05-14   点击:

【摘要】仅在高速公路建设项目中,非数字化工程复杂性已经令人望而生畏,甚至还没有考虑到这种零散的数据模式选项固有的数据交换错误的可能性。出于这个原因,标准开放数据模式领域越早缩小,并且选项变得适当可靠,越早的代理机构将会感觉舒适,从计划表转换为3D数据作为施工合同文档。在许多方面,这种架构整合和标准化是可解决障碍的低沉成果; 它很容易实现,假设意 . . .

数据模式开发需求

表3总结了基于案例研究的十大发展领域。该表格包括评估需求的大小,投资回报和每个人的成功可能性。这些地区按照需求的大小排序。一些确定的需求在当前使用的数据模式中存在差距,而另一些则更具战略性。

表3:模式开发领域。
 

 

描述 需要量 投资回报 成功的可能性
架构开发的治理机构 危急
走廊模型参数化关系 危急
地下实用属性
数字签名和印章
内部验证
一致的表面实施
增强元数据
表面数据属性
支付项目编号和规格参考
自动代码检查

 

图式发展的治理机构

为了使模式开发得到高速公路行业的接受,需要建立一个治理机构来审核行业认为具有权威性和合法性的开发。是否有更好的公路特定模式(例如TransXML),特定于学科的模式(比如LandXML)还是特定于行业的模式(比如IFC)是值得商榷的。随着影响范围的扩大,更多的感兴趣的和受影响的各方(因此在为发展指定优先事项时发出较小的声音),但规模经济和数据类型和资产类型重叠的一致性机会。

决定哪种架构AASHTO或其他合法和权威的高速公路社区发言人支持的分水岭时刻可能是决定是否将重点放在数据(如路线,概况,曲面和线路串)上,还是关注资产(如路面,桥梁和路边附属物)。在设计中创建的图形和非图形资产信息的范围非常广泛,这些信息在构建和超越方面具有相关性。

需求的大小
危急。与不断变化的软件环境保持同步的治理机构的需求非常高。如果数据不可信,数据就会失去价值,因此组织至少需要验证和验证软件实施。业界不能放弃纸张和PDF计划等设计意图的静态展示,直到设计意图可以被各种媒体和软件工具访问并以清晰和一致的方式进行解读。

投资回报
高。LandXML目前正在一家供应商的支持下开发,LandXML.org的一些治理机构的特许成员是OGC的成员,该机构具有更多的合法性。供应商需要明确要实施的模式以及审查和认证其实施的标准组织。作为第一步,这将解决用于公路建设的当前数据模型的数据交换问题。具体而言,表面和参数走廊模型需要在个人之间和专有软件之间更可靠地进行交换。

监督进一步发展的标准机构还有额外的好处。假设行业信任并实施任何模式开发。研究不仅表明每个模式都会受益于正在进行的治理机构,有理由认为有必要让单个模式管理机构在可能的情况下采取并巩固这些具有重叠目标并且重复工作的模式。

TransXML是由AASHTO通过NCHRP发起的,但目前没有积极的治理机构,并且没有被积极开发。通过缩小TransXML识别的差距,可以捕捉到重要的价值。现在建设正在经历一场数字革命,现在是关键时刻。有一个简短的窗口来为资产数据建立清晰,一致和合法的行业标准,以避免每个机构必须创建独特的数据模型。

成功的可能性
低。标准化机构不可能独立出现。高速公路最合法的机构是AASHTO(国内)。如果AASHTO不面对挑战,公路业主将失去数据标准的代理权。这是实际情况,并紧急专有的架构,如宾利的i-模型填补迫切需要,但地方高速公路业主在被锁定单一厂商的解决方案为越来越多的业务线,如果他们不想遭受风险数据丢失。

高速公路中使用的数据类型不是专门用于高速公路。对于桥梁,AASHTO的T-19委员会正在为桥梁探索IFC。(57)国际金融公司有一个标准管理机构,所以更多的是同意使用该标准并支持它而不是替代品。对于高速公路而言,与其他土木工程应用(土地开发,公用事业和环境)有重叠,因此还有其他替代方案,如ASCE,AGC和USACE。然而,高速公路社区迫切需要,并且可以跟随Bridge的领先优势,并且AAHSTO拥有所有权,拥护并为LandXML提供治理,或者在更大的委员会中担任代表。

仍然有大量的开放架构和标准解决了设计和建筑行业的许多方面。然而,没有一种统一的方法将这些不同的努力集中在一起,或者利用这些开发者提出的工作。未来的模式应该允许努力彼此建立。很明显,对模式的统一方法尚未出现,对这种方法的需求至关重要。

走廊模型参数关系

走廊模型通过以预定频率计算的参数化规则涉及对齐,轮廓,曲面和动态横截面。目前,道路模型不能在不失去参数规则的情况下进行交换。例如,LandXML导出横截面,但不是创建这些横截面的数学关系。甚至没有办法分享走廊模型的配方,以帮助从其成分重新创建它。

需求的大小
危急。为了成功实施施工前质量控制,需要有一种方法来验证(或更新)原始地面测量,并通过设计传播任何变化。这可以执行的速度受到走廊模型可访问性的限制。

如果施工前的质量控制过程在项目宣传前立即发生,设计师可以传播变化并产生具有高成功可能性的施工静态输出。如果这种做法延迟到授予后,该机构要么需要让设计者参与(可能有其他优先事项),那么做这件事的人必须能够访问用于设计的专有软件,或者走廊模型以及所有的参数关系必须重新建立。

投资回报
高。这一设施将为驻地工程师提供更大的灵活性,并降低施工前质量控制的机会成本。走廊模型定义了设计者的许多意图,并且在尝试从静态输出进行逆向工程时常常不明显。

成功的可能性
中。该设施至少部分在i-model模式中实现,但是需要对齐的专有软件应用程序接口的数量非常少,并且完全由拥有该模式的供应商控制。为了规范这一点,走廊建模的规则需要标准化。高层次,这是实用的; 对齐,轮廓,模板和频率的组合是通用的。然而,软件如何连接相邻的走廊是更加细致入微的,并且潜在的知识产权是供应商不愿意产生的。

地下实用属性

这种扩展信息的目标可能是双重的; 首先,扩展包含在开放数据模式中的地下公用事业信息,以提供有效管理机构实用程序安装所需的支持;其次,开发用于存储和管理公用事业数据(包括相关属性数据)的强大的参考数据架构,以支持所有项目阶段。

也许与地下效用信息相关的最重要的属性是质量水平。质量水平传递应该放在公用事业地点准确性的信任,并且对做出有意义的风险意识决策至关重要。(35)共享地下公用设施三维模型的危险之处在于接收方对位置的准确性置信度不准确,而对于某些类型的设施,其后果可能是致命的。

需求的大小
高。LandXML没有为地下公用事业提供足够的支持。它既不保留公用事业结构的几何复杂性,例如沙井,也不直接支持质量水平。质量水平在所有地点都不一致,因此对于一些公用事业公司来说,某种形式的分解也是必要的。国际金融公司保留了更多的几何完整性和分解,但不受水平施工应用的支持。(59)

投资回报
高。扩大公用事业信息数据交换标准将促进有效的设计决策,以减少或消除不必要的公用事业迁移,并能够识别导致风险和延误的未知或未记录的公用事业。此外,在施工中,更好地沟通公用事业数据中隐含的风险将导致更集中的资源分配,从而降低公用事业罢工的风险。最后,在运营中,将实现改进的实用竣工数据收集和数据管理实践。

成功的可能性
高。目前已经有一些计划正在开展此类研究并开发具有此功能的模式版本。

数字签名和密封

签名和专业印章标识负责任的持牌专业人员。

需求的大小
中。目前可以对3D数据应用数字签名,但不能同时查看数据和验证数字签名。没有设施来存储数字印章。印章的功能是确定负责任的持照专业人员。只要在查看数据时可以识别签名人,该功能就可以通过数字签名来执行。因此,如果模式揭示了签名的有效性,签字人的身份以及正在应用的专业许可证,那么数字数据可以满足许多国家工程委员会代码所定义的合同文件的需求。

无论业界对3D数据取代部分合同计划的兴趣如何,使用交换模式对区分已签署或未签署和未签署的数据具有基本的价值。数字签名还保护文件的内容。任何修改,无论多么轻微,都会使数字签名无效。

投资回报
高。数字签名提供的安全性将解决设计人员在共享数字数据方面的一个担忧,即数据将被修改。无论用于查看数据的软件如何,支持数字签名和密封的能力都会使承包商和检查员确信数据可靠。这将有助于消除设计师和下游各方当前需要的无尽迭代,以确保计划与数字交付成果相匹配。

成功的可能性
高。XML模式的数字/电子签名领域的发展已经在进行中。(60)FDOT开发了一个软件应用程序,将数字签名应用于XML文件。(61)Autodesk和Bentley设计软件均支持应用和验证其专有数据格式文件的数字签名。

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