利用3D数字化设计数据进行公路建设-案例研究-11结论
2018-05-15   

【摘要】本报告描述了研究方法论的基础和发展,案例研究识别方法以及在公路建设中使用3D数字设计数据的数据收集。它记录了受访者的案例研究和其他观察结果,然后总结了影响3D数据如何用于公路建设的挑战,机遇和项目类别。在公路建设中使用3D数据的许多结果都被量化以证实访谈中提供的信息。令人惊讶的是发现设计数据的问题 - 例如与计划中的设计意图不一致 - 需要时间来 . . .

本报告描述了研究方法论的基础和发展,案例研究识别方法以及在公路建设中使用3D数字设计数据的数据收集。它记录了受访者的案例研究和其他观察结果,然后总结了影响3D数据如何用于公路建设的挑战,机遇和项目类别。在公路建设中使用3D数据的许多结果都被量化以证实访谈中提供的信息。

令人惊讶的是发现设计数据的问题 - 例如与计划中的设计意图不一致 - 需要时间来解决,但对施工结果影响不大。施工问题是设计所依据的原始地面调查不可靠的结果。对于那些包含施工前调查数据的项目,调查控制和地形测绘的准确性需求被低估了,但由于建立了强大的调查网络来支持AMG,因此这项工作得到了快速解决。但是,原始3D设计数据并未直接用于施工。考虑到该行业的轨迹是将3D设计数据合并到合同文件中,这显然是一个令人担忧的问题。

尽管在几何设计上投入了很大的精力,但对于施工验收来说,位置似乎是一个较低优先级。只要绑定用于不可移动的特征,水平和垂直对齐不会引入安全问题,并且数量不会显着超出,构造产品的网络精度优先于曲线长度的局部精度,交叉滑雪,超高速,路面深度和路面平滑度。这对于什么应该被视为真正的“设计意图”很有启发意义,也许就是为什么居民工程师愿意接受承包商创建的3D数据的原因,或者是通过接受工作间接接受,或者是直接使用实时验证。这提出了关于用于执行施工的设计数据的责任的道德考虑。

问题是,鉴于目前AMG建设的实践,责任从记录设计师转移到驻地工程师?答案在于设计意图是否有重大变化,如果是,是否涉及设计师。无论如何,如果采用正式的预制质量控制过程,3D数字设计数据可以直接用于施工。该过程将验证控制,检查关键区域的地形测量的准确性,并在完成设计数据之前通过设计将任何更新传播到原始地面。这个过程最好由建筑测量师完成,他了解准确性需求,对搭接和材料体积数量的影响以及快速发展的测量技术提供的机会。

数字交付的机遇和挑战

第4章中的案例研究揭示了在公路建设中更好地利用3D数据的许多机会,以及与数据交换相关的挑战,以及不再优化管理与设计如何融入原始场景有关的风险的过程。通过形式化的施工前质量控制和对驻地工程师和检查员的支持,这些挑战中的一些可以克服。本报告前几章中讨论的其他挑战是确定哪些项目是3D数据的候选项以及该3D数据的LOD名称。

下面将讨论剩余的主要机遇和挑战,并可将其分为四类:风险分配,企业数据管理,员工队伍发展和行业问题。

风险分配
案例研究揭示了在公路建设中扩大3D数字设计数据使用范围的一些具体方法可以带来更可预测,更高效,更安全和更好的施工效果。所研究项目的三维数据用途大部分用于AMG施工,目的是在调动设备之前控制数量,加速施工,检测和纠正施工问题。后者可能是通过3D数字设计数据进入数字交付时代的最有说服力的理由,它可以补充或取代部分合同计划。

在所有情况下,所有参与施工的各方都可以使用3D数据:施工测量员,承包商,驻地工程师,检查员,偶尔还有设计师,驻地工程师和检查员受数字交付影响最大。有了正确的支持,实时验证的结果 - 甚至更重要的是收集建筑后三维数据来衡量支付数量 - 包括更安全,更高效,更完善的文档检查,更准确,更透明的测量。但是,如果没有这种支持,驻地工程师在评估三维数据的工具和技能方面都处于劣势。减少这种缺点的一种方法是通过正式的建筑合作伙伴关系来建立和维护单一的3D数据源(记录模型)。

案例研究表明,有机会将AMG扩展为较小的重建和恢复项目,其中风险分配激励承包商追求控制数量的方法,控制几何形状具有挑战性的等级,或者预测建筑加速等结果。高精度测量技术继续变得更容易获得,降低AMG所需控制和测绘的机会成本,例如轮廓铣削以改善沥青路面的平整度。

按重量或按数量支付材料并不会激励承包商控制收益,但按面积付款可能会给承包商分配过高的风险,从而导致更高的出价。在3D数据投资价值存在不确定性的情况下,代理机构可以将投标项目结构中的风险分配和激励支付结合起来,让市场决定最佳方法。

企业数据管理
关于行业惯例,将3D数据视为超出合同计划制定的价值仍然是新颖的。虽然机构认识到价值,但他们尚未制定策略性管理数据的方法。项目级的数据管理可能已经在一定程度上在机构的卓越口袋中出现。但是项目级数据管理不能代替全机构的企业数据管理。作为CIM理念基础的集中式数据存储库的理论只有通过主动管理才有可能。

数据治理和管理
非标准的,记录不完整的数据需要很长时间来仔细检查。如果他们从头开始,用户可以更快地获得数据的信心,无论是重新收集调查和竣工调查数据,还是从合同计划重新创建设计数据。重新创建数据并仔细检查不同的数据集以验证它们与合同计划相匹配需要付出相当大的努力。

目前,为3D数据提供免责声明的临时普遍做法说明了所感知的风险。数据被放弃,从而阻止其他人投资。在这种方法下,设计师的优先事项,额外责任以及日益缩减的设计时间表相互矛盾。设计师很难花时间继续开发3D模型,或者在数据交换格式中最终输出的数据上实施可靠的质量控制协议,从而进一步削弱了其可靠性和施工性。

数据治理包含一系列与数据可用性,完整性,可用性,移动性,耐用性和安全性相关的主动式质量管理策略。数据治理计划需要定义一套标准和数据治理流程(如质量控制),并确定数据质量的定义(尽管不一定是全职)责任人和数据管理员。(71)

例如,构建数据治理将为数据创建一个明确的标准,包括文件组织,文件命名,对象命名和点命名约定。一方面,这将为设计师提供如何创建数据的明确参考。另一方面,它将为施工验船师,驻地工程师,检查员和承包商提供类似的参考资料,解释如何解释这些数据。清晰的数据质量过程将使所有各方能够验证数据是否符合标准。通过消除免责声明,各方都可以依靠单一的事实来源,消除验证数据的大型工作流程。

战略性数据规划是一种数据治理原则,特别适用于对通用数据进行交叉功能使用的情况。(71)跨职能用途的一个例子是公共资产数据在设计,施工,维护和资产管理中被创建和使用。必须实施流程才能优化资产清单数据的创建和收集,只要项目生命周期阶段具有通用性,以便只进行一次即可。将建立机制来管理这些数据在其所有用途中的管理情况,以便根据目标系统的需要始终访问,使用和保持高质量的数据。

一旦这些机构正式确定其数据治理目标(例如数据的高级功能需求以及项目工作人员使用该数据的过程),维护和实施数据治理的责任自然会落在合格的IT部门。

一些机构正在处理数据治理的各个组成部分。UDOT有一个3D数据取代计划的试点项目。其他机构,如俄勒冈州DOT(30)和密歇根州DOT(72)已经实施了质量控制流程。数据治理的有机过程尽管是诚信创建的,但不可能是全面的或者不符合所有文件保留要求,当然也不适用于需要认真考虑和计划以确保耐用性和可重复性的3D数字数据。佛罗里达州DOT已经开始了一项名为可靠,有组织,准确数据共享(ROADS)项目的数据治理倡议。(73)

数字签名和密封的3D数据
数据安全是数据治理的另一个重要组成部分。工程和测量国家委员会管理许可专业人员如何签署和密封施工合同文件。大多数州议会使用正面或负面的语言,将合同文件的定义限制为纸质或PDF计划,无论是明确的还是由于软件功能的限制。尽管如此,其他参考资料如何被纳入而不是合同文件主要是一个政策问题; 例如,地下调查不签合同文件就被签署和盖章。

存在超越放弃的3D数字设计数据的机会,这是向更完整的数据治理计划迈出的一步。因此,尽管设计师可能没有准备好用3D数据取代合同计划,但他们可能已准备好签署并密封3D数据,并将其作为投标参考材料。因此,他们可以为3D数据承担责任,并且只承担那个版本的责任。正如第8章介绍的那样,开发能够同时查看数据并验证数字签名和密封在开放数据模式(如LandXML)中的功能是向所有各方灌输信心所需的技术进步之一,无论签署或消费数据。

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