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 . . .

劳动力发展

在建筑中使用3D数据需要以新的方式,新技术和新的数据类型进行工作。技术变化迅速,3D打印,移动互联网,云技术,低成本传感器和自动驾驶汽车等颠覆性技术正在改变我们的工作方式。

训练
没有培训,工具和3D数据的投资就不会被充分利用。适当的培训对于用户有信心创建和/或与他们的特定工作交叉点的3D数据进行交互,无论是设计,审查还是构建。高度熟练和训练有素的劳动力将能够充分利用他们可用的数据和技术,并可以确定进一步的效率。

设计师通常不会从施工中获得反馈,并且很快就会忽视他们对施工方式和方法的理解。3D数据如何支持施工和检查以及这些要求在LOD和格式方面的指导将有助于成功的施工结果和更高效的设计实践。一些设计比其他设计更经济,并且沥青摊铺机可以在不会对平滑度产生负面影响的情况下实现对超高变化率的实际限制。了解造成桨叶颤抖或额外通行证构造的原因可以降低施工成本或减少设计数据返工的需要。这主要是过渡,交叉路口,排水盆地,桥台,中间地带和其他非道路特征的问题。。

检验资源
实时验证和施工后调查可以导致更安全和更高效的检查实践; 更完整和透明的建筑文件,尤其是支付的测量; 并且能够更快速地检测和解决施工问题。反过来,这可以避免延误和索赔,使建设成果更加可预测,并更主动地管理施工风险。进行这项投资的另一个重要原因是有机会重用施工后数据,例如3D建造记录,特别是地下公用设施。

将3D数据的使用扩展到驻地工程师和检查员是不言而喻的,但这需要资本投资。在硬件,软件和培训方面进行投资,以扩大3D数据消费工具的检查范围。在项目层面,需要调查设备,计算机,备份和存档介质,访问Wi-Fi或蜂窝数据以验证数字签名,许可证,数据,手册,政策文件和培训资源。在编程层面,需要基础设施来接收和存储施工中生成的数据。过时流程的一些现有资源可能会转移,以支持较新的3D数据流程,并且部分用于电子建设部署的资源可用于支持共同目标。

行业问题

一些挑战需要在行业层面上解决,无论是在国内还是在国际层面。通过作为一个行业参与供应商社区,可以克服未完成和不充分管理的开放数据模式的挑战。这将使软件供应商能够专注于开发创新且直观的数据交互方式,而不是用于存储和交换数据的模式。另一个行业级问题是探索桥梁和结构三维数据的用途和LOD名称。

全面的开放数据模式
模式和可用和开放的开放架构的治理方面存在明显差距。公路建设最完整的开放数据模式LandXML没有代表公路行业利益的主动治理机构。这导致开发不足和实施不一致。业界可以共同拒绝专有数据模式,并激励供应商使用专有模式更加透明。在数字交付时代,供应商应该能够专注于软件开发,以利用快速增长的数据和各种数据。

依赖于一个不完整和不一致的数据模式(LandXML)需要大量的数据交换工作,这种数据交换孤立地抑制了公路设计和施工的功能,而不是增值。LandXML对行业参与治理的缺乏限制了其采用和开发。该行业在开发诸如TransXML,IFC和NIEM等其他替代品的努力中是分散的。围绕通用数据交换标准缺乏共识会危及LandXML格式数据的持久性。

随着单一综合数据模式的发展,可能会大大简化目前的格局,这些格局充满了数据交换格式备选方案,数量过多且数量不足。目前,数据交换是时间密集型的,并且需要通过技能,经验和质量保证流程来管理数据质量的风险。像现在这样,消除管理不确定数据交换过程的负担将使工程师和承包商能够专注于设计和施工的高价值任务。

有效的数据模式通常被设计为支持内部验证。对于民用数据,可以使用内部验证来自动检查LandXML数据,以确保其包含单位,调查元数据,曲面边界和曲面三角形定义。这将自动完成数据质量控制或质量保证审核的一部分。

Solibri Model Checker是一个读取IFC文件并对模型执行代码检查的软件。这是自动数据审查的下一个级别。高速公路的类似工具可以检查AASHTO Green Book曲线长度,美国残疾人法案坡道和人行道上的清除要求或路缘高度。

软件用户体验
对改善用户体验的需求至关重要。有足够多的软件功能来快速开发和构建高效设计,但与软件接口来操纵和审查3D数据是令人生畏的。用户体验可能是缩放数字传输的最大威胁,它依赖于所有参与设计和构建的各方均可使用的3D数据。开发和维护技能集以充满信心地使用3D数据太繁重,特别是在建筑是季节性职业和冬季职责有自己的一套不断增长的技术需求的地方。

当今工具的软件用户体验是3D数据更多采用的障碍。这通常是真实的,这对设计平台有影响,但对于施工检查尤其如此。

虽然期望设计平台界面变得更加用户友好,但在供应商中很少标准化是不合理的,但期望更多用户友好的文件读取器或管理员或其他职能人员使用的下游分析工具是合理的。管理人员不能期望使用先进的CADD平台,但他们仍然必须审查和标记设计。目前,那些每天不使用3D数据并且从不使用CADD软件的人员,通过使用诸如PDF等计划在设计和施工中执行质量控制和质量保证程序。

如果目标是摆脱创建计划,那么审阅和标记的格式(而不是2D PDF)必须是3D数据或模型的更完整可读视图。最终,需要一个界面,该界面最好是移动的,易于访问和直观的多种功能,包括但不限于设计审查。

用于检查的数据收集器设备的改进可能会加速采用3D数据的使用。大多数数据采集器软件专为测量员和调查工作流程而设计,而不是施工验证。更直观的软件界面可以减轻这种培训负担,增加对3D数据的可访问性,并且通常会加速采用这些新的工作流程。

3d数字桥梁和结构设计数据
虽然大部分案例研究项目都包括桥梁,但很少有关于3D数据如何用于桥梁或建筑物的内容。承包商之间在为AMG准备数据的人和使用桥梁的人之间有明确的分工,或者桥梁的3D数据是未充分利用的领域。后者可能是因为很少有机构目前使用3D模型进行桥梁设计,尽管很多机构都有兴趣这样做。(69)

全国拥有600,000多座桥梁,其中将近四分之一的桥梁结构不足或功能已经过时,(74)即使每个桥梁修复或更换项目节约一小笔费用,都可能产生巨大的净影响。首先,设计文件中的自动化和变化传播可能是使用桥梁和结构3D模型的重要领域。其次,在设计和施工性能评审过程中的跨学科协调可以帮助避免,捕捉和解决基台处的冲突。碰撞检测可以帮助增强和后张系统之间的接口,特别是偏转器和锚定器。

相当数量的桥梁建设项目是对现有桥梁进行替代或修复,这些桥梁对其所服务的社区产生重大影响。低细节和低精度的3D可视化模型可以促进与利益相关者的协调,并向驾车者传达交通,绕行和封闭的维护。

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