可視化工程建設(shè)管理-精選文檔

1、可視化工程建設(shè)管理1、可視化工程建設(shè)管理的定義簡(jiǎn)單地講， 可視化工程建設(shè)管理就是在工程建設(shè)周期內(nèi)， 將 管理對(duì)象數(shù)據(jù)化后， 采用一定形式存儲(chǔ)， 并通過(guò)使用這些數(shù)據(jù)形 成相應(yīng)的可視化形態(tài)來(lái)進(jìn)行工程建設(shè)管理。其中，工程建設(shè)周期在不同的工程管理系統(tǒng)中， 其周期定義 是不一致的，例如對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目而言，指的是項(xiàng)目生命周期。而 對(duì)施工企業(yè)而言， 其周期是施工企業(yè)生命周期。 而城市工程建設(shè) 管理則是城市生命周期。定義中的管理對(duì)象包括建設(shè)過(guò)程，建設(shè)投入物，產(chǎn)出物等。 定義中的管理對(duì)象具有以下特征： 一是均為可數(shù)據(jù)化的對(duì)象。 例如， 建筑物可以通過(guò)專(zhuān)業(yè)人員 采用CAD建模，再加以光線，材質(zhì)等以DW（或其他格式的

2、數(shù)據(jù)形 式存儲(chǔ)，當(dāng)然也可采用 MAYA等其他工具將其數(shù)據(jù)化，施工過(guò)程 可以通過(guò)錄像設(shè)備攝錄后，以 AVI、MPEG MPG DAT等格式形式 數(shù)據(jù)化；施工中機(jī)械產(chǎn)生的噪音可以通過(guò)數(shù)字錄音設(shè)備直接記錄 為相應(yīng)的數(shù)據(jù)。二是同一須數(shù)據(jù)化對(duì)象在被數(shù)據(jù)化時(shí)采用的方法不是唯一 的。例如，施工過(guò)程可以是現(xiàn)場(chǎng)錄像，也可采用模擬形成；施工 中機(jī)械產(chǎn)生的噪音可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字錄音記錄， 也可采用同類(lèi)施 工機(jī)械已經(jīng)有的錄音數(shù)字化。三是對(duì)象數(shù)據(jù)化時(shí)與對(duì)象是否在現(xiàn)實(shí)中已經(jīng)存在或已經(jīng)發(fā) 生是無(wú)關(guān)的。例如，施工中梁的吊裝過(guò)程并未發(fā)生，但可以通過(guò) 模擬來(lái)形成。再如，建筑物并未實(shí)際建設(shè)完成，但建筑物基本數(shù) 據(jù)已經(jīng)形成， 并可據(jù)此

3、形成虛擬的建筑物的效果圖等。 施工現(xiàn)場(chǎng) 某時(shí)間段的施工并未到來(lái)， 但其產(chǎn)生的噪音可以通過(guò)該施工段需 要的所有施工機(jī)械產(chǎn)生的噪音來(lái)合成施工現(xiàn)場(chǎng)的噪音數(shù)據(jù)。對(duì)象數(shù)據(jù)化主要有兩種方式， 第一種方式是虛擬現(xiàn)實(shí)， 使用 根據(jù)已經(jīng)有的條件，按要求，依據(jù)一定的規(guī)律推導(dǎo)得出的數(shù)據(jù)， 將對(duì)象數(shù)據(jù)化，主要是適用于那些數(shù)據(jù)化時(shí)還未出現(xiàn)，未存在、 未發(fā)生的對(duì)象，在數(shù)據(jù)化時(shí)采用。 這一類(lèi)對(duì)象由于是虛擬的現(xiàn)實(shí)， 實(shí)際上可能不會(huì)發(fā)生， 或不會(huì)如此發(fā)生， 因此會(huì)隨邊界條件動(dòng)態(tài) 變化。第二種方式是現(xiàn)實(shí)虛擬，根據(jù)已經(jīng)存在的實(shí)際物體，正發(fā) 生的過(guò)程等通過(guò)量測(cè)攝等手段記錄得來(lái)的數(shù)據(jù)，將對(duì)象數(shù)據(jù)化， 這些數(shù)據(jù)是不可變的。 適用于數(shù)據(jù)化

4、時(shí)已經(jīng)存在的， 正發(fā)生的對(duì) 象。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式指兩方面， 一方面是指存儲(chǔ)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 如 文檔文件通常采用 word 文件格式，圖形采用 dwg 格式，影像采 用MPEG/MPG/DA格式，聲音采用 mp3格式等等，這些主要隨軟 件不同而不同，通常要求是通用性，交互性好，易傳輸。另一方 面是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置， 在一個(gè)管理系統(tǒng)中， 通常數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用集中 存儲(chǔ)，各局部易地多個(gè)備份。使用數(shù)據(jù)包括直接使用數(shù)據(jù)，和加工數(shù)據(jù)后使用等，例如， 要看見(jiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況， 可通過(guò)直接播發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)采集來(lái) 的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)觀看。 就是直接使用數(shù)據(jù)。 而施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)方 提供的數(shù)據(jù)， 再結(jié)合自己生產(chǎn)要素性能等數(shù)據(jù)， 模

5、擬施工過(guò)程片 段則屬于加工使用數(shù)據(jù)。而施工單位將模擬施工片段以 DVD或其 他可視化格式存儲(chǔ)， 并交建設(shè)單位觀看審查， 則建設(shè)單位變?yōu)橹?接使用數(shù)據(jù)了。形成的可視化形態(tài)是指基于視覺(jué)的仿真，可被直接觀察到， 并能依據(jù)觀察到的結(jié)果作出判斷或指導(dǎo)下一步實(shí)際動(dòng)作， 這些可 視化形態(tài)包括錄像， 實(shí)時(shí)影像， 過(guò)程模擬影像、 照片，各類(lèi)圖表，定義中的工程建設(shè)管理包括兩方面的管理及其相互轉(zhuǎn)化， 一 方面是對(duì)實(shí)際工程建設(shè)的管理， 另一方面是對(duì)數(shù)據(jù)化后形成的可 視化工程建設(shè)進(jìn)行的虛擬管理。 虛擬管理的可視化工程建設(shè)邊際 條件和實(shí)際工程建設(shè)一致， 可視化工程建設(shè)過(guò)程是可再現(xiàn)的， 且 在實(shí)際工程建設(shè)實(shí)施前，其過(guò)程不是

6、唯一的，各過(guò)程可以比選， 比選的結(jié)果可運(yùn)用于實(shí)際工程建設(shè)， 而實(shí)際工程建設(shè)實(shí)施后， 又 成為可視工程建設(shè)的邊際條件。 兩種管理交替進(jìn)行， 相互驗(yàn)證補(bǔ) 充。2、可視化工程建設(shè)管理的最基本特征 可視化工程建設(shè)管理的最基本特征在兩個(gè)可視： 第一是指項(xiàng) 目實(shí)施前的全面預(yù)可視；第二是指項(xiàng)目實(shí)施中的實(shí)時(shí)可視。第一個(gè)可視實(shí)際是指在項(xiàng)目本階段實(shí)施前， 各種關(guān)于本階段 的實(shí)施方案，實(shí)施后的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)成品已經(jīng)通過(guò)各種技術(shù)手段，在 虛擬的建設(shè)管理中通過(guò)可視化管理已經(jīng)完成，或者結(jié)果已經(jīng)可 視。在這里，要指出的是，在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施前，也可看到部分實(shí) 施后的結(jié)果和過(guò)程， 但這些都是片面的、 局部的，而不是全面的。 全面的預(yù)可

7、視， 通常包含兩個(gè)方面， 一方面指整個(gè)工程建設(shè)全過(guò) 程的虛擬可視，例如，對(duì)于某高層建筑，依據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，在 某個(gè)具體時(shí)間，其主體土建建設(shè)到哪層，其空間高度是不同的， 當(dāng)然其效果是不同的，外表裝修到某層，其效果也是不一樣的， 因此每一時(shí)間點(diǎn)， 其可視形態(tài)是不同的， 全面的可視就是在其建 設(shè)的每一時(shí)間點(diǎn)，都有對(duì)應(yīng)的可視形態(tài)，在虛擬管理系統(tǒng)中，其 可視形態(tài)是時(shí)間的函數(shù)； 另一方面是指建設(shè)的主要、 關(guān)鍵或是對(duì) 周?chē)h(huán)境影響重大的工序、工藝，要實(shí)現(xiàn)虛擬可視，并且是多方 案比選后的虛擬可視。第二個(gè)可視實(shí)際是指項(xiàng)目實(shí)施中， 各個(gè)正實(shí)施的工作面的實(shí) 際情況， 或者已經(jīng)完成的施工成果正表現(xiàn)的狀況， 這個(gè)可視主

8、要 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控技術(shù)來(lái)收集到的影像結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 也就是建設(shè) 項(xiàng)目范圍內(nèi)實(shí)施的全面的施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控， 這個(gè)可視包括為項(xiàng)目建 設(shè)生產(chǎn)主要設(shè)備、半成品基地的監(jiān)控。以上所述的最基本特征， 也是區(qū)分傳統(tǒng)的工程建設(shè)管理和可 視化工程建設(shè)管理的最根本的區(qū)別點(diǎn)。 凡是能實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)可視化 管理，也就本文提出的可視化工程建設(shè)管理，否則不是。3、可視化工程建設(shè)管理的基本流程（省略）4、幾種典型可視化工程建設(shè)管理概述41 施工企業(yè)項(xiàng)目部的工程項(xiàng)目建設(shè)可視化管理 施工企業(yè)項(xiàng)目部的工程項(xiàng)目建設(shè)， 是指將由施工企業(yè)組建的 項(xiàng)目部去完成的， 由施工企業(yè)通過(guò)投標(biāo)或其他途徑承包到的工程 建設(shè)項(xiàng)目， 它通常是一個(gè)大的建設(shè)項(xiàng)目中的

9、一部分， 也可能是整 個(gè)建設(shè)項(xiàng)目。 對(duì)于這樣的工程建設(shè)項(xiàng)目實(shí)行可視化管理， 通常是 在施工企業(yè)接收到招標(biāo)書(shū)或其他形式的建設(shè)任務(wù)書(shū)時(shí)， 依據(jù)該招 標(biāo)文件或任務(wù)書(shū)， 將自己將要承擔(dān)部分依據(jù)企業(yè)自身的特點(diǎn)， 全 面可視化施工過(guò)程和并形成建設(shè)成果的可視化影像，參與投標(biāo)， 中標(biāo)后按可視化的理念設(shè)相應(yīng)機(jī)構(gòu)， 依據(jù)前期形成的可視化成果 開(kāi)展管理，實(shí)施工程項(xiàng) 目的建設(shè)，當(dāng)然，也可能在實(shí)施中對(duì) 前期的可視化管理做調(diào)整，同時(shí)，項(xiàng)目建設(shè)完成后，將最后的可 視化成果移交建設(shè)單位或相應(yīng)的檔案部門(mén)。 實(shí)際上， 這種可視化 管理通?？赡苁亲钚卧目梢暬芾淼墓芾?， 也是目前最容易 實(shí)現(xiàn)的可視化管理。42 建設(shè)項(xiàng)目的可視化

10、管理 建設(shè)項(xiàng)目主要是從建設(shè)業(yè)主的角度和整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的角度 出發(fā)考慮的建設(shè)項(xiàng)目， 在這樣的建設(shè)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)可視化管理， 通 常是由建設(shè)業(yè)主在項(xiàng)目建設(shè)前期既提出可視化管理的要求， 并在 前期的設(shè)計(jì)階段完善， 總體實(shí)現(xiàn)初步的可視化， 招標(biāo)階段再將局 部重要過(guò)程的可視化要求提出， 由投標(biāo)單位完善， 并從中優(yōu)選施 工單位。 施工實(shí)施過(guò)程中， 在參建的各個(gè)施工單位項(xiàng)目部的可視 化管理的基礎(chǔ)上， 通過(guò)業(yè)主設(shè)立相應(yīng)的可視化機(jī)構(gòu)， 整合整個(gè)項(xiàng) 目的可視化管理， 項(xiàng)目建設(shè)期完成后， 形成相應(yīng)的可視化建筑物， 在整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)其間， 為生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供可視化影像， 以利項(xiàng)目 建筑物的維修、保養(yǎng)、改擴(kuò)建等需要，直到項(xiàng)目完成

11、后，為項(xiàng)目 的后評(píng)估提供依據(jù)。43 施工企業(yè)可視化管理 施工企業(yè)可視化管理主要是從施工企業(yè)內(nèi)部管理角度出發(fā) 考慮的工程建設(shè)管理， 由于施工企業(yè)通常會(huì)同時(shí)承建不同工程建 設(shè)項(xiàng)目的部分或全部， 管理的工程建設(shè)項(xiàng)目分布遍布各地。 這樣 的工程建設(shè)管理實(shí)現(xiàn)可視化， 通常是在施工企業(yè)各項(xiàng)目部的可視 化管理的基礎(chǔ)上， 由企業(yè)設(shè)置的專(zhuān)門(mén)部門(mén)， 通過(guò)制訂企業(yè)可視化 標(biāo)準(zhǔn)等手段，整合成整個(gè)企業(yè)的可視化管理。44 城鎮(zhèn)建設(shè)的可視化管理城鎮(zhèn)建設(shè)可視化管理主要是從城鎮(zhèn)建設(shè)管理角度出發(fā)， 城市 建設(shè)包含所有在城市內(nèi)的建設(shè)項(xiàng)目， 對(duì)于這樣的建設(shè)管理， 通常 由負(fù)責(zé)城鎮(zhèn)建設(shè)的部門(mén)， 設(shè)立專(zhuān)門(mén)的可視化機(jī)構(gòu)， 負(fù)責(zé)發(fā)布在本 城

12、市實(shí)施可視化管理的標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)范， 同時(shí)監(jiān)督檢查可視化實(shí)施情 況，收集可視化成果， 整合在城市中準(zhǔn)備實(shí)施或正實(shí)施的建設(shè)項(xiàng) 目，進(jìn)而形成整個(gè)城市建設(shè)的可視化管理。5、可視化工程建設(shè)管理實(shí)施需要大力發(fā)展的幾項(xiàng)技術(shù)51 地理信息技術(shù)任何工程建設(shè)地，都有相應(yīng)的地形，地址、地貌、地物特征 等地理信息。地理信息技術(shù)就是將這些信息數(shù)字化并存儲(chǔ)的技 術(shù)?？梢暬こ探ㄔO(shè)管理的初始條件都可從相應(yīng)的地理信息系統(tǒng) 中得到，實(shí)際完成的工程建設(shè)對(duì)既有的地理信息所做的修改又保 存到相應(yīng)的地理信息系統(tǒng)中，為下一步或其他管理服務(wù)?？梢?jiàn)， 地理信息技術(shù)是支持可視化化工程建設(shè)管理的一項(xiàng)重要技術(shù)。目前，我國(guó)的地理信息技術(shù)發(fā)展還不是很充

13、分， 還未形成一 個(gè)民用的實(shí)用的虛擬數(shù)字中國(guó)， 或某個(gè)數(shù)字地區(qū)、 城市等地理信 息系統(tǒng)。因此，在絕大多數(shù)的工程建設(shè)中，都需要自己建立相應(yīng) 的地理信息系統(tǒng)。這也限制了可視化工程建設(shè)管理的發(fā)展。52 智能輔助工程設(shè)計(jì)技術(shù)隨著現(xiàn)代建設(shè)技術(shù)的發(fā)展， 工程項(xiàng)目越來(lái)越復(fù)雜， 設(shè)計(jì)量也 越來(lái)越大， 特別是可視化工程建設(shè)管理， 還需要建立虛擬可視化 對(duì)象，設(shè)計(jì)量更大，因此，只有采用智能輔助工程設(shè)計(jì)技術(shù)，盡 可能的替代人的腦力勞動(dòng)， 減少設(shè)計(jì)工作量， 才能滿足實(shí)際要求。 實(shí)際上， 也正是近來(lái)的智能輔助設(shè)計(jì)技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展， 才使 可視化化工程建設(shè)管理實(shí)現(xiàn)成為可能。目前，智能輔助工程設(shè)計(jì)技術(shù)已逐漸由二維平面轉(zhuǎn)向

14、三維立 體。55 三維實(shí)體仿真技術(shù)人生活的空間是三維， 絕大大部分的工程建設(shè)管理對(duì)象也是 三維實(shí)體的， 因此對(duì)其實(shí)現(xiàn)真正可視化管理也只有用三維實(shí)體影 像才能達(dá)到效果。 同時(shí)可視化工程建設(shè)管理的大部分工作都在工 程實(shí)施前完成，而此時(shí)項(xiàng)目還未實(shí)施，實(shí)體還未建成，只有借助 三維實(shí)體仿真技術(shù)才能得到三維實(shí)體影像。 因此，可視化管理中， 絕大部分建設(shè)管理對(duì)象是三維實(shí)體， 三維實(shí)體仿真技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛 擬三維可視化建設(shè)管理對(duì)象的主要手段。5 4 動(dòng)畫(huà)技術(shù)建設(shè)過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程， 即使是采用三維圖像， 如果是 靜態(tài)的， 實(shí)際上反映的信息也是不全面的， 不能全面反映一個(gè)建 設(shè)過(guò)程。例如，在大型構(gòu)件吊裝過(guò)程中，由

15、于周?chē)系K物、起吊 初始條件、就位條件等影響，采用動(dòng)畫(huà)技術(shù)演示吊裝過(guò)程，比采 用靜態(tài)圖形來(lái)演示的優(yōu)勢(shì)要明顯得多。 一方面其反映的信息是動(dòng) 態(tài)全過(guò)程，在吊裝過(guò)程中，其反映出的梁在空間位置變化，以及 障礙物對(duì)吊裝影響， 吊臂長(zhǎng)短變化， 旋轉(zhuǎn)以及其組合變化等信息， 采用靜態(tài)的圖像是很難反映的。 二是其反映的信息更容易全面理 解，易于讓人接受，采用動(dòng)畫(huà)預(yù)演做技術(shù)交底，能讓實(shí)際操作者 有更直觀和明白的了解。 動(dòng)畫(huà)技術(shù)是實(shí)施可視化工程建設(shè)管理必 不可少的一項(xiàng)技術(shù)。55 海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳輸 可視化工程建設(shè)管理的一項(xiàng)關(guān)鍵的工作是將管理對(duì)象數(shù)據(jù) 化，然后存取加工這些數(shù)據(jù)，形成的可視化工程建設(shè)。首先我們 可以看到

16、工程管理涉及的管理對(duì)象很多， 形成的數(shù)據(jù)也很多， 再 則，建立的是這些可視化工程建設(shè)系統(tǒng)也以數(shù)據(jù)形式存取， 因此， 不難理解，可視化工程建設(shè)管理是需要海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)支持 的。其次，參加建設(shè)者眾多，不可能集中工作，因此海量數(shù)據(jù)必 須在不同的管理者之間交換， 這就存在一個(gè)傳輸問(wèn)題。 保證數(shù)據(jù) 傳輸?shù)臅惩?，才能保證可視化工程建設(shè)管理得以實(shí)施。56 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)由于建設(shè)項(xiàng)目， 特別是一些大型的項(xiàng)目， 由于構(gòu)成項(xiàng)目的各 單項(xiàng)工程分布范圍廣泛， 有時(shí)甚至跨省市地區(qū)， 在這樣的項(xiàng)目中， 實(shí)施可視化建設(shè)管理， 只有通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)， 將項(xiàng)目實(shí)施 過(guò)程數(shù)據(jù)化，同時(shí)將其與實(shí)際實(shí)施前虛擬的建設(shè)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)

17、， 實(shí)現(xiàn)將虛擬的可視化工程建設(shè)管理和現(xiàn)實(shí)的工程建設(shè)管理聯(lián)系 起來(lái)。當(dāng)然，除了以上技術(shù)，在可視化工程建設(shè)管理中，還涉及很 多技術(shù)和理論， 這里只是提與其他管理手段有明顯不同要求的幾 項(xiàng)技術(shù)，同時(shí)以上提及的技術(shù)也包含許多其他技術(shù)，例如，在數(shù) 據(jù)傳輸里面又涉及到數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和壓縮算法理論， 在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí) 臨控技術(shù)、 海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳輸中又涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。 這里就不 再一一提及。6、可視化工程建設(shè)管理的發(fā)展前景6 1 可視化是各領(lǐng)域管理工作發(fā)展的共同方向 目前，不管在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外， 可視化管理都是管理共同發(fā)展 的方向， 以國(guó)外其他領(lǐng)域的比較著名的項(xiàng)目為例， 都可以看到可 視化已經(jīng)越來(lái)越不可缺少。例如，美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室2004 年的火星探測(cè)計(jì)劃，在正式火星車(chē)登陸前，就有了火星車(chē) 登陸全過(guò)程模擬圖，其中火箭錐體分離、火星車(chē)進(jìn)入大氣層、降 落、安全氣囊打開(kāi)、 著陸等的各環(huán)節(jié)均按項(xiàng)目實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行 了模擬，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施前的預(yù)可視，同時(shí)，火星車(chē)項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程 中，傳回的影像，又是管理人員在地球發(fā)出指令的正確依據(jù)，實(shí) 現(xiàn)了項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)可視。 正是這些可視化為整個(gè)項(xiàng)目的成功奠定基 礎(chǔ)。62 工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)必將形成系統(tǒng)的可視化管理 在工程建設(shè)領(lǐng)域， 幾乎每一項(xiàng)工程建設(shè)都具有投資大、 對(duì)環(huán) 境、社會(huì)影響大、不確定因素多、風(fēng)險(xiǎn)大、不可重復(fù)等特點(diǎn)。因 而，為決策不失誤，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)