試探究市政道路工程施工方案3D數(shù)字化決策技術(shù)

(核工業(yè)長沙工程勘察院，湖南 長沙 410018)

在傳統(tǒng)的市政道路工程施工的過程當(dāng)中，施工決策者大多根據(jù)以往的施工經(jīng)驗來對施工時遇到的各種問題進(jìn)行分析與處理，這種決策方法帶有一定的隨意性與主觀性，往往會造成決策與實(shí)際施工現(xiàn)狀不相匹配的情況。3D虛擬技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了施工全過程的全面、動態(tài)分析，工程的相關(guān)決策人員可以通過3D數(shù)字化決策技術(shù)來對施工中的重難點(diǎn)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)、注意問題等做出高仿真的模擬，在全面了解施工內(nèi)容的基礎(chǔ)上對施工方案做出合理的調(diào)整與更改，從而找出最優(yōu)的施工方案。

一、市政道路施工存在的現(xiàn)狀和問題

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與科技水平的不斷提升，目前我國的市政道路工程施工的技術(shù)、方法等也得到了一定的改善，然而在實(shí)際施工時市政道路工程施工中仍然存在著質(zhì)量參差不齊的問題。一方面，在市政道路施工前，對道路施工當(dāng)中的諸多要素的考慮不足導(dǎo)致施工的組織準(zhǔn)備工作不到位，造成了施工前的方案確定不夠合理，在施工時很容易產(chǎn)生調(diào)整與變動，帶來了一定的經(jīng)濟(jì)損失。另一方面，施工管理不到位，首先，施工計劃的不合理編制所導(dǎo)致的施工規(guī)劃格式、內(nèi)容不準(zhǔn)確給施工管理的進(jìn)行帶來了不利的影響;其次，計劃編制時出于企業(yè)短期利益的考慮存在著重進(jìn)度而輕管理的錯誤思想;最后，受到編制方式落后、理論知識不足等因素影響而造成的編制方法不合理問題也給施工的順利進(jìn)行帶來了負(fù)面影響。

二、市政道路工程施工中融入3D數(shù)字化決策技術(shù)的重要性

(一)3D數(shù)字化決策技術(shù)

3D數(shù)字化技術(shù)通過形象、真實(shí)的立體圖象的展示給施工管理人員對施工對象的認(rèn)識、理解帶來了極大的便利，將市政道路工程施工看作一個整體來綜合應(yīng)用系統(tǒng)仿真、循環(huán)網(wǎng)絡(luò)仿真等技術(shù)來進(jìn)行施工全過程的決策優(yōu)化研究，并獲得各道工序的施工進(jìn)展?fàn)顩r、資源使用程度等信息，實(shí)現(xiàn)施工方案在交替模仿中做出試驗與改進(jìn)，給方案的決策者了解施工進(jìn)展、掌握施工工藝流程等提供了有效的途徑。

(二)3D數(shù)字化決策技術(shù)在施工方案中的重要性

1.方便了決策者對施工方案的全面分析。傳統(tǒng)的市政道路工程施工中針對一些繁瑣、相互關(guān)系復(fù)雜的施工工序往往只能借助網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)圖的形式來進(jìn)行展示，具有一定的片面性，很難顧及到施工過程的方方面面。虛擬可視化的3D數(shù)字化技術(shù)可以對施工工藝流程時空、邏輯上的聯(lián)系做出直觀、動態(tài)的展示，給決策人員對施工方案的比較、選擇帶來了合理的依據(jù)。

2.方便了方案的審查與評價。市政道路工程施工方案的決策主要是由相關(guān)的專家參與對各施工方案進(jìn)行審查、交流、評價并確定最終方案。3D數(shù)字化技術(shù)利用虛擬可視化技術(shù)使參與決策的人員直觀、形象地了解了工程情況，并對方案設(shè)計中的缺陷、不足等做出展示，有利于專家在3D技術(shù)指導(dǎo)下選擇出最佳的方案。

3.方便了信息的交流與表達(dá)。由于施工方案的決策者相比較方案設(shè)計者而言對施工工程的信息了解得較為片面，施工方案設(shè)計人員的合理描述對決策者的最終抉擇有著直接的影響，因此，決策者、設(shè)計者間信息的有效溝通尤為關(guān)鍵。3D數(shù)字化技術(shù)所展示的工程信息多且全面，給方案的決策提供了可靠的信息支持。

三、市政道路工程施工方案中的3D決策技術(shù)的應(yīng)用

(一)3D 決策技術(shù)的確定

以楊家溝特大橋的工程為例，由于其施工的條件較為復(fù)雜，3D虛擬可視化技術(shù)能夠在演示工程施工重難點(diǎn)技術(shù)、工序的同時展示項目當(dāng)中的技術(shù)優(yōu)勢，具有制作方便、易推廣和成本低的優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)主要包括建筑漫游與施工動畫兩個環(huán)節(jié)，前者主要是利用3D建模等方式對建筑結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境等進(jìn)行展示，后者主要是用來對重點(diǎn)工程的工藝流程進(jìn)行展現(xiàn)，通過二者的綜合利用在快速獲取施工信息的基礎(chǔ)上得出多個施工方案供決策者比選。

(二)3D決策技術(shù)的應(yīng)用

1.可視化管理系統(tǒng)的功能與操作。項目部管理系統(tǒng)的主要包括查詢和分析楊家溝特大橋工程信息、對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)、實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度與質(zhì)量等問題的可視化、同步上傳數(shù)據(jù)等功能，分為工程總體概況、工程項目管理、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)同步與幫助菜單，其中數(shù)據(jù)同步包括對工程完工之后的三維可視化數(shù)字沙盤的查看等。在點(diǎn)擊進(jìn)入可視化數(shù)字沙盤后頁面頂部的左側(cè)按鈕用于對場景的顯示進(jìn)行控制、右側(cè)按鈕用來查詢維護(hù)工程的相關(guān)數(shù)據(jù)并對場景與信息的顯現(xiàn)進(jìn)行控制。在沙盤最大化后點(diǎn)擊“楊家溝特大橋”按鈕便會對工程的場景進(jìn)行顯示，并可通鍵盤的上下左右按鍵來控制場景的移動。

2.3D虛擬可視化。楊家溝特大橋主要由橋梁承重結(jié)構(gòu)、橋面系等上部結(jié)構(gòu)與橋墩、承臺、橋臺等下部結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，可在分析工程設(shè)計圖紙、標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對橋梁的路線、護(hù)欄等組成部分建模并得出3D虛擬模型來進(jìn)行可視化管理。而后利用對其施工過程的3D動態(tài)演示來讓方案決策人員深刻、全面地對施工環(huán)境做出準(zhǔn)確的了解，決策者可以利用虛擬仿真預(yù)測的進(jìn)度信息來實(shí)時掌握施工資料并借助虛擬動態(tài)優(yōu)化結(jié)果來對施工的方案做出最佳的抉擇。

四、討論

綜上所述，3D數(shù)字化決策技術(shù)利用具有高度交互性、仿真性的幾何模型的建立來進(jìn)行模擬施工，利用對施工工程形象、具體的展示方便了決策者快速了解、分析施工過程與工序。在實(shí)際運(yùn)用后證明3D數(shù)字化技術(shù)有利于決策者對施工做出整體的把握，其對圖形的靈活繪制給施工研究工作打下了良好的基礎(chǔ)，并通過各作業(yè)模式下施工方案的比選給方案的決策提供了合理的依據(jù)，促進(jìn)了市政道路工程施工的順利進(jìn)行。

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