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基于YOLOv5s和bim轻量化模型协同管理平台的研究与实现

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基于YOLOv5s和BIM轻量化模型协同管理平台的研究与实现

作者：黄地金华东交通大学

学位级别：硕士

十九届六中全会以来,随着我国建筑行业的蓬勃发展,一方面人们已经不再单纯注重于建筑物的外形和品质,开始注意节约人力、物力、财力,利用更有效的技术手段、更少的资金来建设更安全、更漂亮的建筑物,另一方面,随着互联网技术的发展,工... 详细信息

十九届六中全会以来,随着我国建筑行业的蓬勃发展,一方面人们已经不再单纯注重于建筑物的外形和品质,开始注意节约人力、物力、财力,利用更有效的技术手段、更少的资金来建设更安全、更漂亮的建筑物,另一方面,随着互联网技术的发展,工程项目管理中的联动问题亟待解决,使得平台建设成为了必然之势。本文将对bim协同管理平台进行研究,在现有的技术与理论的支撑下,依据实际项目对bim协同管理平台进行实现,利用常规的功能模块,打破信息孤岛,促进各部门之前信息的互联互通,形成良好的协调联动机制。同时,探索工程项目与人工智能、bim轻量化模型的深度融合,促进项目的高效化和智能化,为智慧工地的建设提供有益探索。本文的主要研究内容如下:(1)研究并梳理了国内外bim技术研究现状,并对当前国内外bim轻量化研究现状进行对比分析,得出建设bim协同管理平台的必要性和紧迫性;(2)基于bim技术全寿命周期管理理论,对bim协同管理平台进行需求分析,对比确认网站的开发技术,最终bim协同管理平台的后端开发框架为flask,前端使用VUE框架,数据库则采用My SQL;(3)依托象山大桥的实际项目情况,开发基础的功能模块,包含环境监测模块、进度管理模块、特种人员管理模块、安全管理模块、施工模拟动画模块等,促进了项目间信息的互联互通;(4)对bim模型进行精细化处理,研究并开发了网页端实时浏览bim模型的功能,满足了在网页端浏览bim模型并保留模型信息的需求,并在此基础上自主开发bim5D(时间+成本)功能,为进度管理和成本管理提供了技术支撑,为bim模型二次开发提供了一种研究思路;(5)改进YOLOv5s算法对佩戴安全帽进行检测,使用Mobile Net v2替换YOLOv5s的主干网络,其中推理时间快了10%,模型大小降低了36%,参数量降低了34.5%,满足了施工现场实时检测和低算力平台部署的要求,并成功在低算力的项目平台上部署。

关键词：工程项目管理 bim协同管理平台 bim轻量化 YOLOv5s 人工智能

基于Cesium框架的bim轻量化管理平台设计与实现

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基于Cesium框架的BIM轻量化管理平台设计与实现

作者：熊天海北京建筑大学

学位级别：硕士

随着我国信息化程度的不断提高、工业化体系的持续完善,建筑业信息化发展到了新的阶段。bim技术因其具有可视化、参数化、协调性、仿真性等特点,在实际工程领域产生了巨大的效益。然而,随着bim数据种类越来越丰富,模型体量越来越大,导... 详细信息

随着我国信息化程度的不断提高、工业化体系的持续完善,建筑业信息化发展到了新的阶段。bim技术因其具有可视化、参数化、协调性、仿真性等特点,在实际工程领域产生了巨大的效益。然而,随着bim数据种类越来越丰富,模型体量越来越大,导致过去被应用于bim数据交换领域的IFC文件因其庞大的数据体系,难以满足现如今的工程实际需求;一个项目的全生命周期中涉及到的专业众多,传统单一的bim软件无法有效的集成各专业、各种类、各部门的工程资料信息。由此造成的“数据孤岛”问题日益凸显,成为bim技术与其他交叉学科深入协调发展的桎梏。如何充分的利用bim数据信息,打破不同bim软件之间数据共享的壁垒,找到不同专业之间信息传递的途径,有效地与外部数据信息进行集成成为目前亟待解决的问题。WebGL技术、Web端移动应用、物联网技术的兴起,为解决以上问题创造了条件,提供了一种新的思路。本文探索将Cesium可视化技术、WebGL图形引擎应用到bim技术领域,通过开发基于Cesium框架的bim轻量化管理平台,实现大体量bim模型在Web端快速加载,并且将外部工程数据、传感器数据集成到平台中实现信息共享。为此本文具体研究了以下工作:(1)在IFC文件数据结构的基础上,研究IFC与具有轻量化特点的glTF和3D Tiles数据格式之间的联系。通过C#语言对Revit进行二次开发以及一系列开源工具,完成Revit模型到glTF和3D Tiles数据格式的转换。(2)分析glTF和3D Tiles文件在Cesium图形引擎下加载时的表现,并在八叉树算法的基础上研究进一步提高Web端加载bim模型时的性能。利用模型结构树优化空间加载策略实现手动层级调度,减少bim可视化对硬件设备配置的依赖,以满足在不同设备下、不同场景中的使用。(3)研究bim模型在不同格式中不同坐标系之间的转换关系,通过矩阵变换使模型位置姿态保持一致。(4)分析C/S架构体系的不足,在以上研究的基础上开发基于B/S架构的bim轻量化管理平台。探讨bim数据集成关键以及平台设计方案,将bim模型几何信息、语义数据、外部导入的工程数据、传感器数据通过平台集成。在此基础上完成功能模块的设计与开发。最后将某工程案例模型应用到本文形成的一整套技术框架以及研究成果中,对bim平台的可视化性能以及功能模块进行了测试,结果表明平台在加载模型时具有良好的流畅性、稳定性。所设计开发的平台在满足科学性、实用性的前提下,具有一定的可拓展性和前瞻性,将来可以继续丰富平台功能,也为将来智慧城市研究提供理论支持。

关键词： Cesium框架 bim轻量化 Revit二次开发 WebGL技术数据集成

基于bim轻量化在PC装配式建筑施工阶段的应用研究

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基于BIM轻量化在PC装配式建筑施工阶段的应用研究

作者：任泳同西南科技大学

学位级别：硕士

随着“新基建”的赋能,bim技术成为新时代信息数字化关键应用技术之一,为PC装配式建筑施工阶段的技术实践与管理体系方面提供了新方向。但不可否认的是受限于自身模型体量大、信息量指数级增长等现实状况,bim技术正处于应用落地效果不理... 详细信息

随着“新基建”的赋能,bim技术成为新时代信息数字化关键应用技术之一,为PC装配式建筑施工阶段的技术实践与管理体系方面提供了新方向。但不可否认的是受限于自身模型体量大、信息量指数级增长等现实状况,bim技术正处于应用落地效果不理想,难以直接有效对接施工现场并实现深层次应用的境遇。因此,bim轻量化基础性及应用性的研究陆续展开。由于现阶段bim轻量化在实际应用中存在着构件丢失、信息失真及关联性不强的问题,严重影响了施工现场多层次多维度的应用需求。故论文以PC装配式建筑施工阶段为研究对象,结合当下bim轻量化发展阶段,设计了优化的bim轻量化应用方案,提出将轻量化模型数据划分为基础性与精细性,并采取独立方法进行实现。论文主要工作和成果如下:（1）以对实例项目及国内外行业报告的调研结果为基础,引入帕累托图,分别统计并分析目前PC装配式建筑施工阶段依然存在的常见短板以及传统bim轻量化方案出现的弊端。同时,结合PC装配式建筑与bim轻量化的特点,挖掘bim轻量化在施工阶段的具体应用途径与内容。（2）以PC装配式建筑施工阶段对bim模型信息的实际应用需求为出发点,利用“层级分类法”与“平行分类法”得出LOD400下不同施工环节、不同PC构件以及不同岗位人员与模型信息的关联性表格。同时,采用“复合编码”方式制定轻量化模型信息的编码结构设计。（3）提出分阶段实现基础性模型信息的轻量化方法。结合施工阶段的实际应用要求,对C/S及B/S架构轻量化展开性能对比分析,确定轻量化工具的应用方法与流程。（4）基于Python进行Dynamo可视化编程平台Python Script节点的二次开发,设计一套程序链来实现精细性模型信息的轻量化。（5）以优化的bim轻量化应用方案为基础,结合实际工程项目,进行该方案的实例应用分析与效果评价,验证方案的可行性。应用结果表明,优化方案能够提升轻量化后模型信息的完整性、准确性及关联性,让bim技术实现更深入的应用,较好解决了PC装配式建筑施工阶段的常见问题。因此,该方案具备一定的应用价值和空间,可为类似工程提供经验和参考依据。

关键词： bim轻量化 PC装配式建筑施工阶段模型数据

基于基础设施智慧服务系统的bim轻量化研究与应用

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基于基础设施智慧服务系统的BIM轻量化研究与应用

作者：吴霞上海市计算技术研究所

学位级别：硕士

bim技术作为未来建筑行业发展的必然趋势,它可以对工程建筑进行全生命周期管理,提高工程建设效率。bim通过建立建筑工程的三维模型经常被应用在工程建设中用于对工程项目进行可视化管理。上海市计算技术研究所（以下简称,上海计算所）... 详细信息

bim技术作为未来建筑行业发展的必然趋势,它可以对工程建筑进行全生命周期管理,提高工程建设效率。bim通过建立建筑工程的三维模型经常被应用在工程建设中用于对工程项目进行可视化管理。上海市计算技术研究所（以下简称,上海计算所）受某大学委托并与该大学合作开发基础设施智慧服务系统,保证地下工程从设计施工到运营维护的全生命周期内实现正常的服役。系统要求对工程项目进行bim三维可视化表达,在地下工程的建设中bim模型往往数据量大,占用计算机资源且非设计人员不方便及时查看模型。为了更好的展示及查看地下工程中的bim模型,本文在基础设施智慧服务系统的真实需求基础之上,对bim模型进行轻量化研究,并将轻量化研究应用到基础设施智慧服务系统中。本文深入研究了bim轻量化技术,通过继承Revit API中的IExport Context类,实现类中方法获取模型的几何信息和材质信息并序列化输出为JSON格式的文件,轻量化后的JSON文件包含了模型的关键信息。寻求JSON文件在浏览器中渲染需要的技术WebGL并研究其渲染原理。通过***前端开发框架提供的场景、相机和渲染器对象完成模型的构建和渲染,通过轨道控制器对象实现了模型的平移、旋转和缩放以及通过射线投射器对象提供的交互功能实现模型和工程数据的联动。展示了Web端bim模型轻量化的实现效果,并对bim模型轻量化的性能进行了测试。测试结果表明通过轻量化技术后模型数据量减小率在70%上下浮动,在Web端进行渲染的帧率高、性能好。同时,将bim轻量化技术应用到系统中。最后,总结本文的研究成果并对以后的研究方向进行展望。

关键词：基础设施微服务 bim轻量化 WebGL技术 Three.js

bim轻量化与精确化在重大危险源的管理研究

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施工技术 2020年第S1期49卷 471-474页

作者：张家国饶丹高杨羊虎黄浩成都建工集团有限公司直属公司四川成都610000

建筑业对信息数据的需求越来越高,bim的出现解决了建筑业对信息数据的需求。通过对大量bim数据进行合理化区分、筛选,提升模型运算速度,即为模型数据轻量化。轻量化模型数据不能满足错综复杂的施工现场管理要求,通过对模型数据结构的分... 详细信息

建筑业对信息数据的需求越来越高,bim的出现解决了建筑业对信息数据的需求。通过对大量bim数据进行合理化区分、筛选,提升模型运算速度,即为模型数据轻量化。轻量化模型数据不能满足错综复杂的施工现场管理要求,通过对模型数据结构的分析和施工现场管理需求的对比,将数据有针对性地与模型构件对接,完成模型数据从轻量化到精确化的转变。利用精确化的bim模型对施工现场进行管控,使各专业间协同工作,从而提升施工现场管理效率。

关键词： bim轻量化 bim精确化重大危险源数据优化

基于WebGL的高速公路bim模型轻量化方法研究

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工程管理学报 2020年第5期34卷 69-74页

作者：吴学明梁礼绘严磊刘增辉中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明650000 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350

针对高速公路建设周期长、规模大,设计产生模型体量大和种类繁多,需要占用较大硬件资源的局面,应进行基于WebGL的bim模型轻量化展示方法研究。通过分析模型重构技术理论进行Revit-JSON接口设计来实现模型格式转换,然后利用WebGL来实现Re... 详细信息

针对高速公路建设周期长、规模大,设计产生模型体量大和种类繁多,需要占用较大硬件资源的局面,应进行基于WebGL的bim模型轻量化展示方法研究。通过分析模型重构技术理论进行Revit-JSON接口设计来实现模型格式转换,然后利用WebGL来实现Revit模型的Web端重建和渲染,并引入***框架实现bim模型的Web端交互,进而实现bim模型在Web端的信息实时查询功能,以满足用户对高速公路bim模型轻量化管理的要求。

关键词： WebGL 高速公路 Revit二次开发 bim轻量化

bim与轻量化技术在新盛万豪酒店机电工程中的应用探索

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土木建筑工程信息技术 2019年第2期11卷 41-46页

作者：邵统宇仝振左超周建亮徐州润华置业有限公司徐州221000 中国矿业大学力学与土木工程学院徐州221116 上海开建信息技术有限公司上海200233

bim的相关理念和技术被引入中国以来得到了快速的发展,在众多的大型项目工程中发挥关键优势。bim技术具有深化设计、管线综合和管线碰撞检测、施工进度模拟控制等功能,但常规的bim模型拥有大量的数据,对硬件要求过高,使bim在推广过程有... 详细信息

bim的相关理念和技术被引入中国以来得到了快速的发展,在众多的大型项目工程中发挥关键优势。bim技术具有深化设计、管线综合和管线碰撞检测、施工进度模拟控制等功能,但常规的bim模型拥有大量的数据,对硬件要求过高,使bim在推广过程有些阻碍。本文以具体工程为例,运用轻量化技术,通过bimBox平台输出的成果指导机电工程的施工。结果证明,轻量化技术能够很好地降低硬件要求,有效地提高工作效率与施工的精细化管理。

关键词：机电工程 bim技术 Revit bimBox bim轻量化

融合IFC语义信息与几何相似性的bim构件实例信息提取方法

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测绘通报 2024年第5期 96-102页

作者：贺彪唐骜巍蒯希徐海肖佳栋深圳大学建筑与城市规划学院智慧城市研究院广东深圳518060 自然资源部城市国土资源监测与仿真重点实验室广东深圳518060 深圳市城市数字孪生技术重点实验室广东深圳518060

建筑信息模型(bim)能够对建筑结构、部件组成及其业务语义属性进行准确表达,在智慧城市时空底板建设及建筑物“规、建、养、运”全生命周期数字化管理中发挥着重要的作用。bim模型的数量级大、引用关系与层级结构复杂,增加了bim构件实... 详细信息

建筑信息模型(bim)能够对建筑结构、部件组成及其业务语义属性进行准确表达,在智慧城市时空底板建设及建筑物“规、建、养、运”全生命周期数字化管理中发挥着重要的作用。bim模型的数量级大、引用关系与层级结构复杂,增加了bim构件实例信息的提取难度,从而导致目前的CIM平台难以直接利用bim构件实例信息实现轻量化的数据传输、流畅的可视化及bim分析计算。针对此问题,本文提出了一种融合IFC语义信息与几何相似性的bim构件实例信息提取方法,在充分考虑IFC几何引用语义信息的基础上,使用ICP算法和豪斯多夫距离计算几何相似性,实现对bim构件实例信息的精确提取;此外,还针对bim场景中常见的拉伸体构件,提出了一种基于特殊拉伸体的实例信息快速提取方法;最后选取了5个不同bim专业的试验示例数据进行详尽分析。试验结果显示,本文提出的bim构件实例信息提取方法在各种示例数据中的文件平均压缩率为29.79%,能够显著地减小文件体积;在bim构件实例信息提取能力方面,实现了79.41%的平均构件实例化率及22.47%的平均实体压缩率,且每个实例化构件平均包含的子构件数量高达49.24。本文方案可以充分提取IFC文件中的bim构件实例信息,能够为海量bim模型的轻量化提供强有力的技术支撑。

关键词：智慧城市 bim轻量化几何相似性 IFC语义信息实例化

基于WebGL的古建筑bim模型轻量化研究与实现

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基于WebGL的古建筑BIM模型轻量化研究与实现

作者：赵菲西安建筑科技大学

学位级别：硕士

“互联网+”时代,bim技术作为建筑业的新技术和新理念,逐渐成为古建筑保护过程中可视分析、动态模拟、协同决策等各个方面不可缺少的技术。为充分发掘bim的价值,推动bim时代向bim+时代的迈进,有关bim模型轻量化展示的研究成为“一带一... 详细信息

“互联网+”时代,bim技术作为建筑业的新技术和新理念,逐渐成为古建筑保护过程中可视分析、动态模拟、协同决策等各个方面不可缺少的技术。为充分发掘bim的价值,推动bim时代向bim+时代的迈进,有关bim模型轻量化展示的研究成为“一带一路”国家战略和“互联网+”背景下新的亮点和热点。本文的研究工作依托“基于bim的明清古建筑数字化保护与修复方法研究”国家自然科学基金项目展开,主要内容如下:(1)针对古建筑bim模型对轻量化的迫切需求,对bim轻量化系统进行了总体分析和设计。(2)进行Revit二次开发,实现从RVT格式的Revit模型到JSON格式中间文件的转换。Web端开发过程中无法直接使用RVT格式的建筑模型数据,因此先通过Revit的二次开发,将模型的几何信息和属性信息保存在JSON格式中间文件中,再通过WebGL技术进行重构和渲染。(3)利用WebGL技术的三维GPU渲染原理,通过WebGL开发实现Revit三维建筑模型在浏览器端的重建和渲染,同时利用***框架的交互操作,实现模型在Web端的交互,并保证模型在PC端和移动端展示的一致性。(4)提出JSON模型文件中几何数据和属性数据关联的方法,从而实现浏览器端模型属性的查询和显示功能。当用户点击模型元素对象时,获取ID并显示其属性,实现属性查询功能,满足用户对bim轻量化的需求。(5)通过具体古建筑实例,对bim轻量化进行验证,并对室内定位技术进行研究,提出了iBeacon和PDR相结合的室内定位方法,室内定位技术与建筑三维可视化系统的结合,为实现旅游景点建筑及周围环境展示以及旅游导览提供了支持,进一步提升了系统的应用性。

关键词： WebGL技术 Revit二次开发 bim轻量化数据关联室内定位