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一以測繪技術(shù)為核心的Rim理論

目前三維仿真、GIS、激光掃描等技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)初見成果，然而，已有的系統(tǒng)都是針對一些特定的需求而開發(fā)的，它們在城市軌道交通的某一方面的應(yīng)用取得了一定的效果，例如線網(wǎng)規(guī)劃、施工監(jiān)測等;但未能將這些技術(shù)在軌道交通項目全生命期內(nèi)進(jìn)行集成。為了使整個軌道交通建設(shè)工程設(shè)計和施工更快速、更智能、更具成本效益，故提出RIM理論，即軌道交通信息模型的全生命周期管理(RailtransportationInformationmodellifecycleManagement，RIM)，是指項目全生命周期內(nèi)綜合應(yīng)用三維仿真、激光掃描、GIS和物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)進(jìn)行設(shè)計協(xié)同管理、施工精細(xì)管理和運營智能管理的過程。以三維仿真技術(shù)和GIS為核心，依托ERP和云技術(shù)等建立起“RIM平臺”，將設(shè)計協(xié)同管理、施工精細(xì)管理和運營智能管理等服務(wù)部署在云端。通過RIM技術(shù)，將設(shè)計、施工和運營等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行超細(xì)粒度分解，用于多專業(yè)協(xié)同作業(yè)，方便信息流轉(zhuǎn)、管理和調(diào)度。

二施工階段RIM和激光掃描

結(jié)合應(yīng)用在已取得成果的基礎(chǔ)上，利用激光掃描方式協(xié)同整個軌道交通施工，項目各參與方，就需要一個強大的信息系統(tǒng)作為支撐。因此，軌道交通施工信息化的新階段就是實時獲取施工信息，并及時反饋至設(shè)計、施工、監(jiān)理等等，提供信息資源的集成、共享、交互。三維施工監(jiān)測的主要研究在建筑施工階段，我們通過三維激光掃描等技術(shù)掃描軌道施工站點，獲取施工現(xiàn)場的施工信息，并快速獲取施工現(xiàn)場的點云模型，利用自動化生成的激光點云數(shù)據(jù)和設(shè)計階段信息模型進(jìn)行對比查看和擬合，并由檢測軟件自動校核，生成精度誤差圖譜，由此及時發(fā)現(xiàn)并糾正施工誤差，減少施工返工，以達(dá)到一定的施工監(jiān)督的作用。

1數(shù)據(jù)深化在施工階段

要進(jìn)行管線安裝施工監(jiān)測，需要對未完善的設(shè)計階段模型進(jìn)行補充完善和細(xì)化，包括管線閥門、機電設(shè)備、支吊架、吊頂和孔洞等，需對模型的制作精度進(jìn)行細(xì)致歸類，增加軌道站點信息模型數(shù)據(jù)制作種類，并對每一個圖層進(jìn)行建模。

2施工數(shù)據(jù)采集在站點主體

施工結(jié)束，全程跟蹤站點的管線施工，在管線施工階段，設(shè)若干激光掃描測站，最大限度掃描已施工部分建筑主體和管線。工程測量由控制網(wǎng)測量和施工過程控制測量兩大部分組成，它們之間相互關(guān)系是:控制網(wǎng)測量是工程施工的先導(dǎo)，原區(qū)域已建立的平面和高程控制網(wǎng)，當(dāng)滿足施工測量技術(shù)要求時，應(yīng)予利用。獲取管件的激光點云數(shù)據(jù)，具體的操作步驟如下:(1)利用三維激光掃描儀和全站儀分別對軌道交通站點施工數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，架站掃描的數(shù)據(jù)要求能夠準(zhǔn)確并完整地獲取所有施工的管線。(2)在車站現(xiàn)場布置好三維激光掃描儀，完成車站測站布設(shè)、后視點坐標(biāo)掃描、測站坐標(biāo)掃描、車站場景粗掃描、場景精掃描;三維激光掃描儀獲取車站點云數(shù)據(jù)和車站影像數(shù)據(jù)，全站儀獲取車站參考點云數(shù)據(jù)。

3點云數(shù)據(jù)和模型的擬合

根據(jù)快速獲取的站點的點云數(shù)據(jù)，直接導(dǎo)入到軟件中，進(jìn)行配準(zhǔn)，配準(zhǔn)過程中應(yīng)保證模型不損失精度，得到三維矢量模型，并賦予必要的建筑信息。不同區(qū)域按柱體、旋轉(zhuǎn)體等特征劃分，然后以不同的CAD特征進(jìn)行擬合并修剪為最終三維實體模型。每次擬合完成時，將顯示被處理的點云的實時偏差分析結(jié)果以輔助做出決策，施工數(shù)據(jù)模型能更精確。將處理后的點云數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入，直接與設(shè)計模型進(jìn)行精度對比。通過計算出實測值和設(shè)計值的標(biāo)準(zhǔn)差，得出實測數(shù)據(jù)的離散程度，從而判斷管線施工工程總體質(zhì)量。

4設(shè)計施工協(xié)調(diào)

將對點云數(shù)據(jù)和信息模型進(jìn)行精確匹配和對應(yīng)，最后計算出點云數(shù)據(jù)與信息模型的偏差并用色譜圖顯示，使檢測結(jié)果可視化。同時可以挑選特征點，列出對比分析報告，包含偏差、公差、偏差半徑、參考差等項目。由此及時發(fā)現(xiàn)并糾正施工誤差，減少施工返工，以達(dá)到一定的施工監(jiān)督的作用。將分析結(jié)果反饋給建設(shè)單位、設(shè)計單位和施工單位等。設(shè)計單位和施工單位根據(jù)檢測報告判斷是否修改設(shè)計或重新施工。管線的設(shè)計和施工協(xié)調(diào)過程與主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工協(xié)調(diào)過程整體流程基本相同。

三結(jié)語

軌道交通車站建設(shè)中管理內(nèi)容千頭萬緒，管理過程中許多因素互相制約、相互關(guān)聯(lián)，設(shè)計與施工的協(xié)調(diào)性還存在著不少的問題，往往導(dǎo)致施工存在一定的遺漏和失誤，等到發(fā)現(xiàn)的時候只能采取一定的彌補措施，大大降低了施工效率和施工質(zhì)量?；谲壍佬畔⒛Ｐ涂蓪⒐芫€進(jìn)行模擬施工安裝，可以將復(fù)雜工程可視化，使各專業(yè)協(xié)同施工，對于一些施工難的節(jié)點，可查看三維管線綜合模型。而激光掃描技術(shù)作為連接施工和設(shè)計的可靠紐帶，可以有效獲取站點的現(xiàn)場施工信息，與軌道交通信息模型進(jìn)行分析比對，完成站點的三維施工監(jiān)測，可以有效避免施工誤差和施工返工，提高施工效率。

作者：王芬旗徐狄軍周鑫單位：寧波市測繪設(shè)計研究