基于CAD识别的施工管理虚拟环境

论文摘要

与CAD 技术在制造业的发展和CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM 高度集成化相比,CAD技术在建筑领域的发展却相当缓慢和落后。目前CAD 技术及其设计结果数据无法很好的贯穿建筑工程的各个阶段,而这些阶段又是紧密联系、前后一致的,因此这种情况已经成为计算机技术在建筑业进一步发展和应用的制约因素之一。而造成这一现状的主要原因之一是由于目前建筑CAD在设计过程中只是刻划了建筑物在某些平面上的投影信息,而不能描述建筑物体的全部的立体几何属性以及其各组成部分的物理属性。而虚拟现实技术在很大程度上能够弥补CAD 在刻划建筑物的信息方面的不足。本文介绍了识别CAD 设计结果数据并在此基础上进行三维建模的施工管理虚拟环境,提出了一个基于OpenGL 的从CAD 过渡到虚拟现实的解决方案。该方案可以依据CAD 工程设计图中不同的图元和图元之间的不同的逻辑关系,加以一定的人工干预,生成各种具有不同几何和结构等属性的构件。构件在虚拟环境中以三维实体的方式可视化,并且具有良好的人机交互功能。该方案作为施工运营阶段的数据来源,充分利用了CAD 设计结果数据,大大减少了后续阶段的工作量。在该方案的基础上,指定各结构构件间、结构构件同施工工序等其他部分的相关物理及逻辑属性,产生甘特图作为进度控制手段,动态的模拟施工过程,可以实现施工优化控制和相应的资源可视化管理,实现建筑工程项目设计、施工、运营维护各阶段在计算机上集成,为各阶段的实施和衔接提供有效的联络手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 CAD 技术的发展历程
• 1.2 CAD 技术在建筑业的应用现状
• 1.3 虚拟现实技术在建筑业的应用现状
• 1.4 国内外研究现状分析
• 1.5 课题的研究目标及意义
• 1.6 论文内容安排
• 第二章 系统总体架构
• 2.1 系统的总体结构设计
• 2.2 系统运行平台的选择
• 2.3 软件开发中所使用的一些开发工具与技术
• 2.3.1 Visual C++ MFC 程序的系统结构
• 2.3.2 面向对象的软件设计思想
• 2.3.3 动态链接库简介
• 本章小结
• 第三章 工程图的识别与人机交互
• 3.1 CAD 识别与数据持久化
• 3.1.1 DXF 数据文件格式分析
• 3.1.2 识别数据的持久化
• 3.2 可视界面的实现
• 3.2.1 OpenGL 建模环境
• 3.2.2 坐标系的影射与转换
• 3.2.3 二维线型图元的可视化
• 3.3 人机交互环境
• 3.3.1 视图类交互功能
• 3.3.2 编辑类交互功能
• 本章小结
• 第四章 CAD 过渡到虚拟现实的解决方案
• 4.1 工程图的理解基础
• 4.2 三维实体的数据准备
• 4.2.1 三维实体与建筑构件
• 4.2.2 描述三维实体的数据结构
• 4.2.3 基于基本图元生成的实体
• 4.2.4 基于组合图元生成的实体
• 4.3 三维实体的可视化
• 4.4 其他附加数据的扩展
• 4.4.1 门、窗、楼板洞定义
• 4.4.2 装饰层定义
• 4.4.3 构件的物理描述信息
• 4.4.4 井架定义
• 本章小结
• 第五章 基于过渡方案的施工管理
• 5.1 进度控制管理
• 5.1.1 使用甘特图进行施工控制管理简介
• 5.1.2 关联施工工序与建筑构件
• 5.1.3 描述施工工序的数据结构
• 5.1.4 确立各施工工序间逻辑关系
• 5.1.5 计算甘特图各时间参数与关键路径
• 5.2 工程量计算
• 本章小结
• 第六章 回顾与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 附录 1 数据结构 C 语言描述
• 附录 2 甘特图关键路径的算法描述
• 附录 3 软件运行界面
• 论文独创性声明
• 论文使用授权声明