Construction Management Utilizing 4D CAD and Operations Simulation Methodologies

The paper presents applications of simplified discrete-event simulation (SDESA), and 4D-GCPSU, to the National Stadium of the Beijing 2008 Olympics. Taking into account influential factors, e.g., resource, spatial condition, and the randomness of the construction process, the installation process of the steel-structure was simulated and optimized by using genetic algorithm (GA) optimization methodology. The operations simulation shortened the installation duration by 39 days (about 16% of the original total duration), guided the manufacturers to plan the construction processes, and provided specific suggestions on the entry time of the installation components, resulting in resource allocation optimization, resource saving, and construction efficiency improvement. Combining with the optimized schedule, the 4D visualization environment can discover time-space conflicts timely, and may assist project managers to reschedule the construction activities in tune with the site layout and resource allocation.     

基于BIM实时施工模型的4D模拟

4D技术的发展和应用给建设项目带来了巨大的效益,但目前用于4D模拟的3D模型一般在施工前创建,4D模拟的应用局限于施工前的计划阶段。为将4D模拟的应用扩展至项目施工阶段,对4D模拟的3D模型进行研究,着重对比分析施工模型和实时施工模型,研究BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)模型的自动创建技术。研究发现,自动化创建的BIM实时施工模型可以动态的跟踪项目进展情况,能提高模型的准确性和减少建模工作量。提出基于BIM实时施工模型的4D模拟,是一个动态的4D模拟过程,可作为项目施工全过程的动态控制的有效工具,能进一步提高建设项目的效率和效益。     

Construction Process Simulation and Safety Analysis Based on Building Information Model and 4D Technology

Time-dependent structure analysis theory has been proved to be more accurate and reliable compared to commonly used methods during construction. However, so far applications are limited to partial period and part of the structure because of immeasurable artificial intervention. Based on the building informa-tion model (BIM) and four-dimensional (4D) technology, this paper proposes an improves structure analysis method, which can generate structural geometry, resistance model, and loading conditions automatically by a close interlink of the schedule information, architectural model, and material properties. The method was applied to a safety analysis during a continuous and dynamic simulation of the entire construction process. The results show that the organic combination of the BIM, 4D technology, construction simulation, and safety analysis of time-dependent structures is feasible and practical. This research also lays a foundation for further researches on building lifecycle management by combining architectural design, structure analysis, and construction management.     

联络通道BIM 4D施工模拟与冻结温度场数值分析

为进一步加快冻结施工信息化应用,以北京地铁17号线区间联络通道冻结工程为背景,通过建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技术对联络通道进行三维可视化设计,建立4D施工进度模型进行实时模拟施工与输出工艺动画;利用有限元软件ABAQUS对冻结温度场进行数值模拟,与现场实测温度对比分析温度场变化规律。结果表明：BIM 4D模拟可以对施工全过程进行动态控制,实现进度计划三维可视化;冻结壁厚度达到设计值以上,验证BIM技术冻结质量控制的可靠性;数值模拟计算温度结果与现场实测温度数据值基于一致,证明数值模拟分析冻结温度场的可行性。     

基于建筑信息模型的支吊架全过程设计系统

运用建筑信息模型(BIM)理论,研发了一套支吊架全过程设计系统.该系统集实体模型、计算分析、验算、计算书、数据接口、图纸和材料统计等功能于一体,并且所有功能共享数据.采用基于动态捕捉的三维智能建模技术以及自动化的参数化约束技术,使得建模效率大幅提升.     

Integration of Radio-Frequency Identification and 4D CAD in Construction Management

In order to increase the productivity of construction industry, emerging technologies have been constantly introduced and applied in this traditional industry by pilot researchers. This paper provides an integrated model of radio-frequency identification (RFID) and four-dimensional Computer-Aided Design (4D CAD) in construction management. RFID involves the use of tags that collect data and transmit data. RFID can collect data by radio waves instead of light waves. RFID technology is surpassing barcode technology where light waves are easily blocked and barcode labels are easy to fall off or become unreadable due to dust, dirt, or other contaminants. 4D CAD which involves 3D construction models and construction schedules presents visualized construction process. Integration of RFID and 4D CAD in this paper built a dynamic construction management and control system which would reduce the time of capturing data on site and control quality of construction materials efficiently. Pilot test result shows that a construction manager can easily understand how and what a complicated construction project will be accomplished. Although further analysis is necessary, RFID and 4D CAD show promises of being a beneficial technology in construction management.     

一个新四维混沌系统的电路设计与仿真

提出了一个新四维自治混沌系统,并在Multisim软件平台下对该新四维混沌系统进行电路设计与仿真,仿真结果与数值计算一致。     

柴油机工作过程模拟和优化的研究

给出了柴油机工作过程理论建模和工作参数优化的方法,基于BOOST软件,建立了6110ZL增压中冷柴油机的计算模型,并对其工作过程进行了优化。分析计算结果表明,柴油机功率提高了4．7％,燃油消耗率节省了2．7％。     

场景三维仿真漫游系统设计与实现

基于软件平台3DS MAX和VRP,开发了多个针对室内、外场景的三维漫游展示系统。文中具体描述了此类系统的实现流程,重点分析并阐述了场景建模阶段各项工作的要点,比较了室内、外场景在建模阶段的制作差异。由于一般的场景建模数据量较大,因此需要将优化的思想贯穿于每个制作过程,以达到后期系统展示效果和性能之间的平衡。所总结内容对类似系统的实现具有现实的参考价值。     

ASM2D模型的多模式AAO工艺模拟和优化

利用活性污泥2D模型(ASM2D)构建厌氧-缺氧-好氧(AAO)多模式工艺的模型,通过灵敏度分析,对模型的动力学参数进行校正.通过改变工艺运行模式,排泥量、内回流比和外回流比,优化多模式AAO工艺.结果表明:该污水处理厂的最优工艺运行模式为改良式AAO模式;当控制排泥量为2 000 m³·d^-1时,内回流比为100%,外回流比为50%,出水COD_Cr、氨氮和总氮质量浓度等指标均可达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准;经过模拟和比较,曝气能耗比原来节省28.7%,内回流能耗相比原来节省37.3%.     

应用机械臂混凝土3D打印技术的空心曲面建筑物的设计和建造

以机械臂混凝土3D打印系统为硬件平台,以Rhino和Grasshopper为软件平台,研制出一套集设计、模拟、建造一体化的制造平台,并为此制定了设计模式、原则和程序.研究结果表明：机械臂混凝土3D打印技术可以提高空心曲面建筑物加工的精度和效率,能够完成空心曲面建筑物从生形、模拟、优化到建造的一体化制造过程.     

基于OpenGL和AutoCAD机器人运动 三维仿真系统的设计

提出利用AutoCAD强大的三维建模功能对机器人和其工作环境进行建模,利用OpenGL卓越的渲染功能对机器人的杆件和工作场景进行渲染,形成真实感较强的三维仿真环境,完成对机器人各种运动功能的三维仿真,并给出了实现的流程图和仿真效果。该方法建模简单,真实感强,且在场景中加入新的被操作物体十分方便。这种方法对其它动态过程的三维仿真也有一定的借鉴意义。     

四维医学图像处理开发工具包的设计与实现

在研究同类软件ITK的基础上,设计了四维医学图像开发工具包,提出了基于ITK,VTK的开发模式.其中核心算法由C 编程实现,通过VTK实现可视化显示,利用Visual C 2005实现界面的设计和系统的集成.整个系统实现了数据输入输出、四维图像预处理、四维图像分割及辅助的测量、视角变换和物体分离等操作,形成了一个四维医学图像处理开发工具包的初步功能.     

加强设计过程管理 合理控制工程造价

阐述了加强设计阶段造价控制的重要性,从决策阶段工程造价的管理与控制和设计阶段工程造价的管理与控制两方面论述了如何合理控制工程造价。     

混凝土斜拉桥施工系统仿真理论与应用

斜拉桥施工过程的仿真分析随着桥梁建设的发展显得日益重要，为此，利用面向对象的复杂工程系统可视化仿真建模方法，将系统仿真技术和三维动画演示技术应用于桥梁施工仿真领域。针对某斜拉桥施工特点，阐述了系统仿真建模思想，同时结合循环网络模型概念，以VC＋＋作为仿真平台，设计编制了桥梁施工仿真软件（BSAS）。研究成果在某斜拉桥工程施工组织研究中得到成功应用，验证了大型桥梁三维动态可视化仿真技术在斜拉桥施工优化分析方面的可行性和优越性。     

基于过程模拟软件的管壳式换热器优化设计

提出基于国际流行的ASPENPLUS模拟软件,通过与必要的手工计算相结合,高效地设计出符合中国相关标准管壳式换热器的步骤和方法。复杂而且繁琐的能量平衡和压力降计算由软件来完成,设计者只需依照相关的标准,通过简单的手工计算确定出离散变量的取值,再基于模拟软件的计算结果,在压力降和标准许可的范围内,调整离散变量的取值以便进一步提高总传热系数,从而节省传热面积。通过重新设计一个文献实例来演示所提方法的简单性和有效性,所得的换热面积比报道值节省了66．7％。     

混凝土坝浇筑过程三维动态可视化仿真

通过集成化方法来研究混凝土坝浇筑过程三维动态可视化仿真,讨论了仿真计算系统与三维动态可视化系统(GIS系统)的建模及系统可视化问题,设计了仿真系统与可视化系统的集成模式,实现了系统的界面可视化、过程与结果的可视化和真三维地形环境的大坝三维动态可视化,并具体介绍了仿真系统及三维动态可视化的实现过程.最后给出了一个混凝土坝仿真研究的成功实例.     

深基坑的支护设计与施工

山西省保险公司综合办公楼基坑深１０．８５ｍ,采用Φ８００ｍｍ单排悬臂护坡桩加顶连梁的支护方案。通过对支护结构的计算及采取相应技术措施,使工程得以顺利施工。     

浅谈水利工程施工组织设计问题

简述了施工组织设计对科学地组织管理大中型水利水电工程施工的重要作用及意义，介绍了工程施工组织设计的分类与基本内容，针对现阶段施工组织设计存在的问题，提出了一些看法和合理化建议。     

高校办学活动过程模型构建方法研究

针对高校办学活动分析模型较少这一现状,该文分析了高校办学活动构成,引入UNIX操作系统中"进程"的概念,分别构建了高校人才培养活动过程模型、科学研究活动过程模型、人力资源管理活动过程模型、资金管理活动过程模型、物资管理活动过程模型和战略管理活动过程模型,通过人流、物流、资金流、信息流将6个活动过程模型加以链接,建立了完整性、系统性的高校办学活动过程模型.