[發明專利]基于VR和BIM的城市軌道交通車輛基地模塊化施工模擬方法

有效

• 申請號: 201810041138.4
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108256213B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 儀曉立;姚博;魏瑞芳;張彪;楊芝紅;郗宜君;劉爭耀;潘從江;李海珍;楊倩;牛麗坤;王秋會
• 申請（專利權）人: 中鐵一局集團有限公司;中鐵一局集團建筑安裝工程有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06T19/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.基于VR和BIM的城市軌道交通車輛基地模塊化施工模擬方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、建立模塊化數據庫，過程如下：

步驟101、建立模塊化環境數據庫：通過實地勘探和查詢當地水文數據手冊的方式，利用BIM平臺，構建城市軌道交通車輛基地所處環境的模塊化環境數據庫，所述模塊化環境數據庫由自然環境模型和地質環境模型組成，所述自然環境模型包括地形、地貌、水文條件和氣候條件，所述地質環境模型包括土體結構和土質；

步驟102、建立模塊化基礎物料數據庫：根據城市軌道交通車輛基地分項工程的設計需求和設計成果，利用BIM平臺，以城市軌道交通車輛基地分項工程為單元構建不同城市軌道交通車輛基地分項工程施工時所用到的模塊化基礎物料數據庫，所述模塊化基礎物料數據庫包括基本原料；

所述城市軌道交通車輛基地分項工程包括站場路基工程、房建單體工程、室外綜合管線工程、站場軌道工程、附屬建筑與室外環境工程；

所述站場路基工程包括依次處理的地基處理施工、路堤處理施工、基床處理施工和路塹處理施工；

所述房建單體工程包括依次處理的地基基礎施工、房建主體結構施工、建筑裝飾裝修施工、屋面施工、建筑給水排水采暖施工、建筑電氣施工、通風空調施工和電梯施工；

所述室外綜合管線工程包括依次處理的給水管道施工、排水管道施工、電纜隧道施工、電纜溝施工、電纜槽施工、壓縮空氣管道施工和室外電氣施工；

所述站場軌道工程包括依次處理的整體道床軌道施工和普通軌道施工；

所述附屬建筑與室外環境工程包括依次處理的路基施工、路面施工、附屬建筑施工、附屬廣場施工和附屬人行道施工；

步驟103、建立模塊化組裝物料數據庫：根據城市軌道交通車輛基地分項工程的設計需求和設計成果，利用BIM平臺，以城市軌道交通車輛基地分項工程為單元構建不同城市軌道交通車輛基地分項工程施工時所用到的模塊化組裝物料數據庫，所述模塊化組裝物料數據庫包括城市軌道交通車輛基地分項工程施工時進行模塊組裝所用到的預制模塊；

步驟104、建立模塊化施工機具數據庫：根據城市軌道交通車輛基地分項工程的設計需求和設計成果，利用BIM平臺，以城市軌道交通車輛基地分項工程為單元構建不同城市軌道交通車輛基地分項工程施工時所用到的模塊化施工機具數據庫，所述模塊化施工機具數據庫包括機械、儀器和工具；

步驟二、構建三維施工場景模型：首先，利用BIM平臺為不同城市軌道交通車輛基地分項工程設計虛擬施工人員；然后，以模塊化數據庫為基礎，基于時間線根據不同城市軌道交通車輛基地分項工程的最優施工流程和工程進度構建三維施工場景模型，所述三維施工場景模型包括用于施工人員學習的三維施工場景漫游模型和用于施工人員實訓演練的三維施工場景動態模擬模型；

所述三維施工場景漫游模型構建過程為：將城市軌道交通車輛基地分項工程對應的最優施工流程和工程進度中所用到的模塊化數據庫通過BIM平臺建模并優化，結合虛擬施工人員動態施工，導入虛擬現實設備中，在根據城市軌道交通車輛基地分項工程對應的最優施工流程和工程進度的先后順序將所用到的模塊化數據庫分類，計算機控制顯示器基于時間線動態播放，實時刷新三維施工場景界面，完成三維施工場景漫游模型動態模擬；

所述三維施工場景動態模擬模型構建過程為：將城市軌道交通車輛基地分項工程對應的最優施工流程和工程進度中所用到的模塊化數據庫導入虛擬現實設備中，再根據城市軌道交通車輛基地分項工程對應的最優施工流程和工程進度的先后順序將所用到的模塊化數據庫分類，通過施工人員使用虛擬現實設備調用所用到的模塊化數據庫實現虛擬施工人員對城市軌道交通車輛基地分項工程的動態模擬；

所述虛擬現實設備包括VR眼鏡和VR手柄；

步驟三、選擇城市軌道交通車輛基地模塊化施工模擬方式并對城市軌道交通車輛基地模塊化模擬施工：施工人員根據實際需求通過計算機選擇施工人員學習方式或施工人員實訓演練方式；

當施工人員選擇施工人員學習方式時，施工人員佩戴VR眼鏡、手握VR手柄，選擇城市軌道交通車輛基地分項工程，對所選取的城市軌道交通車輛基地分項工程對應的三維施工場景漫游模型進行瀏覽和體驗，計算機控制顯示器動態播放基于時間線的該三維施工場景漫游模型的施工畫面；

當施工人員選擇施工人員實訓演練方式時，施工人員佩戴VR眼鏡、手握VR手柄，選擇城市軌道交通車輛基地分項工程，利用VR手柄對所選取的城市軌道交通車輛基地分項工程對應的三維施工場景動態模擬模型進行施工過程模擬，若施工人員使用VR手柄控制虛擬施工人員調用模塊化數據庫順序與該城市軌道交通車輛基地分項工程對應的最優施工流程和工程進度的先后順序不符時，計算機提示錯誤操作，虛擬施工人員無法調用錯誤的模塊化數據庫；若施工人員使用VR手柄控制虛擬施工人員調用模塊化數據庫順序與該城市軌道交通車輛基地分項工程對應的最優施工流程和工程進度的先后順序相符時，虛擬施工人員調用所用到的模塊化數據庫順暢無阻，實現虛擬施工人員對城市軌道交通車輛基地分項工程的動態模擬，并通過顯示器顯示。