建筑工程虚拟施工技术与实践

周勇先生，硕士，教授级高级工程师，于1992年参加工作，1994年加入中国建筑工程总公司系统，1996年被派驻中国海外集团有限公司，现任中国海外集团有限公司常务董事、副总经理，兼中国建筑国际集团有限公司（中国建筑，3311.HK）董事局副主席、执行董事、行政总裁。同时担任香港中国企业协会建筑行业委员会主任委员；亦是英国土木工程学会资深会员、英国特许建造师学会资深会员。主持国家级科研课题3项、获得国家科技进步二等奖2项、省部级科技进步奖10项、出版专著2部。

第1章 绪论

1．1 虚拟施工技术的产生

1．2 国内外相关研究与应用现状

1．2．1 BIM

1．2．2 4D/nD

1．2．3 虚拟施工

1．3 术语界定

1．4 内容简介

第2章 虚拟施工技术基本理论

2．1 虚拟施工技术的需求

2．1．1 建筑产品及施工特点

2．1．2 施工组织与管理方法

2．1．3 建筑设计多样化和复杂化趋势

2．2 虚拟施工的理念

2．3 虚拟施工技术概念模型

2．3．1 虚拟施工关键因素

2．3．2 虚拟施工技术概念模型

2．4 虚拟施工技术操作流程

2．5 设计与开发理念

2．5．1 自下而上的理念

2．5．2 自上而下的理念

2．6 虚拟施工支撑技术

2．6．1 数字化技术

2．6．2 三维可视化技术

2．6．3 计算机模拟技术

第3章 三维建模机理

3．1 三维建模范畴

3．1．1 建筑产品

3．1．2 施工设备

3．1．3 临时设备设施

3．1．4 人力资源

3．2 三维建模基础

3．2．1 参数化建模技术

3．2．2 自上而下设计方法

3．3 三维建模机理

3．3．1 构件建模

3．3．2 产品建模

3．4 三维建模案例

3．4．1 典型建筑构件模型

3．4．2 典型施工资源模型

第4章 施工设备模拟机理

4．1 施工资源模拟范畴

4．2 施工设备模拟基本要素

4．2．1 设备三维模型

4．2．2 设备空间定位

4．2．3 设备模拟机制

4．3 施工设备构件模拟配置

4．3．1 约束设置

4．3．2 属性参数配置

4．4 施工设备空间操作机制

4．4．1 空间坐标变换概述

4．4．2 设备空间操作机制

4．5 塔吊案例分析

第5章 施工过程模拟机理

5．1 施工过程模拟范畴

5．1．1 工程施工概述

5．1．2 施工模拟范畴

5．2 施工过程模拟机制

5．2．1 工作分解结构

5．2．2 基于WBS的过程模拟机制

5．3 基础模拟活动

5．4 基础活动操作

5．5 时间线

第6章 建筑工程工期一成本优化技术

6．1 工期一成本优化问题

6．2 工期一成本优化模型

6．2．1 基本假设

6．2．2 优化模型

6．3 工期一成本优化算法

6．3．1 优化算法选择

6．3．2 适应度函数

6．3．3 染色体编码和解码

6．3．4 种群规模

6．3．5 选择、交叉及变异算子

6．3．6 迭代终止原则

6．4 工期——成本优化过程

6．5 优化技术初步测试

第7章 虚拟施工技术功能定制、开发与测试

7．1 虚拟施工技术架构定制

7．2 过程模块定制与开发

7．2．1 基础活动定制与开发

7．2．2 活动操作功能定制与开发

7．3 施工设备资源库

7．4 虚拟施工技术功能测试

7．4．1 建筑三维建模

7．4．2 模拟功能测试

第8章 虚拟施工技术实践方法

8．1 适用范围

8．1．1 适用项目

8．1．2 适用阶段

8．2 实施过程

8．2．1 确定实施目标

8．2．2 确定实施范围

8．2．3 制定进度计划

8．2．4 建立实施团队

8．2．5 实施流程控制

8．3 主要功能与成效

8．3．1 优化建筑项目设计

8．3．2 优化施工过程

8．3．3 优化施工管理活动

8．3．4 应用成效

8．4 实施障碍与建议

8．4．1 实施障碍

8．4．2 实施建议

第9章 案例一：香港将军澳体育场

9．1 项目简介

9．2 三维模型建立

9．3 设计检测分析

9．3．1 建筑设计与结构设计冲突检测

9．3．2 结构设计与BS设计冲突检测

9．3．3 建筑设计与BS设计冲突检测

9．3．4 观众台坐席视线模拟测试

9．3．5 观众台侧灯柱设计检测

9．3．6 天桥拆除临时支撑设计检测

9．3．7 其他三维建模分析

9．4 施工模拟分析

9．4．1 天桥拆除过程模拟

9．4．2 V形柱安装过程模拟

9．4．3 屋顶结构安装过程模拟

9．5 基于虚拟施工技术的知识管理

9．5．1 设计知识管理

9．5．2 施工知识管理

9．6 应用效果

第10章 案例二：香港屯门警察宿舍

10．1 项目简介

10．2 三维模型建立

10．3 设计检测分析

10．4 施工模拟分析

10．4．1 打桩模拟分析

10．4．2 挖土方模拟分析

10．4．3 非标准层施工过程模拟分析

10．4．4 标准层施工过程模拟分析

10．5 应用效果

参考文献

后记2100433B

周勇、姜绍杰、郭红领主编的《建筑工程虚拟施工技术与实践》提出了虚拟施工技术的概念框架，进而系统阐述了其模拟机理，包括三维建模机理、施工资源模拟机理和施工过程模拟机理，并将施工资源模拟、进度规划模拟与施工过程模拟进行了有效集成。同时，还提出了基于遗传算法的工期一成本优化模型，用于成本优化分析；介绍了基于DELMIA平台进行的相关模拟功能定制、开发与测试情况。另外，本书给出了两个应用案例，以展示虚拟施工技术的适用性和有效性，并总结了虚拟施工技术应用的成功经验。通过相关测试和实际应用表明，本书提出的模拟机理模型及其功能，可应用于实际建筑工程项目以辅助施工过程及资源的分析、优化与管理，达到了预期目标。虚拟施工技术和建筑信息模型(BIM)被认为是建筑业发展的方向，将持续改变建筑业的传统思维与工作方式，从而提高建筑业的生产效率。虚拟施工技术是BIM的延伸，即将BIM与模拟技术集成应用于施工阶段，为施工管理与决策提供支持。 周勇、姜绍杰、郭红领主编的《建筑工程虚拟施工技术与实践》既对虚拟施工技术理论进行了深入、系统地剖析，还结合现有软件平台进行了虚拟施工技术主要功能定制、开发与应用，并总结了香港将军澳体育场和香港屯门警察宿舍两个项目的应用与实施经验，提供了这两个项目在三维模型建立、设计检测分析、施工模拟分析、知识管理等方面的具体应用数据。 《建筑工程虚拟施工技术与实践》既适用于BIM及虚拟施工技术相关的科研人员与建筑业从业人员，也适用于相关软件技术研发人员、咨询行业人员及大中专院校学生。

《水利工程虚拟仿真系统开发技术与实践》(作者崔巍)共有8章，详细介绍了虚拟现实技术的基本理论，系统阐述了水利工程虚拟仿真系统开发的基本流程、技术方法，论述了地形建模、地物建模和水流模拟等方面的关键技术。结合引渤济锡长距离输水工程，详细阐述了其虚拟仿真系统的开发过程，重点研究了大规模三维地形地物模型构建、大地形调度管理、实时交互与信息管理等关键技术的实现方法。

《水利工程虚拟仿真系统开发技术与实践》对从事数字流域、水信息学、虚拟仿真等专业的科技人员具有较高的实用价值，也可供高等院校相关专业师生阅读参考。

《水利工程虚拟仿真系统开发技术与实践》(作者崔巍)的编写，旨在论述水利工程虚拟仿真的作用和意义，介绍相关的专业基础知识，阐述系统开发的技术方法，研究关键问题的实现途径，从而起到促进水利工程虚拟技术的推广应用，为相关人员技术水平的提高提供支撑的作用。

前言

第1章 绪论

1．1 水利工程虚拟仿真技术概述

1．2 水利工程虚拟仿真的作用和意义

1．3 虚拟仿真技术在水利行业的应用

1．4 存在的问题

1．5 本书研究主要内容

参考文献

第2章 虚拟现实技术

2．1 虚拟现实技术的概念

2．2 虚拟现实技术的发展历程

2．3 虚拟现实技术的特征

2．4 虚拟现实与相关技术的联系与区别

2．5 虚拟现实系统的组成与分类

2．6 虚拟现实技术的研究状况

2．7 虚拟现实技术的应用

2．8 虚拟现实关键技术

2．9 虚拟现实技术的发展方向

参考文献

第3章 水利工程虚拟仿真系统开发技术

3．1 虚拟仿真系统框架

3．2 虚拟场景显示技术

3．3 虚拟场景建模技术

3．4 虚拟场景建模关键技术

3．5 水流水环境模拟技术

3．6 虚拟仿真系统开发软件

参考文献

第4章 引渤济锡工程及其三维地形建模

4．1 引渤济锡工程规划概况

4．2 三维地形建模流程

4．3 三维地形建模规划

4．4 源数据的准备与加工

4．5 三维地形建模

4．6 关键技术问题

参考文献

第5章 引渤济锡工程三维地物建模与优化

5．1 Geator软件与openFlight格式

5．2 引渤济锡调水工程三维地物模型构建

5．3 建模优化策略

参考文献

第6章 引渤济锡工程信息数据库建设

6．1 数据库系统比选

6．2 数据库设计

6．3 基于ADO的数据库程序开发

参考文献

第7章 引渤济锡工程虚拟仿真系统集成

7．1 Vega平台及程序框架

7．2 大地形调度管理与实时渲染

7．3 基于Lynx与Vega APl的实时交互功能开发

7．4 基于MFc框架的vega程序开发

7．5 系统功能与重点场景展示

参考文献

第8章 总结与展望

8．1 总结

8．2 展望

附录

附录A fst文件格式转换方法

附录B 实时交互功能部分代码

B．1 实时定义路径导航

B．2 双通道配置及变比例尺导航

B．3 三维空间点击查询

本书以起重机虚拟操作系统的开发为例，介绍视景系统的建模理论和技术，以及模型驱动理论和技术。全书主要包括三部分：第一部分系统地介绍了起重机的结构特点和安全操作规范，重点分析了起重机的动力学特性和货物的摆动特性；第二部分重点叙述了构建起重机和工作场景三维实体模型的理论和技术，实现起重机机构运动和场景变换的模型驱动、碰撞检测及碰撞响应的理论和技术，以及提高虚拟操作系统的真实感和运行速度的方法和技巧；第三部分介绍了虚拟操作系统应用程序发布和系统测试的方法。

本书可供高等院校、科研机构等从事机械工程、自动化和计算机应用等专业的师生和研究人员及相关领域的工程技术人员参考使用。