建筑施工4D++模型與4D項目管理系統(tǒng)的研究

王素紅 趙要敏

摘要：隨著城市化進(jìn)程發(fā)展速度加快，其工程建筑領(lǐng)域?qū)τ谔岣呤┕す芾矸矫嬗辛烁叩囊蟆?D技術(shù)與CAD技術(shù)的應(yīng)用將能極大的提高建筑施工的管理水平，4D++技術(shù)正是能將建筑施工相關(guān)數(shù)據(jù)方面的工作進(jìn)行鏈接整合的一種動態(tài)管理以及系統(tǒng)優(yōu)化的過程。本文針對建筑施工4D++模型與4D項目管理系統(tǒng)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：建筑施工 管理系統(tǒng)4D

中圖分類號：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

建筑工程本身作為一項十分復(fù)雜的大型系統(tǒng)工程項目工作，其受到社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技水平的影響，發(fā)展速度往往產(chǎn)生明顯不同。在建筑工程施工過程中，加強(qiáng)對于工期進(jìn)度的科學(xué)準(zhǔn)確把握，嚴(yán)格把握工程質(zhì)量等十分必要。隨著我國建筑行業(yè)新技術(shù)、新材料等方面的更新?lián)Q代，我國建筑工程施工管理方面顯示出其相對落后的現(xiàn)狀。對此，建筑施工管理方面的技術(shù)加強(qiáng)具有重要意義。4D技術(shù)顯示出其在建筑工程管理上的系統(tǒng)優(yōu)勢，能準(zhǔn)確的描述施工管理動態(tài)變化，以及為其工程提供高效管理的絕佳環(huán)境。

一、4D技術(shù)的應(yīng)用于發(fā)展

城市化過程中，建筑工程作為實(shí)現(xiàn)城市化進(jìn)程的重要方面，其工程施工技術(shù)的現(xiàn)代化程度被賦予了重要意義。通過電子計算機(jī)建立的電子模型，使用4D—CAD技術(shù)描述該建模的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，以及在此基礎(chǔ)上形成的模擬動態(tài)工程施工狀態(tài)和管理可持續(xù)性，能更好的為其自身的發(fā)展提供條件。在3D模型基礎(chǔ)上建立的4D技術(shù)是一項結(jié)合橫縱建筑工程因素的全息動態(tài)計算機(jī)模擬技術(shù)。該技術(shù)是將時間要素作為一項重要的參考數(shù)據(jù)加入模型本社。使4D技術(shù)不僅僅具有可視性，同時還能以動態(tài)化的圖形效果為客戶進(jìn)行展示。使其效果耿直關(guān)于清晰，而這項技術(shù)的關(guān)鍵包括了多項技術(shù)，如4D建模技術(shù)、CAD系統(tǒng)、外部修正數(shù)據(jù)庫等。

1.4D技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)末，由美國斯坦福大學(xué)最先提出來，并又提出了4D—CAD系統(tǒng)的說法。但是這時候的4D技術(shù)由于缺乏相應(yīng)的技術(shù)理論支持，并不能完全發(fā)揮其技術(shù)上的先進(jìn)性與優(yōu)勢。只能做到對于建筑施工過程中的各個構(gòu)建的描述，還不能進(jìn)行復(fù)雜工序的模擬與管理。隨后，4D技術(shù)水平有了進(jìn)一步的提高，其中就建筑施工管理決策系統(tǒng)與4D結(jié)合技術(shù)而言，極大的提高了建筑工程的管理動態(tài)感知能力，這項技術(shù)的關(guān)鍵就在于4D的強(qiáng)大顯示效果，使管理者能在建筑施工中直觀的感應(yīng)到其工程現(xiàn)場的全貌。

另外，就是4D技術(shù)應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域的其他方面，使4D技術(shù)開展從深度上有進(jìn)一步的加強(qiáng)，其在A/E/C領(lǐng)域全方位的技術(shù)創(chuàng)新使建筑工程各方面得以實(shí)現(xiàn)最便利的技術(shù)交流。讓各個工作系統(tǒng)構(gòu)建成為一個十分便利的信息網(wǎng)絡(luò)平臺。最后，在4D技術(shù)的深度開發(fā)過程中，PROVISYS模型的產(chǎn)生為4D技術(shù)生成建筑施工4D模型的逼真模擬施工現(xiàn)場特效做出了巨大貢獻(xiàn)。當(dāng)然，這項技術(shù)的功能相對單一，其對于建筑施工管理方面的開發(fā)明顯沒有更多的建樹。此外就是該技術(shù)的拓展開發(fā)，其能更加趨于科學(xué)、合理和完善。

2.相比之下，國內(nèi)4D技術(shù)研究開發(fā)方面，最早可以追溯到上個世紀(jì)，國內(nèi)的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜覍τ诮ㄖ┕討B(tài)管理與可視化的研究取得了一定的成績。其中包括對于GCPSY系統(tǒng)的開發(fā)。這項系統(tǒng)的研發(fā)使建筑物得以被3D視角進(jìn)行描述，形成三維結(jié)構(gòu)的可視化模型。這種建模技術(shù)的運(yùn)用，方便了管理者對于建筑施工情況的全息掌握。該技術(shù)對于建筑施工計劃的各個環(huán)節(jié)與施工真實(shí)情況清晰的展示在管理者面前。當(dāng)然，這項技術(shù)仍然具有局限性。但是，作為一項應(yīng)用廣泛，實(shí)際效果顯著的4D技術(shù)，其仍然被建筑工程行業(yè)廣泛認(rèn)可。

3.隨著新時期社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程速度進(jìn)一步加快，建筑行業(yè)本身對于建筑管理系統(tǒng)功能上有了更多的要求。4D模型建筑施工管理技術(shù)作為一項功能強(qiáng)大的建筑管理方面的技術(shù)，其對于建筑施工方面的可視化、綜合建筑方面的數(shù)據(jù)信息化管理方面以及建筑工程圖紙計劃的修改方面都有了更加優(yōu)化的功能增效。4D++技術(shù)正是在GCPSN的理論基礎(chǔ)登上形成的一項4D擴(kuò)展技術(shù)。

二、4D++技術(shù)的擴(kuò)展

4D++技術(shù)作為可以從建筑物視角記性三維建模的施工現(xiàn)場模擬技術(shù)，能從人力、器材等數(shù)據(jù)方面對于施工進(jìn)行管理。這種技術(shù)的核心是對于復(fù)雜建筑情況進(jìn)行系統(tǒng)化的處理，真實(shí)反映建筑工程的歷史動態(tài)全貌，以及信息交流轉(zhuǎn)換。

1. 4D++技術(shù)的特征

4D++技術(shù)本身是對于4D模型功能的一個擴(kuò)展，是以WBS為中心的4D技術(shù)的深度開發(fā)。將建筑施工過程的基本要求進(jìn)行模擬描述，成為4D++技術(shù)的組建信息成分。這項技術(shù)的構(gòu)成部分包括多個方面。如，三維工程屬性以及數(shù)據(jù)信息；建筑施工對象以及施工現(xiàn)場的真實(shí)模擬情況，即完整的施工現(xiàn)場靜態(tài)化的模擬數(shù)據(jù)；模型相關(guān)數(shù)據(jù)屬性信息等。4D++技術(shù)作為4D技術(shù)的擴(kuò)展，本身是對于4D模型的完善與創(chuàng)新，是對于該技術(shù)從時、空、工程管理、資源等方面功能的挖掘。

2. 4D++技術(shù)的數(shù)據(jù)單向開發(fā)到雙向交流

4D++技術(shù)的映射關(guān)系顯示出其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性特征，一段時間內(nèi)4D技術(shù)只能完成對于數(shù)據(jù)的反響溝通，4D++技術(shù)不氣了該項技術(shù)在這個方面的短板。4D++技術(shù)使建筑工程進(jìn)度計劃與三維模型技術(shù)在數(shù)據(jù)上可以互相交換與交流?？蛻粼谶M(jìn)行建筑施工過程中對于工行曾進(jìn)度和系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以自由調(diào)整或者修正，從而極大的強(qiáng)化了4D++技術(shù)的功能。對于外部進(jìn)入數(shù)據(jù)庫修正步驟：

⑴通過WBS組建檢測工程進(jìn)度情況，查找當(dāng)前施工工序編碼；

⑵重新記錄系統(tǒng)中的施工工序，及時進(jìn)行更新記錄；

⑶提取工序信息情況；

⑷通過相關(guān)組件建立填充模型，實(shí)現(xiàn)4D可視化模擬。

3.4D技術(shù)建筑施工管理系統(tǒng)

MCPRU技術(shù)是對于4D技術(shù)的開放式結(jié)構(gòu)的開發(fā)，其運(yùn)行程序主要依靠COM和VCL等組件實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)能很好的使4D模型技術(shù)提升系統(tǒng)的可維護(hù)性。對于應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成效果顯示極佳。另外，該技術(shù)在內(nèi)部邏輯上也具有關(guān)聯(lián)性，使前端用戶、相關(guān)數(shù)據(jù)處理與連接方面有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境的升級和功能的轉(zhuǎn)變。

結(jié)語：

4D技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用已十分廣泛，開發(fā)的空間也更大，已經(jīng)得到了國內(nèi)外的一致認(rèn)可，其作為一項輔助技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑施工工程。在利用4D技術(shù)針對土木工程建設(shè)方面具有很大的研究空間。因此，4D技術(shù)擁有廣闊的市場前景，對于工程施工效率提高具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?zhí)K.基于改進(jìn)的4D模型的可視化施工管理系統(tǒng)[J].計算機(jī)與數(shù)字工程.2009(04)

[2]張建平,王洪鈞.建筑施工4D++模型與4D項目管理系統(tǒng)的研究[J]. 土木工程學(xué)報.2003(03)

[3]許鳳.基于項目管理的4D建模分析[J].應(yīng)用技術(shù).2010（03）

[4唐文波.4D CAD在大型橋梁施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā).2009（03）