工程勘测设计一体化和智能化的相关研究

2019-01-02田昊厉伟

智能建筑与智慧城市 2018年12期

田昊，厉伟

（江苏省工程勘测研究院有限责任公司）

1 工程勘测设计中存在的问题

首先，在勘测设计全过程中，非数字化信息较多，主要包括外业勘测和勘探资料。内业设计中存在较多各专业之间、上下工序之间的接口资料，这些非数字化信息的影响与一体化和智能化目标的实现相差甚远，需要较多的时间和精力来进行整理。其次，勘测和设计数据尚未形成统一的格式和标准，各专业和工序之间存在独立性，很难实现统一管理和共享。最后，基于管理者视角，在整个勘测设计的计划管理和质量管理等方面，仍然采用传统的方法，计算机技术的优势尚未充分发挥出来[1]。

总而言之，以往传统的勘测设计生产作业模式仍然以手工操作和计算机操作混合形式为主，勘测设计信息流的畅通性严重不足，极容易导致“信息孤岛”现象的出现。在计算机技术和网络技术盛行的局面下，应加强信息化和智能化技术的应用，将勘测设计推向现代化的发展之路。

2 工程勘测设计一体化和智能化建设的完善策略

2.1 构建一体化和智能化作业模式

1）全过程无缝数据连接

针对以往传统的设计对象，主要围绕平面表达方式展开，数据大都通过离散形式在不同图纸和数据表格中得以体现，在开展实际工作时，需要在这些图纸和表格中提取数据，这无疑会增加工作压力。基于此，如果将设计过程中的表达对象转换成三维形式，集中整合这些离散的数据，构建统一的工作数据流，实现数据处理的无缝对接，进而减少数据提取工作的压力。

通过构建统一的三维数据模型，各设计过程中的相关信息和参数可以通过属性方式保存在三维模型之中，进而促进数据的高效利用，实现配置目标。

2）多专业协同设计

对于协同设计来说，主要是指多个专业的设计人员集中在统一的系统平台中，借助数据共享协同促进设计项目的顺利完成。加强三维CAD基础平台的构建，使各专业加强统一的三维数据模型设计平台的应用，如地质、水工以及工艺等专业，进而实现数据共享的目标，将上下游各个专业之间的数据整合在一起。多专业协同设计具有较强的便利性和准确性，可以促进工程设计质量的提升，顺应CAD领域的技术发展趋势。

2.2 加强一体化和智能化系统设计

在设计工程勘测设计一体化和智能化系统时，总体系统架构总体分为基础层、应用层以及业务层。

1）三维应用开发框架

三维应用开发框架属于整个系统的基础层，要具有三维CAD设计系统底层框架的所有功能，具体如图1所示。该框架具有二维和三维显示功能，作为三维可视化设计系统，要将二维和三维图形的显示功能体现出来，由于三维模型显示数据有庞大的处理量，在交互操作时，存在较多复杂性因素，对三维显示的性能提出了较高的要求。

图1 三维应用开发框架功能

2）工程设计基础平台

应用层主要建立在三维应用开发框架的基础上。工程设计基础平台具有进行可视化三维工程设计的诸多通用功能，如构件装配、结构配筋以及地质建模等模块，具体如图2所示。

构件设计主要是应用了草图设计和线框建模等功能，以此进行工程结构的三维构件设计。其中，构件装配主要是指对于设计好的构件模型，要装配成一个工程结构模型，从而促进装配工作的顺利完成，而结构配筋主要是指在设计好的构件上进行配筋工作，这与以往配筋图纸存在极大的区别。在该模块中，对全三维的钢筋配置进行了广泛应用，设计人员在施工之前，可以充分了解施工时的真实效果。此外，地质建模主要是指通过钻探和物探等方式获取的勘察资料，借助三维建模技术，及时构造出三维地质模型。

3）工程勘察设计应用系统

应用层属于系统设计的第三层，对于不同的水工结构类型的设计要进行功能上的定制，确保各种具体业务应用与设计要求相符。

以高桩码头为例，在工程设计基础平台中，要深入分析设计要求，尤其是梁、板以及桩等构件，并对这些构件进行相互定位，装配成高桩码头的结构形式。但是在业务层的应用系统上进行设计，仅需要设置各种构件的设计参数，系统就可以自动生成所需构件，并结合设计要求和布置参数生成所需的高桩码头。

对于应用系统和基础平台，其区别主要在于设计应用系统过程中，设计人员过于注重结构设计的构件类型和结构设计的结构布置等情况，通过构件库的支持，应用系统可以在构件库中选取所需的构件，然后结合用户设置的各种参数，对构件进行尺寸修改，最后结合设定的结构布置参数，自动生成所需的结构。