建筑施工领域基于BIM的AR技术应用

建筑施工领域基于BIM的AR技术应用

赵隆斌

中豪建设股份有限公司青海分公司

摘要：经济的进步带动了建筑企业不断的发展，随着科学技术的提升，越来越多新技术被运用到了建筑的施工中去，极大的提升了建筑施工的效率和质量。本文介绍了AR技术在施工过程中的应用现状，分析了在建筑施工中运用BIM+AR技术的价值和对施工企业及项目的意义，提出施工企业开展BIM+AR工作的方式和方法。

关键词：BIM+AR；建筑施工领域；应用

近年来，随着多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段的迅猛发展，将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的增强现实(AugmentedReality，简称AR)技术已成为多领域技术发展的要求，并得到快速发展。随着科技革命的浪潮和信息技术的高速发展，AR技术现已进入一个全新的发展时期。随着建筑施工逐渐向数字化信息管理的方向发展，BIM（BuildingInformationModel）在实现建筑信息化的同时实现了建筑施工技术和核心业务的信息化，是创建并利用数字化模型对建设项目进行设计、建造和运营全过程管理、优化的方法和工具，结合BIM和AR这两大技术的专业特点，强大的AR技术可以有效地提升施工过程中基于BIM模型的协同工作效率及质量，同时也开辟出一条全新的基于模型信息数据的信息传递捷径。在未来几年，BIM+AR技术将会对建筑施工产生巨大的影响。

一、BIM+AR对工程施工的作用

BIM在实现完全虚拟建筑施工实体并不断为其赋予多维度真实信息的发展过程中，单纯的虚拟现实并不能更好地贴合基于BIM的信息化施工过程管控里，BIM将虚拟同现实工作有效结合的应用愿景。而增强现实则恰好顺应了基于BIM实现虚拟到现实的应用初衷。除了利用AR技术半沉浸式的感官环境提升虚拟世界的感知水平，从而改变虚拟工作的信息传递方式、提升信息传递效率外，AR技术也为虚拟世界的信息同现实信息间建立准确的对应关系，从而实现虚拟信息的实体化。

短期来看，BIM+AR技术改变虚拟信息的表达方式，在施工过程中多方的协同交流工作上提高各方的接受虚拟信息程度。这种新的沟通交流方式势必实现个人、部门及项目的工作质量和效率的提升。长期来看，BIM+AR技术将虚拟信息的“实体化”的价值还远没有挖掘出来，随着更多的基于这一理念的应用软件的研发，BIM+AR技术将彻底改变实际施工过程的工作方式方法，对整个建筑行业的工作方式、价值链的重新分配产生深远的影响。

二、施工领域AR应用现状

目前，施工领域AR在做的工作主要是初级应用的积极推进、高级应用的研究和尝试。

1.用于技术推介和展示

主要以企业自身的展示能力和技术专长的需要建立专门的信息模型，进行相关的AR的操作和演示，提升展示效果。

2.施工过程中的初级应用

部分施工项目在基于个人兴趣和工作需要而进行的工程应用尝试，目前主要是基于BIM模型应用的专项应用，多集中于深化设计和可视化管理方面，此类型应用仍未完全成熟，但工程应用数量有所增加。

3.施工领域的高级应用

这一方面主要是围绕AR技术将虚拟信息“实体化”的技术特点，在基于BIM的高精度模型进行深入的信息间交互和应用决策，达到相应的施工管理和施工技术决策功能。因高级应用需功能需求更近完善的专业软件，甚至需要专业的设备支持，因此应用极其有限，即使有应用也是与高校或AR研究机构合作进行应用开发和研究试用，投入较大且效果有限。

三、BIM虚拟施工技术在建筑施工过程中的运用

1.施工方案设计

在建筑工程施工的过程中使用以BIM为基础的虚拟施工技术，首先要对建筑结构建立一个三维数字模型，在这个模型的基础上生成大量的二维图像信息和数据信息。然后在BIM软件――Revit的基础上对这些数据进行分析设计，以对建筑工程中涉及的各种信息进行协调管理，以促使其与客户的沟通能力得以增强，以实时获取各种进度反馈和运算反馈，减少信息不一致造成的资源浪费。具体的实施步骤分析如下：

第一，在方案设计的初始阶段，使用Revit软件对方案设计的合理性进行分析，将设计师理论上的建筑理念转化为全功能建筑，将建筑结构信息提取出来，以对方案设计的合理性进行推敲审核。

第二，在设计阶段，使用Revit软件将前期的设计方案实体化，对其进行专业性的综合评估，建立施工模型，对其中最基础的装配和构件进行模拟设计，以为建筑施工提供强有力的技术支持，对施工方案进行优化，为后续施工奠定基础。

2.BIM指导标准化工程建设

传统的建筑工地通常人们飞扬的尘土、噪声刺耳、工地安全无法保证的现象。BIM技术可以有效解决这些问题，营造良好的施工环境。

BIM具有可视化特点。现有施工中，施工现场各专业作业时间和的界面的交错，造成各专业物料交错，施工现场脏、乱、差，容易存在安全隐患。BIM的视觉识别系统可以对施工现场的总平面图和项目实地环境进行数据测量，同时对测量后的数据进行分析，之后利用BIM模型对施工现场规划布置进行指导。由于BIM模型表现的是施工现场的实际情况，BIM模型创建后，可以根据进度安排和各专业施工工作的交错关系，通过软件平台，进行4D的施工模拟。在施工现场管理中，BIM技术可以合理规划出物料的进场时间，并规划出取料路径，还可以具有针对性地对临时用水用电位置进行合理布置，使施工现场井然有序，为提高施工效率提供了技术支持。现场施工中，常常会出现临时的施工顺序变动，或者工种间在时间上的拖延，BIM技术不仅可以在前提对施工现场的各个工种的施工时间进行规划，同时也可以根据信息模型对施工现场情况进行实时分析调整，对现场情况的模拟，并且编写安全管理措施。在施工过程的管理中，脚手架可视化技术交底是施工过程中不可或缺的支撑体系，脚手架搭设的质量问题，关系着工人的生命安全。BIM技术可以根据施工现场实际情况，同时根据脚手架施工规范，建立脚手架三维模型，为工程建设提供可视化的与工程项目同步的脚手架技术交底方案。方案中规定了选用标准的构件，按照模型搭设，保证了安全性的同时也为工人施工提供了较大的方便。

结语

BIM+AR在施工领域的应用目前尚处于初级阶段，但建筑信息化是提高建筑企业经营管理水平和核心竞争力、推动建筑业快速发展的关键所在，是建筑业实现跨越式发展的重要途径，也是提高建筑品质、实现绿色建筑的主要手段和工具，从行业角度和施工企业自身角度有规划、有步骤地应用和发展BIM+AR技术，不断提升管理和技术实力。

参考文献：

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[2]桑培东，李军，刘学峰，唐振三.基于BIM的建设项目成本动态监控可行性研究[J].价值工程，2013（06）.

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