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主管:住房和城乡建设部

主办:中国勘察设计协会

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Bentley实景建模助力交付马来西亚大型地铁项目

ContextCapture 借助互连数据环境扩大实景建模的采用范围,改变传统的勘测模式


实现大型地铁项目的数字化


Sungai-Buloh-Serdang-Putrjaya (SSP) 地铁线是马来西亚巴生谷大众捷运轨道计划的一部分,该线旨在减少吉隆坡的交通拥堵和改善公共交通。SSP 地铁线穿过首都及其南郊的密集城区,将为大约200万人提供服务,预计日客流量将达到529,000人次。线路全长52.2公里,其中高架轨道38.7公里,地下轨道13.5公里,共设有35座车站。MMC Gamuda Joint Venture (MMC) 是一家统包承包商,主要承包地下工程的建设,包括修建长度相当于地下轨道全长的连拱隧道和17个单独的施工场地,其中最大一个占地面积超过17,000平方米。

 

该项目位于拥挤的城市中,总投资75亿美元,不仅面临着严格的场地限制,而且数据量巨大。由于多个项目参与方和利益相关方都需要满足马来西亚的严格监管要求,MMC意识到需要快速、准确、安全和便利的实景采集解决方案。这家合资企业采用了无人机 (UAV) Bentley数据可互用的实景建模和信息共享技术来完成勘测。通过综合利用这些软件,项目团队能够采集超级逼真的视觉图像,为项目创建数字化环境,并建立数字化工作流以优化施工,最终交付成为马来西亚的第一个大型地铁项目。


建立实景采集工作流


MMC利用无人机以极快的速度获取了大量数据,并通过云平台实现在多个BIMGIS软件中的共享。项目团队将这些功能用于现场进度监控和报告等工作。虽然人工勘测平均需要 200个小时,但收集的数据量却很有限,而无人机可以在不到一个小时的时间内收集数百张重叠的照片,然后使用ContextCapture只需半天即可按场地完成对照片的处理。利用 Bentley的实景建模软件,MMC从无人机拍摄的图像中提取了吉隆坡的三维摄影测量模型,在更广阔的城市视角内为每个施工现场建立了数字化环境。凭借预先确定的不同高度飞行路线和良好的地面控制点 (GCP),无人机能够沿着陈秀莲站 (Chan Sow Lin) 和大马城北站之间的隧道路线采集精确的地理配准图像。图像经过 ContextCapture 处理后可生成三维实景模型,使隧道掘进机可以精确定位地上结构。

 

MMCBIM经理Nick Morecock表示:“使用无人机和 ContextCapture 生成高度精确的实景模型不能简单说成是对 MMC 现有工作流的增强,其实这在以前是根本就不可能实现的。”Bentley的实景采集解决方案建立了一个全新的数字化工作流,优化了勘测团队对施工团队的协助能力。MMC综合利用数字化勘测方法基于在18个月期间拍摄的一系列照片生成大马城北站的三维模型。利用三维实景模型,项目团队可对施工现场进行四维分析,以在不同地点通过不同勘测方法测量现场进度。他们使用了三维可视化模型与客户共享施工进度。虽然固定相机拍摄的传统延时照片可提供良好的可视化记录,但不能用于勘测或测量,因此,四维技术可以做到这一点。精确的实景模型为数字孪生模型提供了真实的数字化环境,简化了四维施工监控,并实现了挖掘、隧道钻孔组装和启用以及永久性结构施工的可视化和分析。

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扩展实景建模的应用范围


利用三维实景模型简化了施工规划和进度监控。考虑到ContextCapture所生成模型的准确性、数据互用性和可靠性,MMC扩展了实景建模的范围,将设计校审验证、测量和安全性增强纳入进来。作为新的实景采集工作流的一部分,项目团队将逼真的模型集成到MMC 的联合BIM设计模型中,以增强施工便利性。在陈秀莲站,团队使用ContextCapture勘测模型来验证混凝土板在现场的位置是否正确。MMC项目信息管理主管 Ronan Collins 表示:“我们采用 ContextCapture 模型并将其与BIM模型叠加,以确保实际结构的几何图形与设计相匹配。”数据可互用的ContextCapture模型促进了与使用第三方软件创建的BIM模型的集成,显著提高了设计师对场地限制和环境的理解。

 

在挖掘隧道时,了解隧道要包含的哪些现有结构极其重要。使用以往的CAD工程图作为场地结构的记录并不是最可靠的。Bentley实景采集解决方案的灵活性帮助团队将Conlei站场地的正射影像与打印记录叠加起来,从而发现差异。如果打印记录显示有一条空的通道,场地的实景模型将显示存在一个实质性、未记录的结构。实景建模为MMC提供了该隧道绘制位置的精确数字化表示,否则在现场隧道施工开始之前无法知道这条隧道的存在。

 

三维实景模型也被广泛用于测量和量化,可节省大量时间。通过对陈秀莲站桩基工程的勘测和建模,MMC可以快速、准确地测量出咬合桩的长度。项目团队还使用ContextCapture来确定精确的填挖量。通过在三维模型中标记边界来表示车站内一个28米长的站台,项目团队能够以数字化方式设置测量平面和密度点,以更加准确地确定在此位置修建站台所需的确切土方量。在本例中,填挖量从11,300立方米减少到9,800立方米。

 

MMC始终将安全放在第一位,最终采用了新实施的实景采集工作流来降低现场工作人员的风险。在其中一个施工现场发生滑坡后,勘测队派出无人机对该地区进行勘查。MMC通过使用ContextCapture对该区域采集的图像进行测量,能够确定需要清除的混凝土材料数量,以及需要搭建临时工程以进行援救的位置。实景采集解决方案消除了派遣工作人员到现场的需要,因此也避免了任何受伤的风险。


互连数据环境实现了数据和三维模型的通用性


Collins表示:“如果没有人知道这些模型的存在,那么拥有所有这些模型就没有意义。”模型和信息的通用性对工作流至关重要。MMC使用ProjectWise 建立了开放式互连数据环境,由于认识到了软件的数据互用性,该公司为所有项目成员都开通了权限,使他们能够快速方便地访问三维勘测模型。MMC创建了一个门户,可以通过它直接访问ProjectWise,让用户只需启动Web浏览器即可查看感兴趣的任何三维模型。将ProjectWise与基于云的软件相集成,就可以与所有项目成员共享模型以及将模型分发给成员,从而简化了对最新场地条件的访问和审查。

 

由于施工场地多,分布范围广,高级人员和决策者不可能定期访问每个场地。在互连数据环境中工作并在线提供模型,实现了场地勘测模型和数据的通用性,让用户可以定期随时查看场地,而无需经常到访场地。通过ProjectWise提供的所有的实景模型和信息,决策者可以远程查看场地的状况。Bentley的互连数据环境和实景采集解决方案为 MMC 勘测员、工程师和项目经理节省了1,000多个人工时。


“鸟瞰”未来


虽然无法衡量准确的投资回报率,据估计,与传统的勘测方法相比,MMC创新的实景采集工作流将生产率提高了3050倍。无人机、ContextCaptureProjectWise在马来西亚第一个大型地铁项目上的成功应用给MMC带来极大的信心,激励其不断探索创新方式来使用勘测采集的数据和三维实景模型。勘测团队已着手在公共关系领域应用实景采集。在MMC的社交媒体频道上播放无人机拍摄的首台隧道掘进机贯穿隧道的视频和重大项目节点的视频,通过在线直播的方式为公众提供了隧道工程的鸟瞰图。

 

利用对该项目其余部分和所有MMC未来项目具有宝贵价值的变革性技术,该组织致力于使用Bentley的实景采集解决方案不断提高场地安全性、改进施工和勘测流程并提高生产率。MMC已经在制定新的计划来扩展无人机的应用范围,密切关注实景建模应用未来的发展。Collins表示,“公司创新的数字勘测工作流,正在成为MMC Gamuda的常规业务,这是对 ContextCapture 实现的易用性和价值的真实证明。”