建筑工程项目管理中四维建模的表示与分析策略外文翻译资料

英语原文共 9 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

建筑工程项目管理中四维建模的表示与分析策略

（道格拉斯·布里托 艾默生·费雷拉;第八届北欧建筑经济与组织会议）

摘要：信息技术在建筑工程项目管理中的应用，已成为建筑工程项目按照工期、质量和成本要求进行管理的关键。然而，在调整空间规划，工作进度和利益相关者之间的信息方面还存在困难。建立信息模型（BIM）可以在项目生命周期的不同阶段收集必要的信息，包括生产管理。

本文主要是针对建筑物建造四维模型在规划及控制方面的表现及分析策略，和评估四维模型对建设工程项目管理的重要性及适用性的探讨，这些探讨是在巴西建筑业专业人员使用谷歌调查问卷的基础上进行的。调查问卷内容包括对潜力的评估、表达和分析的策略，例如用于区分内部活动的色彩使用，以及通过计划和实际时间表模拟或在分割屏幕上将它们可视化的物理预先监测的替代方案，最后评估采用4D模型。结果显示4D建模在建筑业专业人员视角分析的基础上是具有重要性和适用性。

（这篇文章于2015年完成，由 Elsevier B.V. 发表，这是一篇 CC BY-NC-ND 许可下的开放存取文章，由土木工程署坦佩雷理工大学负责甄选及或同行评审。）

关键词：4D模型；建立信息模型；建筑工程项目管理；信息技术；虚拟结构；

1. 总论

完成一个项目要按照时间、质量和成本的规范来，越来越多地与管理程序和信息技术支持联系在一起，从而产生一个协作环境和综合通信，最大限度地减少结构性效率低下和提高交付价值(国际建筑和建筑研究与创新理事会，2012年)。

建筑信息建模(BIM)包括一个改进的过程，从一个标准化的信息模型规划、设计、建造、使用和维护装置，该模型包含了其整体可靠性的所有适当信息(国家建筑科学研究所，2008年；伊士曼等人，2011年) ，这在建筑业当前的情况下获得了更多的重要性以及应用。

组织面临的最大问题之一，就是很难在空间中正确地形象化建设计划，生成抽象的示意时间表。4D模型可以提高可调度性，减少解释差异，最小化通信问题(古amp;费舍尔，2000；哈特曼等人，2008)。有效沟通进度信息和计划偏差的能力被认为是项目管理的战略，允许及时采取纠正措施。在建造过程中，通过颜色变化进行控制的4D模型来代表随着时间推移的活动和颜色选择对于理解是必不可少的(常等人，2009，陈等人，2013)。

4D模型在更大规模上使用的一些挑战包括需要机制来可视化内部活动的进展，由于知识水平、个人经验和缺乏对一些模型数据的分析，例如团队和设备的大小、工作空间和安全区的需求，阻碍时间和空间冲突的解决，用户的干扰检测限制(古amp;费舍尔，2000；罗素等人，2009)。

这次研究是针对四维建模在建筑管理中的表现与分析策略，并评估这些策略的重要性与适用性的探讨。这个评价是与巴西建筑专业人员进行的问题，4D模型打样，色彩区分的内部活动代表和方案控制的计划和实际时间表。

关于这个主题的文献在第二部分进行了综述，研究方法在第三部分，第四部分涉及四维模型表示和分析策略的应用和评价，以及观测结果，最后，在第五部分提出了一些结论和对今后工作的一些思考。

1. 文献综述
   1. 4D建模的表示和分析策略

建筑信息模型促进了设计和施工过程更加一体化，以更低的成本和更短的持续时间产生更高质量的项目，然而，允许项目信息共享的模型开发需要适合其使用的详细程度（伊斯特曼等人，2011；月等人，2014）；根据古和费舍尔（2000），4D模型将工程项目的时间和空间方面紧密地连接起来，使用户能够观看施工过程，更好地理解进度表，并在执行之前发现错误。根据伊斯特曼等人（2011），另一个好处包括改善沟通，方便后勤管理，比较执行计划和控制施工进度。古老的学者等（2014）考虑到4D协调过程允许相关操作的相互依赖性，潜在的冲突检测，详细的观点和遏制战略的发展，加强警戒的水平，发现错误和采取纠正行动的能力。

一些研究人员介绍了一些进展，如: 时间表的自动生成较少依赖于经验和人的主观性（陶谢尔等人，2014；安德森等人，2013）；根据项目的目标和约束进度优化的结构（格里菲斯等人，2013）；利用遥感数据和三维点云数据的4D BIM 自动测量施工进度（圣子等，2013）；工作空间活动冲突验证系统（月等人，2014；苏和蔡等人，2014）；以及对空间和资源管理的四维模型进行了定量分析（中线等，2008）。

4D建模通常使用颜色来表示不同的结构状态，妥当的配色方案对于理解和模型分析至关重要，颜色的选择还是看个人的喜好的，颜色的重要性在于解释和表示了工程进行的情况。因此，根据常等人（2009）和陈等人（2013）制定了系统程序来进行4D模型理想配色方案的选择与评价。4D模型中一个最大的困难是内部活动可视化可能是不可能的，除非在表示可视活动作为外部活动，结构和立面，这限制了模型的适用性（罗素等人，2009；高尔等人，2009）。已经开发了一些机制去克服这些困难，比如：模拟中的速度调整和停顿、隐藏级别和透明度使用，以便能够在同一屏幕上显示内部活动和两个模拟（罗素等人2009；宋等人，2012）。但是，这些研究还没有被测试用颜色来区分内部活动以解决这些问题。

应制定表示和分析战略，以满足用户的实际需要，并广泛采用4D模型，与3D模型的交互已经被广泛讨论，但是4D协同使用却很少被讨论，是什么促使人们研究最合适的策略来表示和分析这些模型。科德等人（2009）注意到交互式可视化表示可以方便管理数据的分析和决策。设计类型和内容、4D模型特性和用户特点等变量必须考虑在内（波顿等人，2014）。举个例子，周和王（2009）开发了复杂桥梁资源管理系统和具体的4D模型，李等人（2009）提出了利用虚拟原型模拟来选择桥梁的最佳执行方案。

• 1. 对采用和应用4D BIM模型的评估

尽管许多建筑业专业人士对BIM的潜在应用和好处表示赞同，但采用BIM的情况尚不明朗，采访了韩国的建筑专业人员，李等人（2013）指出BIM的使用和成功采用取决于工具使用合作系统所涉及的组织性质和专业水平。徐等人（2014）指出影响我国企业采用BIM的因素主要有组织、技术和态度(意志和兴趣)三个维度。

伊阿迪等人（2013）在英国进行了一项调查，发现BIM最常见于使用在设计和施工前阶段，而较少见于使用在施工和运营阶段，研究还发现，客户和设施领域是最大的财务受益者，尽管所有利益相关者作为用户和供应商都获得了利益，最后，项目团队缺乏经验和组织缺乏知识是他们不采用的原因。在中国，项目中的BIM实践评估显示了作为可视化工具的较高利用率以及它的采用依赖于项目特征，总体上有积极的结果（曹等人，2015）。

结合理论效益和实际困难，探索和评价四维模型在建筑工程中的应用已成为当务之急，很少有研究评估建筑业部门使用4D的情况，并讨论由部门专业人员验证的表述和分析战略的重要性和适用性。根据调查，用户指出，在项目规划中，沟通建设性计划和在施工中进行执行分析、发现冲突和监测项目进度方面，更有益处，即使有这些好处，4D模型也不能在建筑行业推广，除非它与现有的规划流程相结合，而且一些加速决策的分析工具是自动化的（马航等人，2010）。

4D建模传播的另一个挑战是缺乏商定的活动和建筑要素表现的可视化标准。卡斯特罗沃等人（2014）进行了一项调查，采访了已经使用模型的专业人士，并制定了一套关于互动、可视化和再现的指导方针，包括为每个用户提供适合的视图，使用颜色和传说来区分活动类型和状态。

3 调查方法

这项调查针对讨论个案研究中提出的应用于建造管理的4D模型的表示和分析策略，并根据建造业专业人士的观点，评估这些策略的重要性和适用性，因此，在这个案例研究中，最初，它被选中在巴西东北部的巴伊亚州萨尔瓦多市附近的一个初学者建筑公司的BIM使用6个模块的住宅水平建筑，以模拟计划的时间表，监测施工物理推进和确定使用潜力。

在上面，已经做了一个计划分析是微软项目^reg;的，确定在这个4D模型中建议的细节级别的活动，并将这个时间表与使用Navisworks^reg; 的3D BIM项目联系起来。在研究期间，我们进行了实地考察，并与工程师举行了会议，以不断更新模型，讨论有关施工物理推进的信息，并评估应用的优点和局限性。

之后，开发了一个谷歌调查问卷，以评估4D模型的表示和分析策略在生产管理中的重要性和适用性，使用喜爱值有5个级别（1-非常低到5-非常高），这是通过电子邮件发给巴西建筑业各行业的专业人士的，包括MBA学生、建筑公司和大学，研究人员可以接触到或知道与BIM和建筑管理相关的工作领域。

接受调查问卷的一共有62名专业人员（18名建筑师和43名工程师），调查问卷最初发给了200名专业人士的作为总体样本，之后再次发给那些之前没有回答的人，根据问卷的回答，参与者按工作领域划分为: 项目(27.4%)、建筑(27.4%)、管理(17.7%)和研究及教育(16.1%)，其中毕业生占32.3% ，硕士、硕士、博士、博士后占67.7%，此外，41.9% 的人不知道或不知道并且从未使用过BIM，58.1% 的人知道并使用或使用过BIM。

调查包括参与者的专业概况、知识水平和使用BIM的情况，以及对潜力的评估、4D模型的表现和分析策略，例如: 用颜色来区分内部活动和通过计划和实际的时间表模拟或分割屏幕的时间表可视化来监测实际进度的替代方案，最后评估4D模型的采用情况，为了更深入了解这11项调查的问题，问卷中加入了一些从先前建立的4D模型中提取的短片，所有的问题都有选择性反馈的空间。

4 4D模型在施工管理中的应用与评价

4D建模应用程序选择的项目，针对规划模拟和控制建设物理进展是一个住宅共有6个模块2楼，属于一个公司进行研究与大学，并打算使用4D BIM模型在他们的建设，4D模型的发展包括以下步骤: 把时间表活动与 Navisworks^reg; 中相应的3D元素连接起来、每项活动(建造、拆卸、临时)的类型定义，以及用颜色代表活动的状态(早期、有计划和延迟)。因此，可以模拟施工进度进行规划分析，包括攻击计划、活动执行顺序和施工现场布局，为了表示正在发生的活动，决定使用没有透明效果的蓝色，这是因为它属于冷色阶，足以表明稳定和安全的条件(常等人，2009年)。在进行4D模拟时，当建筑物内有多项内部活动同时进行时，用户会察觉到一些困难，难以有效地显示模型，内部活动往往被其他模式因素所掩盖，从而排除了其差异性，而当所有计划的活动都以单一的颜色表示时，这种差异就更加严重了。

4.1 颜色用于区分内部活动

建议使用不同的颜色来代表七个规划内部活动，用来解决最初遇到的困难，同时，这种表现形式应该出现在每个楼层的外立面上，每个内部活动都促进了可视化，并且不能与同一地点可能发生的外部活动发生冲突，有必要找到一个灵活的替代方案来满足这些要求，并在适应的4D模型中区分内部活动，因此，每个模块的每个楼层旁边都创建了小高度的轨道来表示内部活动，同时不损害外部活动的可视化。

为方便使用者观察及了解每项内部活动所选择的颜色，特别是当建筑物的外部及内部活动同时在多个单元内进行时，我们决定如图1所示，在模拟中显示一个图例，调查参与者证实了在个案研究中感知到的趋势。内部活动有色差的4D模拟，相对于单一色彩的活动表征，其重要程度和适用性平均较高，在研究和教育专业人员中，颜色差异达到最高程度的重要性(4.40) ，而知道BIM和使用或经常使用 BIM的参与者获得最高的适用性(4.08) ，这加强了对这一表达策略的良好接受(表1)。

图1 颜色用于区分内部活动

表1 评价颜色的使用区分内部活动

您可能感兴趣的文章

• BIM的原理与实践外文翻译资料
• 第7章 契约外文翻译资料
• BIM怎么运作?第3章外文翻译资料
• 通过BIM改变业主、设计师、承包商的角色外文翻译资料
• 川中丘陵区农村生活污水去除生态沟系统研究外文翻译资料
• 大熊猫国家公园，中国向精简保护区和统一保护管理迈出的一步外文翻译资料
• 房地产开发项目融资计划分析外文翻译资料
• 房地产开发项目融资计划分析外文翻译资料
• 区域协调发展：中国特色道路外文翻译资料
• bim设施管理的应用领域和数据需求外文翻译资料