基于BIM与AR的施工现场应用模块集成研究

摘要

建筑施工是一个典型的科技水平低、粗放、高能耗的行业，亟需利用新兴的信息技术对传统的建筑施工行业进行改造、升级。近年来，随着BIM技术的快速发展及其在工程建设行业中的应用不断被挖掘，其价值与潜力是有目共睹的。尽管基于BIM的4D进度控制、5D进度成本控制在项目管理中的应用进一步拓宽了BIM模型信息的共享，但BIM在施工阶段的应用仍然存在很大的挑战。建筑施工是一个高度动态的过程，施工现场环境的复杂多变，使得施工项目管理变得极其复杂。目前施工阶段并没有充分发挥 BIM技术的优势和价值，BIM模型不仅需要在施工前建立和模拟分析，更多需要在施工过程中持续使用。基于此，本文引入AR这项新兴技术，提出基于BIM与AR技术的施工现场应用模块，以期最大化BIM技术在施工现场应用中的价值。AR技术可以在真实环境中无缝融合虚拟场景，并进行实时交互，与BIM技术结合能够充分发挥两者的优势。
　　本文提出的应用模块包含施工前计划模块、施工前教育培训模块、施工中现场指导模块、施工后检查模块四个子模块。首先分析了各模块应用时所需要的模型和信息，对应用模型进行深入的研究；然后对BIM与AR结合在施工现场的应用进行研究；在此基础上，对应用模块集成系统的总体架构和界面进行设计并详细阐述了实现流程；再通过功能测试、对比实验和问卷相结合的方法，验证了应用模块的可行性和有效性；最后，对整个研究进行总结，并分析存在的不足之处及进一步的研究思路，为后续研究提供参考的方向。

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目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的与意义

1.3 主要研究内容

1.4 关键技术

1.5 研究难点

1.6 研究方法与技术路线

1.7 论文章节安排

2 BIM与AR的相关文献综述

2.1 BIM在施工阶段的相关应用

2.2 AR的相关文献研究

2.3 BIM与AR结合应用于施工现场的研究现状

2.4 文献综述述评

2.5 本章小结

3 BIM与AR结合应用于施工现场的模型构建

3.1 模型的定义及组成

3.2 模型内容和深度

3.3 模型的构建

3.4 本章小结

4 基于BIM与AR的施工现场应用流程

4.1 基于BIM与AR的施工现场应用需求分析

4.2 基于BIM与AR的施工现场应用流程

4.3 施工前计划

4.4 施工前教育培训

4.5 施工中现场指导

4.6 施工后检查

4.7 施工全过程反馈

4.8 本章小结

5 基于BIM与AR的施工现场应用模块集成设计

5.1 需求分析

5.2 工具介绍

5.3 应用模块集成设计

5.4 实现流程

5.5 本章小结

6 应用模块的可行性及有效性分析

6.1 评价方法综述

6.2 可行性分析

6.3 有效性分析

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

7.3 结束语

致谢

参考文献

附录

A．作者在攻读硕士学位期间发表的论文

B．NASA-TLX量表

C．访谈提纲