試探究市政道路工程施工方案3D數字化決策技術

摘要：作為一項十分復雜的系統性工程，市政道路工程內部各個環節相互關聯并形成制約，具有非常錯綜的關系。在市政道路工程的建設過程中，施工方案的合理與否與工程質量、進度、安全都都有著密不可分的聯系，是必須給予高度重視的重要環節。本文將對目前我國市政道路施工中的現狀與問題作出分析，并進一步探究市政道路工程施工中融入3D數字化方案決策技術的重要性，在此基礎上提出市政道路工程施工方案中3D決策技術的具體應用。

關鍵詞：市政道路；工程施工方案；3D數字化；決策技術

在傳統的市政道路工程施工的過程當中，施工決策者大多根據以往的施工經驗來對施工時遇到的各種問題進行分析與處理，這種決策方法帶有一定的隨意性與主觀性，往往會造成決策與實際施工現狀不相匹配的情況。3D虛擬技術的應用實現了施工全過程的全面、動態分析，工程的相關決策人員可以通過3D數字化決策技術來對施工中的重難點、關鍵環節、注意問題等做出高仿真的模擬，在全面了解施工內容的基礎上對施工方案做出合理的調整與更改，從而找出最優的施工方案。

一、市政道路施工存在的現狀和問題

隨著我國經濟的快速發展與科技水平的不斷提升，目前我國的市政道路工程施工的技術、方法等也得到了一定的改善，然而在實際施工時市政道路工程施工中仍然存在著質量參差不齊的問題。一方面，在市政道路施工前，對道路施工當中的諸多要素的考慮不足導致施工的組織準備工作不到位，造成了施工前的方案確定不夠合理，在施工時很容易產生調整與變動，帶來了一定的經濟損失。另一方面，施工管理不到位，首先，施工計劃的不合理編制所導致的施工規劃格式、內容不準確給施工管理的進行帶來了不利的影響；其次，計劃編制時出于企業短期利益的考慮存在著重進度而輕管理的錯誤思想；最后，受到編制方式落后、理論知識不足等因素影響而造成的編制方法不合理問題也給施工的順利進行帶來了負面影響。

二、市政道路工程施工中融入3D數字化決策技術的重要性

（一）3D數字化決策技術

3D數字化技術通過形象、真實的立體圖象的展示給施工管理人員對施工對象的認識、理解帶來了極大的便利，將市政道路工程施工看作一個整體來綜合應用系統仿真、循環網絡仿真等技術來進行施工全過程的決策優化研究，并獲得各道工序的施工進展狀況、資源使用程度等信息，實現施工方案在交替模仿中做出試驗與改進，給方案的決策者了解施工進展、掌握施工工藝流程等提供了有效的途徑。

（二）3D數字化決策技術在施工方案中的重要性

1.方便了決策者對施工方案的全面分析。傳統的市政道路工程施工中針對一些繁瑣、相互關系復雜的施工工序往往只能借助網絡計劃技術圖的形式來進行展示，具有一定的片面性，很難顧及到施工過程的方方面面。虛擬可視化的3D數字化技術可以對施工工藝流程時空、邏輯上的聯系做出直觀、動態的展示，給決策人員對施工方案的比較、選擇帶來了合理的依據。

2.方便了方案的審查與評價。市政道路工程施工方案的決策主要是由相關的專家參與對各施工方案進行審查、交流、評價并確定最終方案。3D數字化技術利用虛擬可視化技術使參與決策的人員直觀、形象地了解了工程情況，并對方案設計中的缺陷、不足等做出展示，有利于專家在3D技術指導下選擇出最佳的方案。

3.方便了信息的交流與表達。由于施工方案的決策者相比較方案設計者而言對施工工程的信息了解得較為片面，施工方案設計人員的合理描述對決策者的最終抉擇有著直接的影響，因此，決策者、設計者間信息的有效溝通尤為關鍵。3D數字化技術所展示的工程信息多且全面，給方案的決策提供了可靠的信息支持。

三、市政道路工程施工方案中的3D決策技術的應用

（一）3D決策技術的確定

以楊家溝特大橋的工程為例，由于其施工的條件較為復雜，3D虛擬可視化技術能夠在演示工程施工重難點技術、工序的同時展示項目當中的技術優勢，具有制作方便、易推廣和成本低的優點。該技術主要包括建筑漫游與施工動畫兩個環節，前者主要是利用3D建模等方式對建筑結構、周邊環境等進行展示，后者主要是用來對重點工程的工藝流程進行展現，通過二者的綜合利用在快速獲取施工信息的基礎上得出多個施工方案供決策者比選。

（二）3D決策技術的應用

1.可視化管理系統的功能與操作。項目部管理系統的主要包括查詢和分析楊家溝特大橋工程信息、對相關數據進行管理和維護、實現工程進度與質量等問題的可視化、同步上傳數據等功能，分為工程總體概況、工程項目管理、系統管理、數據同步與幫助菜單，其中數據同步包括對工程完工之后的三維可視化數字沙盤的查看等。在點擊進入可視化數字沙盤后頁面頂部的左側按鈕用于對場景的顯示進行控制、右側按鈕用來查詢維護工程的相關數據并對場景與信息的顯現進行控制。在沙盤最大化后點擊“楊家溝特大橋”按鈕便會對工程的場景進行顯示，并可通鍵盤的上下左右按鍵來控制場景的移動。

2.3D虛擬可視化。楊家溝特大橋主要由橋梁承重結構、橋面系等上部結構與橋墩、承臺、橋臺等下部結構所構成，可在分析工程設計圖紙、標準的基礎上對橋梁的路線、護欄等組成部分建模并得出3D虛擬模型來進行可視化管理。而后利用對其施工過程的3D動態演示來讓方案決策人員深刻、全面地對施工環境做出準確的了解，決策者可以利用虛擬仿真預測的進度信息來實時掌握施工資料并借助虛擬動態優化結果來對施工的方案做出最佳的抉擇。

四、討論

綜上所述，3D數字化決策技術利用具有高度交互性、仿真性的幾何模型的建立來進行模擬施工，利用對施工工程形象、具體的展示方便了決策者快速了解、分析施工過程與工序。在實際運用后證明3D數字化技術有利于決策者對施工做出整體的把握，其對圖形的靈活繪制給施工研究工作打下了良好的基礎，并通過各作業模式下施工方案的比選給方案的決策提供了合理的依據，促進了市政道路工程施工的順利進行。

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作者簡介：易江華（1982-），男，湖南益陽人，供職于核工業長沙工程勘察院，主要從事是高速公路橋梁的修建工作，在現場管理、橋梁道路施工流程、施工技術方面具有豐富的工作經驗。