三維可視化技術在基建維修中的應用研究

張恒

摘? 要：隨著基建工程的發展，三維可視化技術在基建管理中的應用日益廣泛。基于此，文章分析了三維可視化技術在基建維修中的應用，從三維可視化技術的優勢、三維可視化技術內容等方面進行了探究，并分析了三維可視化技術在基建維修中的應用策略，如需求分析、接口設計、系統功能模塊及應用效果等。

關鍵詞：三維可視化;基建維修;接口設計

中圖分類號：TP391.4 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）09-0176-02

Abstract： With the development of infrastructure engineering， 3D visualization technology is more and more widely used in infrastructure management. Based on this， this paper analyzes the application of 3D visualization technology in infrastructure maintenance， and probes into the advantages of 3D visualization technology and the content of 3D visualization technology. The application strategy of 3D visualization technology in infrastructure maintenance is analyzed， such as requirement analysis， interface design， system function module and application effect.

Keywords： 3D visualization; infrastructure maintenance; interface design

探析三維可視化技術，其特點為虛擬化、數字化、立體化。相較于傳統的二維技術，三維可視化技術是一項新興的，更加形象化的技術。在工程管理系統中，若三維可視化技術與二維技術交融應用，就可有效優化該系統的維修方法。由此，筆者以三維工程維修管理系統為例，對具體項目進行技術分析，以促進相關人員對三維技術應用的了解。

1 三維可視化技術優勢

在傳統設計中，所謂空間布局，就是一個平面二維空間，它由四個方向定位而成。探析二維的目的，就是在一個平面內，實現多種類型模塊的集成。在設計方式上，主要采用相對和浮動定位，但這種方式并不能很好的規避技術漏洞，由此導致結構形式，呈現復雜化的結果，進而影響了效率的提升。如今，在構圖過程中，若采用三維技術，就可實現各個模塊的抽象化，并將之視為一個個平面，以確定三維視角中的前后關系。如此，多層重疊即為一個界面，透視關系在層與層之間形成，踐行三維布局的絕對定位。由此，浮動定位所產生的缺陷，就可得到彌補。簡而言之，在三維布局中，研究者可將構圖視為多層次的疊加，進而實現層層攻克的目標。

2 三維可視化技術探析

關于三維可視化技術，應從三維數據結構、三維數據體的存儲及管理、建模技術與紋理影射技術、虛擬現實技術等方面分析，具體可參考以下方面：第一，三維數據結構。探析三維可視化技術的基礎，即是三維數據結構，應保證該結構的基礎性及有效性。如今，三維數據結構模型主要有三種，分別是幾何對象模型、屬性對象模型、拓撲關系模型。其一，幾何對象模型。對于地質體而言，該模型可描述其形狀及空間狀態。其二，屬性對象模型，對于地質體而言，該模型可存儲其描述信息。其三，拓撲關系模型。對于地質體而言，該模型可描述地質實體之間的拓撲關系，甚至是某個地質實體與其內部子要素之間的拓撲關系。第二，三維數據體的存儲及管理。在地質體中，其幾何數據是比較大的。在這一層面，相較于一般建筑物的幾何數量，應是其數量的幾十萬倍。若加上相關的拓撲關系及屬性數據，其數據量的龐大基數，將使一般的GIS技術，難以達成良好的處理效果。如此，在存儲及管理層面，就要采用多線程動態調取、數據多級緩存、多極化三維索引等技術。第三，建模技術與紋理映射技術。在三維信息系統中，三維地質體的建模速度具有重要作用，可保證該系統的實用性及有效性。由此，為提升該系統的實用性及有效性，研究者應致力于探究快速建模技術，其中就包括交互建模工具的研發和三維自動建模技術的研究[1]。在地質體表達中，紋理映射技術，可準確表達地質體的表面屬性及空間屬性，只需要添加紋理，就可實現地質體的模擬表達，并保證精確性。如此，對于地質體而言，紋理元素，不僅是數據，還是不同的表面。第四，虛擬現實技術。探析虛擬現實技術的特征，就包括交互性、感知性、自主性。在虛擬化環境中，場景往往眾多，可達幾十萬種。如今，隨著技術的發展，場景模型更加復雜化，若依然運用傳統算法，就難以提升繪制效率。故而，研究者應致力于場景簡化、線面消隱、圖形繪制等技術的研發。

3 三維可視化技術在基建維修中的應用分析

3.1 需求分析

3.1.1 集成需求

關于集成需求，應從系統內部集成、系統間集成等方面分析，具體可參考以下內容：第一，系統內部集成。在三維工程維修管理系統中，企業三維全景平臺的構建，需要網絡技術及計算機技術的參與。如此，三維數字化場景，就可與企業的業務數據及動態有效結合，將抽象的業務數據，更加直觀的表現出來，促進企業基建管理的標準化、規范化。簡而言之，立足基建維修業務調研，可將數據庫納入三維工程維修管理系統，使項目的開發環節有效地連接為一個整體，促進維修管理系統的集成化。第二，系統間集成。為保證三維工程維修管理系統的有效運行，應使該系統與企業核心管理系統保持高效的協作關系，實現信息的互通互享。探析企業的核心管理軟件，SAP系統具有應用的廣泛性，且該系統具有統一集中開發的特點。如此，要實現企業各項業務的精細化管理，就要實現系統間的集成。為達成這一目標，就要在系統架構、管理維度等層面，優選數據接口，并優化三維工程維修系統的各項功能，如界面設計及數據源控制，實現費用的分劈操作。

3.1.2 內容需求與開放型需求

在維修工程管理中，專業化及系統化的發展趨勢不可逆轉。該類工程項目的運營，不僅需要業主的參與及管理，還需要諸多參建單位的協作管理。當然，并非各方面都要全程參與三維維修管理系統的運行之中，而是要依據該系統的功能及結構，在不同階段引入不同的參建單位，對之進行有效管控。如此，立足不同階段錄入的維修數據，該系統就可進行統計分析，進而控制基建維修成本。此外，對于現有系統項目，企業在進行設計、研發、管理的同時，應考慮該系統未來的發展趨勢，并做好良好基礎條件的準備。如此，對于系統而言，就應保證系統具備一定的開放性、延展性，實現各個子系統之間的協調可控。三維工程維修系統，應通過技術開發，提供豐富的接口功能，以促進該系統與其他業務系統的集成。例如，針對企業危險源點，應實現三維可視化立體成像，使維修人員明確相應工作環境的危險源點，以規避安全事故[2]。例如，在安保層面，可將消防監控系統與廠區監控系統集成應用，以促進突發事件在第一時間得到預警，并運用三維可視化終端，實現人員的統一調配。如此，在未來兼容性系統開發中，就可進一步提升可視化信息平臺的綜合性，使該系統成為企業優良的精細化管理工具。

3.2 接口設計

在接口設計中，三維工程維修管理系統與SAP系統的接口設計至關重要。究其原因，SAP系統可整合各個信息系統，支持多元化的外部接口技術，并通過這些技術，實現三維工程維修管理系統與SAP系統的數據共享。探析SAP系統的典型接口技術，主要分三種類型，即RFC、BAPI、基于XML的WebService。其一，RFC接口類型。探析該類型接口的功能，即是具備系統間遠程調用的功能模塊。其二，BAPI接口類型。探析該類型接口的功能，即是提供與所屬平臺無關的、面向對象的接口，且該類接口具有標準性、獨立性。其三，基于XML的WebService接口類型。探析該類型接口的功能，即是在應用系統之間，可調用相應的程序功能。總之，在三維工程維修管理系統與SAP系統之間，接口功能的重要性不言而喻，因此接口設計應保證兩者之間高效的數據交流互動[3]。例如，若查詢條件為費用名稱、經辦人、報銷時段等字段，就要保證傳輸接口，可將SAP生成的相應訂單號高效傳輸給三維工程維修管理系統，隨之該系統就可拆分相應費用，使之分批落實到具體維修部門，并收集詳細的維修信息，進而三維系統將完成標識返回SAP系統，而SAP系統就可進行集成過賬等操作。

3.3 系統功能模塊及應用效果

在三維工程維修管理系統中，其功能模塊應包括3D可視化定位、文件管理、業務操作、統計列表、系統管理等方面。其一，3D可視化定位。利用3D可視化定位，可通過三維場景分層管理地上建筑，并運用漫游功能，直觀顯示廠區全貌，并實現可視化定位。例如，以房間為單元，可將維修信息錄入系統，而維修信息又可自定義為墻面、窗戶等。其二，文件管理。在文件管理模塊中，與基建相關文檔，如維修合同、CAD圖紙等，可關聯三維建筑模型，實現文檔的信息化管理。其三，業務操作。探析業務操作內容，主要包括維修信息錄入及修改、編碼及分類提交等操作。其四，統計列表。針對維修錄入信息，該模塊可形成統計分析報表，并實現基建維修信息的統計查詢功能。與此同時，該模塊采用圖表形式，可直觀展現相應數據信息。其五，系統管理。該模塊主要用于基礎數據的維護管理，即部門、員工等數據的管理。在基建維修管理中，三維工程維修管理系統的應用，突破了傳統管理的局限性，可準確而直觀地描述管理現狀的空間及形態特征。簡而言之，立足廠區的業務數據及動態，該系統通過直觀的三維數字化場景，可實現抽象數據的直觀化表達，促進基建管理與現場維修的協作。同時，立足SAP接口功能開發，該系統的集成應用，可促進集團業務數據的同步共享，并保證相應數據的精確性，極大地提升了維修管理效率。

4 結束語

綜上所述，在基建工程管理中，三維可視化技術的形象化特點充分展現。相較于二維技術，三維可視化技術具有無可比擬的優勢。由此可知，為進一步降低基建維修成本，相關企業應投身于三維工程維修管理系統的建設中，深入調研該系統的集成需求、集成設計、集成功能、集成應用，為實現企業的精細化管理，提供強大的信息助力。

參考文獻：

[1]高璇.關于三維可視化技術在基建維修中的應用[J].信息系統工程，2016（09）：24-26.

[2]金德恒.三維可視化在電廠鍋爐防磨防爆中的應用[J].設備管理與維修，2017（11）：56-57.

[3]張維，徐華龍，殷大發.煤與煤層氣協調開采三維可視化關鍵技術[J].煤礦安全，2018，49（04）：96-98+102.