基于BIM的水利工程4D进度监控系统关键技术陶玉波蔺志刚董甲甲摘要：为了实现水利工程建设进度计划的优化和实际进度的实时感知与控制，采用基于BIM的4D进度监控系统可以有效解决施工过程中的“信息孤岛”现象，给施工管理提供新的视角。该系统将采集到的BIM信息放入网络数据库，并通过人机交互即点即显的方式展示出来;利用数据库中的计划进度和现场采集到的实际进度驱动数字化模型，用不同的颜色表示计划进度和实际进度，实现进度偏差的对比，通过异常记录分析和仿真计算，采取赶工措施，确保进度目标的实现。关键词：4D进度监控系统;虚拟建造;进度采集;进度优化;水利工程施工：TV512;TU17文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2019.03.02814DBIM进度监控技术发展通过使用新的技术以及与新兴技术配套的生产流程，航空航天、汽车、电子等制造业在过去几十年中不断提升自己的生产效率，到现在已经有了质的飞跃，这也迫使建筑行业向其他行业学习新的技术和方法来提升生产效率和质量[1]。随着BIM（建筑信息模型）、物联网、云计算、互联网+等技术的应用，项目管理理论和技术有了新的发展支撑。在现有施工管理理论的基础上，结合智慧施工的理念，充分融合BIM和4D技术，有效解决施工过程中的“信息孤岛”现象，实现对施工进度计划的优化和施工实际进度的实时感知与控制，从而能够及时发现进度偏差并给予合理、可信的纠正，弥补现有进度管理系统数字化程度不高、信息流转不充分、更新周期长、无法可视化等缺陷，达到对建设项目进度管理优化和促进的目的[2]。4DBIM概念源于建筑产品模型和施工过程模型的整合，将时间（进度）维度插入到3D建筑信息模型上，形成4D模型[3]。该模型不仅包含3D模型的构件参数，而且关联着详细的工程进度数据。运用4DBIM模型不仅可以模拟产品建造过程，而且具备过程分析功能，各参建单位之间可以进行无损信息传递。通过实时跟踪监控，可以显著提高工程进度管理的效率与效果，提升企业管理水平。研究如何在三维模型基础上关联时间维度实现4D模拟是国外BIM技术在进度管理应用的重要方向。美国斯坦福大学整合设施工程中心（CIFE）于1996年率先提出4D理论。在长期不懈努力下，CIFE成功关联了3D模型及工程进度信息，使建造过程的可视化成为可能[4]。我国对于4D模型和相关软件的研究工作始于20世纪90年代，清华大学张建平着手建造过程动态模拟、工程进度控制和现场规划三维可视化模拟。2004年，我国“十五”重点科技攻关项目将4D建模及应用研究列为专题，4D建模研究成果在国家体育场项目中得到示范应用，4D项目管理的研究和推广由此取得重大突破[5]。2基于達索系统的4DBIM技术方法研究达索系统（DassaultSystemes）是一家法国的软件公司，致力于3D体验、为企业和人们的可持续创新提供一个虚拟世界，是世界领先的3D设计软件、3D数字化实体模型和产品生命周期管理（PLM）解决方案供应商。达索系统有一系列的设计展示分析软件，主要以CATIA和SolidworksComposer为基础，配合两个软件的二次开发及网络数据库技术进行开发。系统开发平台为VisualStudio.Net2013，采用面向对象程序设计（ObjectOrientedProgramming，OOP）方法，采用组件对象模型（COM）、对象连接与嵌入（OLE）等技术，利用CAⅡA和SolidworksComposer开放的应用程序编程接口（ApplicationProgrammingIn-terface，API），对两者已有的功能进行扩展，更好地服务于项目需求，定制专有交互式菜单，数据库采用Mi-crosoftSqlServer2008。技术路线及系统架构见图1、图2。2.14D模型要求以CATIA软件为载体，创建设计模型，将项目按照整体工程、单位工程、分部分项工程、施工段、工序依次分解，按一定的进尺划分为进度模型，工作分解结构宜达到可支持制订进度计划的详细程度，并包括任务间的关联关系。这是4D进度监控系统的第一步，也是最基础的工作。划分进度模型采用自主二次开发的CATIA插件对CATIA模型进行快速划分.见图3。该工具二次开发思路如下：（1）在CATIA中建立支洞轴线。（2）按分段间距建立轴线上的点，根据点建立分割平面。主要用到下列语句：PointOnCurve（i）=oHSF.AddNewPointOnCurve-FromDistanc...