數(shù)字化隧道工程關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、開展數(shù)字化研究是隧道工程建設(shè)與管理信息化發(fā)展的迫切需求和必然趨勢，也是一個(gè)十分復(fù)雜和龐大的前沿課題。本文在前人相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，首次提出了數(shù)字化隧道工程的概念并對其關(guān)鍵技術(shù)：時(shí)空信息系統(tǒng)數(shù)字化建設(shè)、可視化與三維造型平臺、系統(tǒng)建模體系及空間分析等方面進(jìn)行了較為深入的研究，主要工作如下：
　　 1)首先提出數(shù)字化隧道工程的概念。然后在功能需求分析研究的基礎(chǔ)上，提出了數(shù)字化隧道工程的系統(tǒng)模塊體系，并對數(shù)字化隧道工程的總體架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2、
　　 2)對隧道工程全生命數(shù)據(jù)源進(jìn)行了詳細(xì)分析，并根據(jù)其特點(diǎn)制定了隧道工程數(shù)據(jù)分類與編碼體系，建立了數(shù)字化隧道工程空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化體系，形成一套遵循隧道工程特點(diǎn)、體現(xiàn)面向?qū)ο笏枷搿⒎蠑?shù)字化隧道工程要求、方便數(shù)據(jù)采集和組織、有利于被普遍接受和采納的數(shù)據(jù)分類編碼和標(biāo)準(zhǔn)體系；對數(shù)據(jù)庫采用元模型進(jìn)行架構(gòu)，建立了隧道工程的分級模型，提出采用工程結(jié)構(gòu)樹對隧道空間信息進(jìn)行層次化描述；最后建立了具有面向?qū)ο筇卣鞯臄?shù)字化隧道空間數(shù)據(jù)庫。

3、　　 3)采用插件式結(jié)構(gòu)對數(shù)字化隧道工程造型平臺進(jìn)行研發(fā)。整個(gè)平臺分為六個(gè)子系統(tǒng)，分別是幾何子系統(tǒng)、拓?fù)渥酉到y(tǒng)、可視化與交互子系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)瀏覽子系統(tǒng)、工程對象庫子系統(tǒng)和擴(kuò)展用戶命令子系統(tǒng)。并對界面、可視化插件子系統(tǒng)和邏輯層插件式結(jié)構(gòu)進(jìn)行論述，最后對基于該造型平臺的應(yīng)用開發(fā)方法進(jìn)行講解。
　　 4)針對實(shí)際地層分布特征，首先采用Delaunay三角化的思想建立了層狀地層模型，然后為了真實(shí)反應(yīng)夾層地層分布特征，提出了含有夾層地層

4、的建模方法對層狀模型進(jìn)行改進(jìn)；對礦山法隧道和盾構(gòu)隧道建模進(jìn)行研究，重點(diǎn)包括盾構(gòu)隧道通用管片曲線擬合及拼裝、數(shù)字化通用管片預(yù)制廠的建立和通用管片的實(shí)時(shí)拼裝；最后在數(shù)據(jù)建?；A(chǔ)上，對空間分析特別是地層剖切和開挖分析進(jìn)行了詳細(xì)研究，并采用TGIS的思想建立了面向?qū)ο蟮臅r(shí)空數(shù)據(jù)模型對隧道施工進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析。
　　 5)對數(shù)字化隧道工程系統(tǒng)模塊進(jìn)行概念性設(shè)計(jì)，按照數(shù)據(jù)流程把系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)庫與元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)中心和可視化四個(gè)部分。并對每