三维可视化技术在基建维修中的应用研究

张恒

摘  要：随着基建工程的发展，三维可视化技术在基建管理中的应用日益广泛。基于此，文章分析了三维可视化技术在基建维修中的应用，从三维可视化技术的优势、三维可视化技术内容等方面进行了探究，并分析了三维可视化技术在基建维修中的应用策略，如需求分析、接口设计、系统功能模块及应用效果等。

关键词：三维可视化;基建维修;接口设计

中图分类号：TP391.4 文献标志码：A         文章编号：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

探析三维可视化技术，其特点为虚拟化、数字化、立体化。相较于传统的二维技术，三维可视化技术是一项新兴的，更加形象化的技术。在工程管理系统中，若三维可视化技术与二维技术交融应用，就可有效优化该系统的维修方法。由此，笔者以三维工程维修管理系统为例，对具体项目进行技术分析，以促进相关人员对三维技术应用的了解。

1 三维可视化技术优势

在传统设计中，所谓空间布局，就是一个平面二维空间，它由四个方向定位而成。探析二维的目的，就是在一个平面内，实现多种类型模塊的集成。在设计方式上，主要采用相对和浮动定位，但这种方式并不能很好的规避技术漏洞，由此导致结构形式，呈现复杂化的结果，进而影响了效率的提升。如今，在构图过程中，若采用三维技术，就可实现各个模块的抽象化，并将之视为一个个平面，以确定三维视角中的前后关系。如此，多层重叠即为一个界面，透视关系在层与层之间形成，践行三维布局的绝对定位。由此，浮动定位所产生的缺陷，就可得到弥补。简而言之，在三维布局中，研究者可将构图视为多层次的叠加，进而实现层层攻克的目标。

2 三维可视化技术探析

关于三维可视化技术，应从三维数据结构、三维数据体的存储及管理、建模技术与纹理影射技术、虚拟现实技术等方面分析，具体可参考以下方面：第一，三维数据结构。探析三维可视化技术的基础，即是三维数据结构，应保证该结构的基础性及有效性。如今，三维数据结构模型主要有三种，分别是几何对象模型、属性对象模型、拓扑关系模型。其一，几何对象模型。对于地质体而言，该模型可描述其形状及空间状态。其二，属性对象模型，对于地质体而言，该模型可存储其描述信息。其三，拓扑关系模型。对于地质体而言，该模型可描述地质实体之间的拓扑关系，甚至是某个地质实体与其内部子要素之间的拓扑关系。第二，三维数据体的存储及管理。在地质体中，其几何数据是比较大的。在这一层面，相较于一般建筑物的几何数量，应是其数量的几十万倍。若加上相关的拓扑关系及属性数据，其数据量的庞大基数，将使一般的GIS技术，难以达成良好的处理效果。如此，在存储及管理层面，就要采用多线程动态调取、数据多级缓存、多极化三维索引等技术。第三，建模技术与纹理映射技术。在三维信息系统中，三维地质体的建模速度具有重要作用，可保证该系统的实用性及有效性。由此，为提升该系统的实用性及有效性，研究者应致力于探究快速建模技术，其中就包括交互建模工具的研发和三维自动建模技术的研究[1]。在地质体表达中，纹理映射技术，可准确表达地质体的表面属性及空间属性，只需要添加纹理，就可实现地质体的模拟表达，并保证精确性。如此，对于地质体而言，纹理元素，不仅是数据，还是不同的表面。第四，虚拟现实技术。探析虚拟现实技术的特征，就包括交互性、感知性、自主性。在虚拟化环境中，场景往往众多，可达几十万种。如今，随着技术的发展，场景模型更加复杂化，若依然运用传统算法，就难以提升绘制效率。故而，研究者应致力于场景简化、线面消隐、图形绘制等技术的研发。

3 三维可视化技术在基建维修中的应用分析

3.1 需求分析

3.1.1 集成需求

关于集成需求，应从系统内部集成、系统间集成等方面分析，具体可参考以下内容：第一，系统内部集成。在三维工程维修管理系统中，企业三维全景平台的构建，需要网络技术及计算机技术的参与。如此，三维数字化场景，就可与企业的业务数据及动态有效结合，将抽象的业务数据，更加直观的表现出来，促进企业基建管理的标准化、规范化。简而言之，立足基建维修业务调研，可将数据库纳入三维工程维修管理系统，使项目的开发环节有效地连接为一个整体，促进维修管理系统的集成化。第二，系统间集成。为保证三维工程维修管理系统的有效运行，应使该系统与企业核心管理系统保持高效的协作关系，实现信息的互通互享。探析企业的核心管理软件，SAP系统具有应用的广泛性，且该系统具有统一集中开发的特点。如此，要实现企业各项业务的精细化管理，就要实现系统间的集成。为达成这一目标，就要在系统架构、管理维度等层面，优选数据接口，并优化三维工程维修系统的各项功能，如界面设计及数据源控制，实现费用的分劈操作。

3.1.2 内容需求与开放型需求

在维修工程管理中，专业化及系统化的发展趋势不可逆转。该类工程项目的运营，不仅需要业主的参与及管理，还需要诸多参建单位的协作管理。当然，并非各方面都要全程参与三维维修管理系统的运行之中，而是要依据该系统的功能及结构，在不同阶段引入不同的参建单位，对之进行有效管控。如此，立足不同阶段录入的维修数据，该系统就可进行统计分析，进而控制基建维修成本。此外，对于现有系统项目，企业在进行设计、研发、管理的同时，应考虑该系统未来的发展趋势，并做好良好基础条件的准备。如此，对于系统而言，就应保证系统具备一定的开放性、延展性，实现各个子系统之间的协调可控。三维工程维修系统，应通过技术开发，提供丰富的接口功能，以促进该系统与其他业务系统的集成。例如，针对企业危险源点，应实现三维可视化立体成像，使维修人员明确相应工作环境的危险源点，以规避安全事故[2]。例如，在安保层面，可将消防监控系统与厂区监控系统集成应用，以促进突发事件在第一时间得到预警，并运用三维可视化终端，实现人员的统一调配。如此，在未来兼容性系统开发中，就可进一步提升可视化信息平台的综合性，使该系统成为企业优良的精细化管理工具。

3.2 接口设计

在接口设计中，三维工程维修管理系统与SAP系统的接口设计至关重要。究其原因，SAP系统可整合各个信息系统，支持多元化的外部接口技术，并通过这些技术，实现三维工程维修管理系统与SAP系统的数据共享。探析SAP系统的典型接口技术，主要分三种类型，即RFC、BAPI、基于XML的WebService。其一，RFC接口类型。探析该类型接口的功能，即是具备系统间远程调用的功能模块。其二，BAPI接口类型。探析该类型接口的功能，即是提供与所属平台无关的、面向对象的接口，且该类接口具有标准性、独立性。其三，基于XML的WebService接口类型。探析该类型接口的功能，即是在应用系统之间，可调用相应的程序功能。总之，在三维工程维修管理系统与SAP系统之间，接口功能的重要性不言而喻，因此接口设计应保证两者之间高效的数据交流互动[3]。例如，若查询条件为费用名称、经办人、报销时段等字段，就要保证传输接口，可将SAP生成的相应订单号高效传输给三维工程维修管理系统，随之该系统就可拆分相应费用，使之分批落实到具体维修部门，并收集详细的维修信息，进而三维系统将完成标识返回SAP系统，而SAP系统就可进行集成过账等操作。

3.3 系统功能模块及应用效果

在三维工程维修管理系统中，其功能模块应包括3D可视化定位、文件管理、业务操作、统计列表、系统管理等方面。其一，3D可视化定位。利用3D可视化定位，可通过三维场景分层管理地上建筑，并运用漫游功能，直观显示厂区全貌，并实现可视化定位。例如，以房間为单元，可将维修信息录入系统，而维修信息又可自定义为墙面、窗户等。其二，文件管理。在文件管理模块中，与基建相关文档，如维修合同、CAD图纸等，可关联三维建筑模型，实现文档的信息化管理。其三，业务操作。探析业务操作内容，主要包括维修信息录入及修改、编码及分类提交等操作。其四，统计列表。针对维修录入信息，该模块可形成统计分析报表，并实现基建维修信息的统计查询功能。与此同时，该模块采用图表形式，可直观展现相应数据信息。其五，系统管理。该模块主要用于基础数据的维护管理，即部门、员工等数据的管理。在基建维修管理中，三维工程维修管理系统的应用，突破了传统管理的局限性，可准确而直观地描述管理现状的空间及形态特征。简而言之，立足厂区的业务数据及动态，该系统通过直观的三维数字化场景，可实现抽象数据的直观化表达，促进基建管理与现场维修的协作。同时，立足SAP接口功能开发，该系统的集成应用，可促进集团业务数据的同步共享，并保证相应数据的精确性，极大地提升了维修管理效率。

4 结束语

综上所述，在基建工程管理中，三维可视化技术的形象化特点充分展现。相较于二维技术，三维可视化技术具有无可比拟的优势。由此可知，为进一步降低基建维修成本，相关企业应投身于三维工程维修管理系统的建设中，深入调研该系统的集成需求、集成设计、集成功能、集成应用，为实现企业的精细化管理，提供强大的信息助力。

参考文献：

[1]高璇.关于三维可视化技术在基建维修中的应用[J].信息系统工程，2016（09）：24-26.

[2]金德恒.三维可视化在电厂锅炉防磨防爆中的应用[J].设备管理与维修，2017（11）：56-57.

[3]张维，徐华龙，殷大发.煤与煤层气协调开采三维可视化关键技术[J].煤矿安全，2018，49（04）：96-98+102.