天津城市建设学院学生科技活动基金申请书.docx

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天津城市建设学院学生科技活动基金申请书

天津城市建设学院学生科技活动

资助项目基金申请书

申报类别自然科学类

课题名称深基坑实施过程三维可视化信息管理系统

项目负责人赵桐

负责人所在系别土木工程系

指导教师仲晓梅

填表日期12年10月22日

天津城市建设学院大学生科技创新活动领导小组

天津城市建设学院学生科技活动资助项目基金申请书

一、简表

研究项目

名称

深基坑实施过程三维可视化信息管理系统

学科领域

自然科学

研究形式

教师主持项目的部分

起始时间

2012年11月

完成时间

2013年11月

申请经费

2000

申请者姓名

性别

男

出生年月

1993年4月

专业年级

11级

课题组

总人数

指导教师姓名

职务职称

仲晓梅

教授

合作者姓名年级专业

赵桐，11级土木5班；

二、立论依据：

（项目研究的意义，国内外研究现状分析）

1.本系统贯穿整个施工过程，可将工程中地上、地面、地下的环境物进行全景式描述，可将纷繁抽象的工程资料、图纸转换成立体、直观、多视角的视觉场景，可方便重点施工环节质量控制及资料查询，是辅助专家分析工程项目的重要信息工具。

该系统可以服务于各个施工单位、甲方单位、监理单位、设计单位以及政府部门等。

2.国内外大多数采用的还是传统的平面设计图方案，质量安全管理方面存在着严重的不足。

随着城市化的高速发展，出现越来越多的重大工程，重大工程对工程的实施难度越来越高，现有的工程实施及质量安全管理存在着不足。

三、研究方案

1.研究目标、研究内容和拟解决的关键问题：

研究目标：

I.学习并熟练掌握C++语言，运用开发工具VisualStudio2008在Oracle9i及以上平台上开发软件来系统分析三维可视化。

II.做监理数据库开发，将设计和施工各阶段的数据及监理过程入库。

III.完成系统建设，进行深基坑全自动化建模。

通过三维空间形态来表达和分析监测数据，对一些可预测的风险进行预警，进一步提高成果的专业深度，实现信息化施工，有效提高施工过程的管理质量，使得在施工过程中可以更科学的管理和风险把控。

研究内容：

1.开发BCG界面库界面开发，OSG三维引擎开发，三维场景漫游开发。

2.通过建立基坑质量管理数据库和勘察监理数据库来对深基坑实施过程进行先进、科学、高效、准确的把控。

3.将数据库，可视化技术应用于土木工程，运用计算机全面模拟与准确描述深基坑实施过程中使用信息化施工监控整过施工过程。

4.运用3DMAX进行深基坑自动化建模。

拟解决的关键问题：

1.运用软件进行引擎开发，三维场景漫游，形象展示施工过程。

2.调查收集整理数据，将二维与纸质数据管理与入库。

3.提高施工过程的质量安全把控，规避施工过程中因质量安全产生的风险。

2.拟采取的技术路线、研究方案：

技术线路：

I、采用三维可视化技术手段对基坑工程进行全方位的建模、浏览和分析。

II、运用数据库管理技术对基坑工程实施质量安全进行科学、高效管理，数据库与软件系统的无缝集成。

研究方案：

1、采用C++语言，运用VisualStudio2008开发平台，结合OSG三维引擎库进行三维软件开发，实现三维场景任意漫游。

2、施工现场调查，查阅相关资料文献，拜访施工人员、相关专业老师，补充不足的专业知识，从而更专业的建立资料数据库。

3、运用3dmax建模技术，实现现实场景的模型制作。

开发工具插件，将模型转化成本系统软件识别的模型数据。

4、研究插值算法，对工程地质土层，基坑个重点部件进行自动建模。

5、了解AtuoCAD、photoshop、3dmax、ArcGIS等软件，运用这些软件来解决工程图数据信息的提取与数据格式的转变，最后能进入系统软件进行浏览和分析。

可行性分析：

1.本系统贯穿整个施工过程，实现数据的统一、科学、高效、直观地管理和查阅分析，可以辅助设计单位给专家汇报审批，辅助监理方进行质量控制，辅助甲方单位进行质量监督控制，了解工程进度；辅助相关政府部门控制质量安全，了解工程进度。

2.天津地处沿海，广泛分布着海陆交互相软土，这种土具有强度低、含水量高、孔隙比大、灵敏度高、低渗透性等特点，在这样的软土地质条件下进行工程活动，难度较大。

因此深基坑工程是一项风险性很大的工程。

本系统正好可以起到模拟，监测作用，可以起到很好的规划风险的作用。

3.我们现在成立了一个四人的团队，有专门的指导老师，有专门的办公地点，资料来源也很丰富。

4.我们小组的成员有很强的团队精神，并且大家的态度都积极认真。

项目的进度安排：

2012年10月—2013年2月底：

1.学习，掌握VisualStudio2008和Oracle9i，C++的应用。

2.查阅相关文献，资料，学习岩土结构，地下空间，深基坑等有关知识。

3.调查收集施工过程的相关数据。

4.学习掌握3D建模。

2013年3月—2013年7月底：

根据用户需求和既定计划利用收集的资料整理数据库，运用软件进行引擎开发，三维场景漫游，形象展示施工过程

2013年8月—2013年9月：

系统调试，测试。

2013年10月—2013年11月：

对系统做进一步的完善，写论文和报告。

4.本项目的特色与创新之处：

（1）深基坑实施过程三维可视化专家系统，主要是借助计算机工具把传统的二维平面数据转化为立体，形象，直观的三维数据。

（2）通过建立基坑质量管理数据库和勘察监理数据库来对深基坑实施过程进行先进、科学、高效、准确的把控。

（3）该系统的应用非常广泛，可以服务于各个施工单位、甲方单位、监理单位、设计单位以及政府部门等。

实现数据的统一、科学、高效、直观地管理和查阅分析，可以辅助设计单位给专家汇报审批，辅助监理方进行质量控制，辅助甲方单位和相关政府部门进行质量监督，了解工程进度。

对天津的地下空间，深基坑工程起到良好的规避风险的作用。

5.预期的结题形式：

优秀，即：

能够顺利结题，有结题报告书，同时还能在核心刊物上发表论文。

同时能向大家展示我们所制作的软件成果。

注：

项目结题最终分为三类

优秀：

能够顺利结题，同时在核心刊物发表论文、申请并获得专利、相关媒体报道三者满足一项的项目

合格：

只有结题报告书，且能够顺利结题的项目

不合格：

只有结题报告书，且未通过结题的项目

四、研究基础（完成课题需具备的可行性条件）

1.相关领域参考文献（10条以上）：

[1]黄银孙.数字察图、数字制图与勘察设计一体化田.科学技术通讯，1997，（3）:

23一25

[2]谷兆棋等.地下洞室工程四].北京:

清华大学出版社，1994.15碑5

[3]刘少华，程朋根，陈红华.三维地质建模及可视化研究田.桂林工学院学报，2003.23

（2）:

154—15

[4]罗定安.工程结构数值分析方法与程序设计四].天津:

天津大学出版社，1995.9

[5]中华人民共和国国家标准编写组.岩土工程勘察规范（GB50021一94）[5].北京:

中国建筑工业出版社，1994

[6]中华人民共和国国家标准编写组.地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB50307一1999）[S].北京:

中国计划出版社，2000

[7]张时忠.Info-Geotech工程勘察管理信息系统开发方案[J]，地质科技情报，2001，（3）：

105-109

[8]江见鲸,张建平.计算机在土木工程中的应用.武汉：

武汉工业大学出版社,2000

[9]丁伯阳等著.岩土工程数字化原理与技术[M].北京:

科学出版社，加07.1一2

[10]FelleniuHs，B.H.TheAnalysisofresultsfromroutinePileloadtests[Jl.GroundEngineering，1980，13:

19一31

[11]PellsPJN，TurnerR.M.Elastiesolutionforthedesignandanalysisofroek一soeketedPiles[J」.Can.Geotech.1997，16:

481一487

[12]李功权，曹代勇．在GIS系统中整合地质统计学的方法探讨[J]，测绘与空间地理信息，2006，29

（2），20-22

2.已具备的实验条件，尚缺少的实验条件和拟解决的途径：

1）已具备的实验条件：

I.开发软件VisualStudio2008和Oracle9i，C++和电脑4台。

II.参考资料的搜集。

III.有相关专业的老师指导。

IV．有相关的办公场所。

2）尚缺少的实验条件：

I.我们现在对3D-MAX建模不熟悉。

II.我们暂时对相关软件不熟悉。

3）拟解决的途径：

I.首先我们会抽出空闲的课余时间，在图书馆和网上找相关专业的资料，学习3D建模知识。

II.我们会找VisualStudio2008和Oracle9i方面的书籍学习，并且向会的人虚心请教。

同时，通过在网络上下载教学操作视频和自己用软件制作些小作业，逐渐熟练深基坑可视化系统的数据入库处理。

3.指导教师基本情况、研究领域及成果：

I.基本情况

姓名：

仲晓梅

性别：

女

职称：

教授

II.主要学历：

本科

III.主要任职经历：

1997年任副教授

IV.毕业院校：

本院

V.最近五年中担任的主要课程：

土力学、地基基础、深基坑工程、建筑工程监理概论

VI.主要研究领域：

基础工程、结构工程

VII.研究成果:

1）现浇钢筋混凝土楼板开裂原因与治理措施研究

2）HWANG-GR形轻质复合内墙板研制

论文:

《保证柱轴力安全传递方案的讨论》

4.项目负责人及成员课堂学习成绩情况：

赵桐：

学习刻苦努力，态度认真端正。

五、指导教师推荐意见：

（应对申请者的素质和研究能力、课题的意义、研究的条件、方案的先进性、可行性做认真介绍）

这四个学生团结协作的能力强，学习成绩优异，积极上进，工作踏实，态度认真负责。

都已经能熟练使用CAD制图.

课题意义：

深基坑实施过程三维可视化信息管理系统对风险进行预警，有效提高施工过程的管理质量，使得在施工过程中可以更科学地把控风险。

辅助相关部门控制质量安全，了解工程进度。

研究的条件：

有办公场所，有办公的电脑和软件系统平台，人员组织情况较为合理，学习资料来源丰富。

方案的先进性：

1,该系统可沿拟建地铁线路，将地上、地面、地下的环境景物进行全景式描述。

2，可将纷繁抽象的工程资料、图纸转换成多视角的立体、直观的场景。

3，可方便重点施工环节质量控制资料查询。

方案的可行性：

本系统正好可以起到模拟，监测作用，可以起到很好的规避风险的作用。

我认为学生通过一年的学习和研究，团结协作利用软件可以制作出相应产品。

推荐人：

专业技术职务：

单位：

六、申请者所在单位的审查与保证

（包括对项目申请书中所述内容的真实性，研究计划的可行性和经费的合理性的审查意见，对申请者开展此项研究所必需的基本条件的保证）

系学生科技活动指导小组组长：

系主任：

年月日（公章）年月日

七、专家评审小组复审意见：

组长签名：

年月日

八、大学生科技活动指导中心审定意见：

主任签字：

年月日