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科研情况简介

【主要学术特点】

    长期以来以提升土建工程质量安全和管理效率为主要目标,集成BIM、物联网、人工智能等技术,结合我国重大工程建设,面向住宅建筑、大型公建、道路桥梁、轨道交通等目标对象,开展了土木工程信息技术有关科学问题和工程方法的研究。
    基础科学研究方面,注重土木工程传统学科与现代信息技术的交叉融合,依托国家自然科学基金项目、国家863项目等纵向科研课题,针对当前建筑信息共享和应用中存在的问题,对信息获取、管理、集成、共享和应用进行了基础性研究,提出了包括多尺度建筑信息模型、IFC图像信息模型和施工安全信息模型在内的一系列信息模型并定义其表述方式。在此基础上,研究了多种模型之间的转换和信息共享机制,以及在役结构的安全检测、分析和评估手段,提出了“基于BIM的施工过程结构安全分析和综合管理方法”以及“针对既有建筑物的运维期信息化管理和数字防灾方法”,截止2017年6月,获得发明专利 1 项,发表学术论文50余篇(其中SCI收录9篇,EI收录14篇),累计被引450余次(含SCI他引81次)。
    研发自主产权平台方面,通过研究轻量化模型技术、多层次高效三维图形渲染技术,开发了具有自主知识产权的图形平台;通过研究开放平台架构和二次开发支撑技术,开发了插件式开放平台。在此基础上,研发了一系列应用软件系统,获软件著作权十余项(其中评价为国内首创1项、国际领先1项),并形成了一个“大数据云平台+客户/网页/移动三端系统”的体系架构,服务于包括城市轨道交通、高铁、高速公路、隧道、桥梁、大型综合体等多个领域的数十项工程。
    促进行业技术进步方面,着力将上述研究成果,结合国家和省市的重大工程及企业的现实需求,以“系统应用”为核心,参与到国家体育场“鸟巢”、青岛海湾大桥、广州西塔、昆明新机场航站楼、上海国际金融中心、深圳机场T3航站楼、深圳嘉里中心II期、北京英特宜家、广州地铁等多个投资几十亿、上百亿的大型建设项目中,重点解决施工过程时变结构安全分析和综合管理,以及运维过程的信息化应用中存在困难的问题。相关成果被纳入国家标准、地方规程和住建部颁发的政策文件。此外,作为中国图学学会BIM专业委员会的秘书长,近3年来一直深度参与BIM技术的科研教育和推广应用工作,作为编委编著《中国建筑施工行业信息化发展报告:BIM应用与发展》、《全国BIM技能等级考评大纲》,作为大会秘书长组织了第一、第二届全国BIM学术会议。
    获得华夏建设科学技术奖一等奖等奖励多次,并通过知识产权成果转化,实现产值逾一千万元。

【主要学术创新点】

研究了多种模型之间的转换和信息共享机制,提出了基于BIM的施工过程结构安全分析和综合管理方法,研制了相应的软件系统

    通过深入研究BIM的信息表达、数据标准、转换算法、共享机制等,突破了建筑模型、结构模型、结构分析模型之间,以及设计模型、施工模型和运维模型之间的转换和信息共享机制技术,在此基础上,提出了基于BIM的施工过程时变结构安全分析方法,探索了BIM技术在大型工程施工中的落地应用模式与方法,研发了相应的施工过程安全分析系统和施工管理系统4套,实现了施工过程时变结构和支撑体系的动态力学分析,以及施工全过程进度、资源、成本、质量、安全等的综合信息化管理。

研究了在役结构的安全检测、分析和评估手段,提出了针对既有建筑物的运维期信息化管理和数字防灾方法,研制了相应的软件系统

    对在役结构及其附属设备设施的检测、分析和评估手段进行了研究。在此基础上,面向运维期的建筑、结构和机电设备等组成部分,结合BIM、人工智能、云计算、物联网和GIS等技术,研究运维信息模型的定义和描述,突破跨阶段信息传递技术、模型轻量化技术、跨平台信息共享和系统研发技术、智能运维管理技术等,研发了在役桥梁的检测管理系统和建筑物机电设备智能管理系统等3套软件系统,实现了对既有建筑物在运维期的综合信息化和智能化管理。

研究了建筑全生命期信息管理技术,研制了基于云计算和开放架构的自主知识产权信息平台

    面向建筑全生命期的信息集成、管理与应用需求,提出了子信息模型(sub-BIM)的概念,以及跨阶段、递进式、多尺度信息建模方法。在此基础上,基于混合云架构,通过组合自主研发的图形平台和开放平台架构,研制了基于云计算和开放架构的自主知识产权信息平台,能满足BIM系统对数据开放、功能开放、人机交互开放的二次开发需求,为推进BIM技术推广和应用提供了工具手段。