Bentley实景建模系统在资产管理中的应用

寂静回声

. 为资产管理提供可靠的数字模型

Bentley提供了旨在为资产提供增值服务的BIM解决方案。通过对实际资产和数字资产关联维护管理，实现资产的全生命周期管理。通过对资产数据的维护管理，实现资产可靠性、预测性经营分析、合规性与安全性，以及与其他企业数据的有效整合。

对于资产的基础是对数字资产的输入与维护过程。如何准确的获取数字资产，并在运维过程过程中与物理的资产同步更新，是我们做出正确决策的基础。
Bentley基于实景建模（Reality Modeling）和数字工程模型技术的解决方案。可以通过基于ContextCapture的数据提取及处理，结合以MicroStation为核心的多专业应用模块，实现在全生命后期过程中数字资产的及时更新与维护。将虚拟的数字资产和物理的现实资产连接起来，实现资产的优化增值，退订基础设施的进步。

2. 实景建模系统

实景建模技术是通过照片、视频、点云等数据形成模型的技术。对于实景建模系统来讲，不但要有数据采集，校正融合、处理建模，更要有后续的模型利用过程。
实景模型和数字模型融合，可以解决基础设施行业很多的问题。例如，对于一个改造项目，我们需要精确的知道正在运行中的现实模型的数据，并在此基础上进行深化改造。但是由于图纸欠缺，时间周期，人力成本等要求，我们无法通过传统的方式实现，而实景建模就是来解决这个需求。通过无人机、相机拍摄、激光扫描等技术，获取数据，然后通过实景建模系统的识别运算，生成三维模型，导入到我们前面讲的建模系统中，进行深化使用。
上面只是讲的应用之一，实景建模技术还有很多的应用场景，ContextCapture建模可以应用于:
• 现状的分析与掌握
• 风险管理
• 建筑与施工项目监督
• 通过虚拟仿真对特殊环境下的地面工作人员进行培训和指导

实景建模技术在改造项目中的应用

实景建模技术在全生命周期的应用

实景建模在BIM应用流程中的位置

相比于传统的建模凡是，实景建模的优势在于：

2.1 丰富的三维环境

它所构件的模型提供了极其丰富的三维环境，这在传统的建模方式中是很难实现的，它能够采集现实所有的细节，而不是只关注作为主体的建筑、工厂、道路等对象，它提供的信息丰富到和现实一样。

丰富的三维环境

2.2 三维模型地理定位

我们通过实景模型+数字模型组成的综合模型是带有地理定位的，这对于基础设施行业的应用中，很很多的应用。

2.3 快读的建模方式

相对于传统的建模方式，实景建模方式具有远程操作速度快，模型全面准确的特点。通过无人机、航拍等技术实现远程操作，获取的模型精度也非常的全面、准确。这为下一步的模型利用打下很多的基础。
对于一个实景建模的工作流程来讲，Bentley提供了一个工作流程，来解决工程应用问题，而非一个单一软件。
Bentley的实景建模系统主要有如下几个模块：
• ContextCapture
ContextCapture是通过实景拍摄的的照片，生成无缝实景三维模型的应用模块。在后面的章节中，我们也会详细介绍这个模块。利用照片生成无缝实景三维模型。
• Descartes
Descartes可以整合不同类型的数据，并可以进行数据梳理，这包括ContextCapture生成的实景模型，点云PointCloud数据，BIM数字模型，以及地理信息GIS数据等。资料源及分析处理，通过Retouch技术来修复实景模型，并提供更详细的地理咨询。换句话说，Descartes使模型更加符合基础设施行业后续的需求。

Descartes功能介绍

• PointTools

Bentley的点云数据处理模块。在PointTools中，支持多达127个图层，提供快速、简单的数据点选择工具，及三维筛选工具，可以根据RGB的信息，对饱和度、对比度等信息进行调整。

点云处理流程

PointTools

PointTools工具

• LumenRT

无论是实景模型还是BIM数字模型，以及多种数据的融合，都可以输出到LumenRT中，生成电影级的动画、图片及交互式场景。

实景建模工作流程

3. ContextCapture介绍

ContextCapture是Bentley公司于2015年收购的法国Acute3D公司的产品，Bentley作为为全球基础设施行业提供BIM解决方案的定位，需要一款能够通过扫描、拍摄等手段获取现实模式的应用软件，解决基础设施过程中，需要将现实的模型转变为“电子模型”的应用需求。通过多方比较，ContextCapture是最好的选择，经过2年的客户使用体验，也验证了这一点。

3.1 ContextCapture特点

ContextCapture可以很好的和Bentley的应用模块集成，融入到用户的工作流程中，解决用户的问题。我们说一款软件是优秀的，或者从一堆的软件中选择了一款软件的原因，是因为，软件模块的突出特性，匹配了用户的突出需求，这才是一款好的软件。
对于基础设施行业来讲，我们基于改造、监测、背景模型的应用需求，同时考虑到基础设施行业广域的北京模型和精细的管道、设备模型的需求，我们需要一个好的、可用的模型，才可以满足这些需求，解决我的问题。
ContextCapture之所以优秀，是由于它是一款可以为基础设施行业提供“好模型”的应用模块，它的“好”体现在如下几个方面：
• 真实的模型
模型的真实体现在具有足够的细节，同时，具有精确的地理位置信息。这为后期的基础设施应用提供了足够的技术细节来满足后续的需求。

飞机发动机的逆向工程应用

• 数据量小
对于基础设施行业来讲，既有大范围的测绘、地理规划项目，又有区域类的建筑、工厂项目，无论是那种需求，对于模型的承载能力以及数据处理能力都有很高的要求。在同等条件下，ContextCapture提供的模型数据量只是同类系统系统的大概1/4的数据量。之所有能达到这样的效果是因为，在ContextCapture中对算法进行了优化，这样的数据承载量，可以降低对硬件的要求，同时运算的效率更高，同时，结合ContextCapture多任务并行处理的架构，会大大提供应用的效率。
• 兼容多种数据格式
无论是输入和输出，ContextCapture都支持多种数据格式。这就为与多种应用模块集成提供了基础。

无人机取景，获取照片

堆料体积测量

3.2 ContextCapture版本介绍

ContextCapture有两个版本，一个是普通版ContextCapture，一个是中心版ContextCapture Center。顾名思义，后者可以进行集群计算，而且提供了水面约束功能以及提供SDK。而普通版出了没有这些功能外，对数据量也有要求。

Context版本差异
无论是普通板还是中心版，当我们安装完毕后，都会有两个功能模块，一个是ContextCapture Engine，一个是ContextCapture Master。
对于一个实景建模的工作流程讲，我们首先通过采集的照片计算它拍摄的位置，这就是第一步，空间三角测量（简称空三），这个过程是通过Master来完成的，而后通过Engine对这些数据进行优化计算，形成实景模型。
Master相当于一个前端操作的界面，通过它可以导入照片、视频等数据，进行进行空三计算，根据计算量划分为不同的区域，形成不同的任务。调用Engine进行计算。而前面讲的版本的区别就在于，Center版可以调用多个任务的并行计算版本。

ContextCapture版本架构

ContextCapture Center版本架构

通过以上的架构，你可以发现两个版本的区别，以及Master与Engine功能模块的作用。对于Engine来讲，它是一个计算引擎，它会自动寻找指定目录下的任务，而Master就是建立任务的过程。这个任务的目录，默认是在系统的Document目录下。

Engine的任务目录

4. 数字工程模型

MicroStation是Bentley的工程内容创建平台，对于资产管理的输出输入来讲，它具有两种作用。
• 对ContextCapture的数据进行处理和优化。
• 利用基于MicroStation的多专业应用模块，基于图纸和测量数据进行精确的数字模型建立
这两项功能的支持，实现了将现实资产的更新有效的与数字工程模型融合在一起。

4.1 对ContextCapture的数据进行处理

ContextCapture获取了实景数据，然后进行运算获得实景模型，而要把这个实景模型，变成可以被独立管理的数字资产，则需要利用基于MicroStation的应用模块，使其“单元化”“数据化”。
对于实景建模系统来讲，我们得到的数据除了现场照片，还有各种不同的数据类型，例如，通过激光扫描得到的点云数据，GIS测量数据等。为了实现资产的有效管理，首先就需要对这些数据进行处理和整合，使其变成有用的数据。而基于MicroStaiton的Descartes就是这样的作用，它可以整合不同类型的数据，并可以进行数据梳理，这包括ContextCapture生成的实景模型，点云PointCloud数据，BIM数字模型，以及地理信息GIS数据等。资料源及分析处理，通过Retouch技术来修复实景模型，并提供更详细的地理咨询。换句话说，Descartes使模型更加符合基础设施行业后续的需求。
4.2 多专业的应用模块
MicroStaiton作为工程内容的创建平台，在此基础上有不同的应用模块。设计人员、施工人员及业主都可以利用这些应用模块建立、确认、交付、更新数字工程模型。在这个过程中，也可以与ContextCapture的实景模型进行融合。

MicroStation平台上的应用模块

下面简单介绍基于MicroStation平台的主要应用模块的功能。
• OpenPlant系列
OpenPlant由一系列的功能模块组成，包含了基于等级驱动的管道、设备、支吊架、已经相应的数据管理和图纸输出功能模块。可以满足整个生命周期的应用
• AECOsim Building Designer建筑系列
包括了建筑、结构、建筑设备和建筑电气功能模块
• Electrical
包括变电站设计及工厂行业中复杂的桥架设计
• Structural
结构详图设计及应用
• PowerCivil
道路桥梁及场地设计管理。

5. 数据处理与应用

5.1 实景数据的获取

我们可以通过无人机，现场拍摄、点云等方式获取现场数据，然后在ContextCapture里对勘测数据进行运算，形成实景模型。

获取现场数据

设备铭牌信息

在实景模型获取完毕后，需要在Descartes中对这些数据进行处理和融合，然后再进入MicroStation中进行更加详细的应用。

5.2 实景模型处理及应用

在MicroStation中导入ContextCapture实景模型与数字模型融合
如果我们要基于实景模型进行运维管理的话，就需要将实景模型单元化，数据化。

在MicroStation中，通过定义对象范围进行单元化

添加对象信息

将对象范围与实景模型融合

实景模型被识别成数据模型

当实景模型被单元化，数据化后，就变成了一个数字资产。可以进行后续的资产运维管理。

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算平台，用过STAAD.