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现实捕捉技术助力大型市政规划重新构思

Scanning with Focus Panocam

随着英国与世界其他地区一样,坚持不懈地与 COVID-19 病例进行抗争,针对“新常态”的规划也在继续。

比如,在伦敦金融城(大伦敦的 1.1 平方英里正式核心区),2021 年前三个月的办公空间规划申请量就已经达到去年同期的 80%。同时,伦敦主教门双子大厦项目如期在秋季开工,其巨大的空间可容纳大约 17,000 名员工。伦敦金融城一直希望转型成一个更多元化、更有活力的多功能城区,从长远来看,它计划到 2036 年再开发出一处 130 万平方英尺的购物场所。

实现如此远大的建设目标并非易事。对建筑物进行相应的准备工作,以便应对后疫情时期繁华的室内工作空间的激增,需要对机械、电气和管道 (MEP) 系统进行大量投资。其中包括诸如主教门大厦之类的新项目,还有老旧建筑的 HVAC 改造以及户外公共空间的重新设计。越来越多的 MEP 承包商将目光转向一系列现实捕捉技术,即各种软硬件解决方案。凭借这些技术,公司在为旷日持久的“新常态”做好准备的同时,能降低成本、提高工作流程的效率、加快项目的完工,以及,或许也最为紧迫的是,能在与 COVID-19 相关的种种健康与安全限制条件下开展工作。

通过对已完工的实物资产进行三维激光扫描,并将 BIM 数据转换成可供分享的虚拟数字化图纸,MEP 工程师就拥有了一个可使用的无与伦比的工具。近日,FARO Technologies UK Ltd 现场应用工程师 Kristopher Atkinson 详细阐述了随意使用这种工具的可能性以及现实捕捉技术日益扩大的影响力。

“近年来,现实捕捉技术在 MEP 领域内的采用率显著增加;统一处理密集混乱管道与设备的规模之大,仍令我叹为观止,所有这些都在朝着正确记录或测量的方向发展,与数字化施工保持一致,”Atkinson 解释说,“利用激光扫描与现实捕获等技术,轻触一个按钮便可立即对这些环境进行密集绘制。”

经营之道不变

而且,绘制也比以前更加安全。由于三维激光扫描仪每秒可以完成数百万次测量,因此,现在甚至可以捕捉曾经视为无法进入的区域。相比之下,对实物资产进行人工测量则是一项耗时、乏味、容易出错的艰巨工作,需要至少双倍的人力才能完成测量任务。

对 MEP 专业人员而言,现实捕捉技术简直就是一个奇迹,让业务人员持续开展业务的同时尽可能地少受到干扰。尽管很多项目团队成员因封锁和限制而无法进入某个现场,但他们可以借助激光扫描持续实现远程项目管理和监控。不仅如此,无其他人员在场还提供了一个独一无二的机会,即人员减少让建筑变得更容易进入,同时最大程度地减少了对运作中业务的干扰。

由于不受干扰,单人团队在采取 COVID 防范措施后,就可以在特定的日期和时间绘制已完工的环境。之后,生成的数据可以通过现在的云数据共享平台,与设计团队的其他人员共享。设计团队访问这类平台,便可查看某一具体时间发生的动态、进行中的项目与子项目以及是否有任何问题需要解决。据 Atkinson 称,其中一些软件解决方案提供了一种虚拟现实 (VR) 头戴设备,即便这种 VR 设备的操作人员距离实际项目有数千英里之遥,也能够以第一人称视角查看实际现场。

结论:现实捕捉可以为实际环境提供最接近真实的完工展示,效果比以往任何模型的都要好。而且,这项技术可以作为利用新工作流程与过程中点云数据的一个起点,而这些点云数据可以为 MEP 工程师以及他们的客户及分包商增值并提供更多的服务。

Focus Panocam 在冷机房的应用

吸取教训,展望未来

可以肯定的是,大伦敦在遭受一场生物灾害后,不得不对人工建造的实体空间及配套基础设施进行改造,这不是第一次了。1854 年,Soho 区 Broad Street(现为 Broadwick Street)一场毁灭性的霍乱爆发夺去了 600 多人的生命,直到约翰·斯诺医生正确确定了这种肠道感染的根源——一块在社区水井中洗涤的婴儿尿布。他的发现促成了新的健康与安全措施的实施,确保了伦敦人的饮水安全。

随着英国和全世界都希望摆脱当前的全球疫情,新建筑方法、新通风方法、隔断员工及其工作的新方法以及获取和设计机械、电气和管道系统的新方法,全都亟待解决。目前,很多完工数据都将使用由人工操作的三维激光扫描设备来捕捉。

然而,未来会如何?未来,冠状病毒的威胁挥之不去,仍将促使人们至少采取一些远程作业与远程数据采集的措施。Kristopher Atkinson 深刻感受到,在不远的将来,通过企业使用实物资产在数字模型中的实时监控及传感器数据,以及应用几乎“全程自动化”的自主及半自主型机器人,环境将万事俱备,推动技术进一步向着数字孪生的概念发展。

“随着围绕数字孪生的讨论及我们目前收集的数据数量不断增加,我依然看到基本的现实捕捉工作流程在项目管理中发挥着重要作用,但是,我还可以看到实现这些过程自动化以及利用云计算能力的趋势,”Atkinson 说。“就拿美国公司 Boston Dynamics 及其四足 SPOT 机器人来说。这种机器狗装备了现实捕捉扫描技术,能够在建筑工地四处巡查,不时停下来执行一次扫描。当施工团队早晨返回工地时,就可以绘制整个环境。在建筑工地上看到自动化机器人和我们一起工作,只是一个时间问题。”

而在这之前,在伦敦及全球其他一些大都市,还需要继续对其大型市政规划进行重新构思。

即便英国多变的天气会在即将到来的秋季变得糟糕,Bishopsgate 大街 8 号与 22 号大楼等建筑及其内部的 MEP 将证明,城市生活及城市工作的未来依旧一片光明。

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