（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065
2.长安大学，西安，710064
3. 开封市通达公路勘察设计有限公司，开封，475003）
摘 要：随着设计手段的智慧型与信息化，桥梁设计与建设中数据爆炸性增长与大数据管理是新时代对桥梁设计提出的新需求。针对桥梁设计与建设的新需求，本文基于3DE系统，对项目大数据的三维协同设计管理方面展开深入研究。最终提出了基于3DE平台的三维协同设计管理的具体流程及分析方法，指出三维协同设计的核心问题是土木建筑全寿命周期中的协同与信息一致性维护、并发控制、大数据传输。重点解决了协同设计管理中的参考、变更和多大型版本管理的问题，实现了关联管理，为公司大型桥梁三维设计的应用奠定了基础。
关键词：桥梁工程；三维设计；协同设计；设计管理；3DE平台
1 引言
BIM 是建筑信息模型(Building Information Modeling)的简称，是土木建筑从基于点线面的二维表达向基于对象的三维形体与属性信息表达的转变。协同设计方式下，分布在不同地点的产品设计人员通过网络采用计算机辅助工具协同地进行产品设计活动[1]。协同设计可以实现实时交流，比传统设计方法更直观、更有效。
2 三维协同设计管理技术
为了实现快速、顺畅、无误的交流，协同实时设计系统(real-time collaborative design system, RCDS)通常包含以下关键技术：一致性维护，并发控制，大数据量传输等[2]。一致性可表述为协同实时设计系统 中共享物体在各个协同者面前呈现状态的一致程度。在分布式系统中，网络延时会导致不一致的产生。并发控制技术的目的是解决多用户对共享物体并发操作时产生的冲突[3]。土木建筑行业想要达到协同设计的目标，首要问题是要解决数据同源的问题。土木建筑行业牵涉面广，牵涉方多，变更频繁，以上问题直接导致了各上下游专业数据变更的链式反应。因此需要彻底解决这一问题就需解决数据的统一性问题。协同实时设计系统数据通常非常复杂，对于大数据量传输存在网络带宽不足的问题。现在主要采用模型简化和三维数据流传输等技术减少三维模型文件的传输时间。
3基于3DE平台的三维协同设计管理
3.1 3DE平台架构
3DE平台所有数据以库/数据库形式保存在服务器中，并有相应的权限/版本信息。
3.2 3DE平台数据安全管理
3DE平台上所有的数据都存储在协同空间中。协同空间是组成安全环境定义的重要组成部分。当用户被加入到协同空间中的同时，用户就已经获得了读取的权限。当用户在协同空间中创建数据，用户自动获得数据在协同空间中的对应权限，随着数据成熟度不断变化，数据的权限也不断变化。协同空间按照保密等级分为4种：私有的，受保护的，公共的，标准的，见图1。
图1 3DE平台数据安全管理
3DE平台中不同的用户角色可以接触/创建/管理的数据类型是不同的。
1、Reader角色定义
访问设计和评估的数据。访问系统中的数据最少需要有Reader的角色；可以创建收藏和文件夹等对象；可以访问“公开”的数据，不需要经过特别的授权；可以访问所属协同空间中的“工作中”和“冻结”状态的数据。?
2、?Contributor角色定义
评估设计，但不能更改设计。可以创建类似于ＤＭＵ审阅、干涉检查、结构分析、运动机构分析、可制造性仿真等对象；管理所属协同空间中的所有审查和仿真的数据。
3、Author角色定义
创建设计。管理如装配模型、零件模型、图纸、零件、文档、ＰＰＲ资源和运动机构定义等对象；管理所属协同空间中被分配的所有设计数据；可以删除自己的“工作中”状态的数据，可以复制数据；可以在将自己的数据在“工作中”状态和“冻结”状态之间转换。?
4、Leader角色定义
管理设计资源。可以删除“工作中”状态的数据；导入导出3DXML数据，重复使用远程数据；发布和废弃设计数据或转移“冻结”状态设计数据的所有权。同步产品结构到EBOM或同步EBOM到产品结构。
5、Owner角色定义
允许在所属的协同空间中对“已发布”的数据执行特殊的干预。管理所属协同空间中的角色和人员；因为不属于应用角色组，所以不能创建新数据和修改“工作中”的数据。?
6、Administrator角色定义
管理和调整服务器参数。管理系统服务器。创建用户，创建协同空间，将用户分配到协同空间。创建组织。配置服务器应用环境。?
3.3 3DE平台数据可用性
数据的成熟度有5个状态。1、私有PRIVATE状态由用户创建，并拥有。?2、工作中IN_WORK状态IN_WORK数据是完全可以修改的。?3、冻结FROZEN状态FROZEN数据可以部分修改。4、发布RELEASED状态RELEASED数据不能被修改，除了Owner可以受限地进行局部属性更新。?5、废弃OBSOLETE状态OBSOLETE数据不能被修改。具体如图2所示。
图2 数据的成熟度示意图
4结论
本文针对桥梁工程三维协同设计管理中存在的具体困难，提出了基于3DE平台的三维协同设计管理的具体流程及分析; 核心问题是土木建筑全寿命周期中的协同与信息一致性维护、并发控制、大数据传输等;基于3DE平台对土木建筑全寿命周期中的协同与信息的管理提出了平台架构、数据安全管理、数据可用性定义和数据/角色/协同性的应用方法。以上重点解决了协同设计管理中的参考、变更和多大型版本管理的问题，实现了关联管理。三维协同设计管理适应性强，可以有效推动三维设计工作的建设。
参考文献：
[1]吕振远, 田凌, 王巧玉. 实时协同设计技术及其支持系统[J]. 高技术通讯, 2005, 15(8).
[2]张雪平, 殷国富, 汪永超等. 实时协同设计并发控制机制研究[J]. 中国机械工程, 2005, 16(17).
[3]张军波, 魏生民, 李磊等. 协同设计中的模型同步机制研究[J]. 机械科学与技术, 2004(3):361-364.
论文作者:冯洋1,郝雪丽2,冯明硕3
论文发表刊物:《科技新时代》2019年7期
论文发表时间:2019/9/9
标签：数据论文; 状态论文; 角色论文; 空间论文; 平台论文; 设计管理论文; 定义论文; 《科技新时代》2019年7期论文;