مدل‌سازی، مسیریابی و شبیه سازی بصری فضاهای داخلی ساختمان با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدل‌سازی اطلاعات ساختمانی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رامسر، رامسر، مازندران، ایران

2 استادیار گروه عمران مؤسسة آموزش عالی رحمان رامسر، رامسر، مازندران، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر، صنعت معماری و مهندسی ساخت و ساز از بررسی و مطالعه دو بعدی به بررسی در حالت سه‌بعدی (مدل سازی اطلاعات ساختمان) در حال حرکت است تا امکان تجسم و اشتراک‌گذاری بهتر اطلاعات را فراهم کند. با توسعه این صنعت در ساختمان‌های بلند مرتبه مانند فروشگاه‌های بزرگ، هتل‌ها، بیمارستان‌ها و فرهنگ‌سراها نیاز به سیستم مسیریابی داخل ساختمان بیش از پیش احساس می‌شود. هدف اصلی این پروژه، ارائه و تولید مسیر اجرایی در فضاهای داخلی ساختمان با ادغام مدل اطلاعات ساختمان و سیستم اطلاعات جغرافیایی با دو روش مثلث‌بندی و مش بندی بهبودیافته و نمایش گرافیکی آنها است. لذا این پروژه به‌دنبال مطالعه و مسیریابی یک نمونه واقعی بوده و در حین اجرای آن به بررسی اثر پارامترهای مختلف بر عملکرد مدل توسعه یافته خواهیم پرداخت. یکی از این پارامترها، تغییر در ابعاد و ساختار مش‌ها با هدف بهبود عملکرد و افزایش دقت در مدل‌سازی انجام‌شده است. مسیرهای طراحی شده نیز شامل گزینه‌هایی برای انتخاب بین راه‌پله و آسانسور هستند. به این ترتیب، کاربران می‌توانند به‌سادگی بهترین مسیر را بر اساس شرایط و محدودیت‌ها برای رسیدن به مقصد خود شناسایی کنند. انتخاب مسیر مناسب با توجه به نیازهای مختلف کاربران، از جمله افرادی که دارای مشکلات حرکتی هستند، می‌تواند تجربه‌ای بهینه و راحت را فراهم آورد. همچنین در این پروژه، علاوه بر کاهش طول مسیر، بهینه‌سازی زمان نیز مورد بحث قرار گرفته است، زیرا در فرآیند مسیریابی، باید به دو پارامتر زمان و مسافت توجه کرد و بر اساس اولویت هر یک از آن‌ها تصمیم‌گیری کرد. مدل اطلاعات ساختمان شامل جزئیات دقیقی از بخش‌های مختلف ساختمان به صورت سه بعدی است. این مدل به معماران و مهندسان پروژه این امکان را می‌دهد که به درک کامل‌تر و جامع‌تری از ساختار و ویژگی‌های فنی ساختمان برسند. اما توانایی تحلیل شبکه مسیر را ندارد. سیستم اطلاعات جغرافیایی با تحلیل‌های مکانی، امکان بهینه‌سازی مسیرها را فراهم می‌آورند و به افزایش کارایی، دقت، ایمنی و دسترسی در محیط‌های پیچیده کمک می‌کند. ترکیب مدل اطلاعات ساختمان با سیستم اطلاعات جغرافیایی می‌تواند به مسیریابی داخلی کمک کند و شرایط را برای بهبود مدیریت فرآیند مسیریابی مهیا سازد. بدین‌منظور پروژه حاضر به بررسی ساختمان شش طبقه اداری در شهر رشت می‌پردازد. ابتدا پلان‌های دو بعدی با نرم‌افزار رویت آرکیتکچر که بر پایه مدل اطلاعات ساختمان است سه‌بعدی شده و پس از تلفیق داده‌ها، مسیرهای تولید شده نهایی در نرم‌افزار ArcGIS Pro به‌حالت گرافیکی نمایش داده خواهند شد. در نهایت خروجی نرم‌افزار برای سناریوهای مختلف مطالعه و بررسی خواهد شد. نتایج نشان‌می‌دهد که روش مش بندی بهبودیافته دارای دقت بالاتری است و پوشش بهتری از فضای کف ساختمان را در اختیار ما قرار می‌دهد و در مسیرهای بدون عارضه و شکست عملکرد بهتری نسبت به‌روش مثلث‌بندی دارد. در مقابل در مسیرهای پر شکست و قوس مانند و طولانی‌تر، روش مثلث‌بندی کارایی بهتری نسبت به‌روش مش بندی بهبودیافته دارد. در مجموع انتخاب یک روش به‌عنوان بهترین گزینه ممکن نیست، زیرا هر روش بسته به نوع محیط و موضوع مورد بحث، عملکرد متفاوتی دارد. به نظر می‌رسد که استفاده ترکیبی از روش‌ها می‌تواند راه‌حلی مؤثر باشد، زیرا در برخی موارد مزایای یک روش می‌تواند نقاط ضعف روش دیگر را جبران کند. در پایان، می‌توان بیان کرد که سامانه مسیریابی داخل ساختمان می‌تواند به کاهش مشکلات دسترسی و افزایش کارایی در استفاده از فضاهای عمومی کمک شایانی نماید. مسیریابی بهینه در شرایط بحرانی به کاهش ریسک و افزایش ایمنی و آرامش خاطر کاربران در محیط‌های پیچیده و وسیع کمک می‌کند. این امر به کاربران این امکان را می‌دهد که به‌سرعت و با حداقل خطر به نقاط خروج یا مکان‌های امن دسترسی یابند. علاوه بر این، این فرآیند به هوشمندتر شدن ساختمان‌ها و در نتیجه هوشمندتر شدن شهرها نیز کمک شایانی می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling, routing, and visual simulation of building interior spaces using BIM and GIS

نویسندگان [English]

  • Parisa Samiei 1
  • Sahar Alian 2
1 Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University, Ramsar Branch, Ramsar, Mazandaran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Rahman Ramsar Institute of Higher Education, Ramsar, Mazandaran, Iran Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University, Ramsar Branch, Mazandaran, Iran
چکیده [English]

In recent years, the architecture and construction engineering industry has been moving from 2D to 3D (Building Information Modeling) to enable better visualization and sharing of information. With the development of this industry in high-rise buildings such as department stores, hotels, hospitals, and cultural centers, the need for an indoor navigation system is increasingly felt. The main goal of this project is to present and produce an operational route in the interior spaces of the building by integrating the building information model and the geographic information system with two improved triangulations and meshing methods and their graphical display. Therefore, this project seeks to study and route a real example and during its implementation, we will examine the effect of various parameters on the performance of the developed model. One of these parameters is the change in the dimensions and structure of the meshes with the aim of improving performance and increasing accuracy in modeling. The designed routes also include options for choosing between stairs and elevators. In this way, users can easily identify the best route based on the conditions and constraints to reach their destination. Choosing the right route according to the different needs of users, including those with mobility problems, can provide an optimal and comfortable experience. Also, in this project, in addition to reducing the length of the route, time optimization is also discussed, because in the routing process, two parameters of time and distance must be considered and decisions made based on the priority of each of them. The building information model includes precise details of different parts of the building in three dimensions. This model allows architects and project engineers to achieve a more complete and comprehensive understanding of the structure and technical characteristics of the building. However, it does not have the ability to analyze the route network. Geographic information systems with spatial analyses enable route optimization and help increase efficiency, accuracy, safety, and accessibility in complex environments. Combining a building information model with a geographic information system can help with internal routing and provide conditions for improving the management of the routing process. For this purpose, the present project examines a six-story office building in Rasht. First, the two-dimensional plans are converted to three-dimensional using the Revit Architecture software, which is based on the building information model, and after data integration, the final generated routes will be displayed graphically in ArcGIS Pro software. Finally, the software output will be studied and examined for different scenarios. The results show that the improved meshing method has higher accuracy and provides better coverage of the building floor space, and performs better than the triangulation method on routes without complications and breaks. On the other hand, on routes with many breaks, arcs, and longer routes, the triangulation method performs better than the improved meshing method. In general, it is not possible to choose one method as the best option, because each method performs differently depending on the type of environment and the topic under discussion. It seems that the combined use of methods can be an effective solution, because in some cases the advantages of one method can compensate for the weaknesses of another. In conclusion, it can be stated that the indoor navigation system can help reduce access problems and increase efficiency in the use of public spaces. Optimal navigation in critical situations helps reduce risk and increase the safety and peace of mind of users in complex and large environments. This allows users to quickly and with minimal risk access to exit points or safe places. In addition, this process also helps to make buildings smarter and, as a result, cities smarter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Visualization
  • Improved meshing
  • Triangulation
  • Building information modeling
  • Geographic information system