论文题目：基于BIM的公共建筑室内路径寻优方法
摘要：路径规划技术作为实现空间服务和路径引导的基础,目前已经飞速发展并广泛应用于室外环境,对人们的日常生活和应急响应具有积极、重要的影响。近年来,随着我国城市化建设的推进,国内高层建筑的覆盖率逐年增多,大型公共建筑的城市覆盖率也在逐渐提升,高体量、高精度的公共建筑内部空间加剧了人们的寻路负担,越来越频繁的室内活动也导致了人们对室内路径引导服务有了越来越高的需求,因此,将路径规划技术应用于复杂的室内环境已经成为了当下位置服务领域的研究重点。然而,由于三维的建筑内部空间与二维的室外平面环境有维度层面的差异,导致室内路径规划研究的发展较为缓慢,目前的技术仅能实现建筑内两点之间最短路径的生成,这样的结果或许能满足简单建筑内的基础规划需求,但针对一些结构精密、环境复杂的大型公共建筑,最短路径往往未必是最优路径。在公共建筑内部空间中,往往存在多种跨楼层通行方式,例如楼梯、扶梯和直梯,不同的通行方式不仅在距离、时耗等方面存在差异,对人体的反馈感受也有所不同,因此,对路径优先级的判断依据应该基于使用者的实际需求,而非简单依靠路径距离的长短。综上所述,针对室内路径规划技术目前存在的问题,结合路径寻优的判断逻辑,本文以公共建筑为研究对象,提出一种基于BIM（Building Information Modeling,建筑信息模型）的公共建筑室内路径寻优方法,具体研究内容如下:（1）分类化定义节点的路网模型构建方法。本文以BIM技术为基础,建立参数化模型作为规划平台,根据对IFC工业标准及实体继承关系的研究,结合构件信息提取方法,提出了建筑空间内七类路网节点的提取方法,并为节点添加水平方向与垂直方向的空间拓扑关系,构建室内多层空间路网模型,为后续路径寻优规划的研究提供了平台支持。（2）基于需求的最优路径生成方法。通过调研分析,将距离、时耗、舒适性三方面因素列为路径优先性的影响因素,在此基础上提出了路径寻优的评价方法。分析比较传统的路径规划算法,结合公共建筑的空间环境特点,对启发式A*算法进行优化改进,实现了算法的跨楼层应用。再将寻路算法与寻优评价逻辑相结合,提出路径不同属性的计算方法,实现基于使用者需求的路径生成,保证了室内路径规划真正意义的最优性。（3）移动端的室内路径寻优系统设计。以Web GL三维展示技术为基础,通过数据格式转换、Delaunay三角化处理、数据轻量化处理等操作及针对移动Web端的模型数据渲染等方面的研究,最终设计出了应用于移动端的室内路径寻优系统,该系统基于B/S架构并采用HTML5标准设计,不仅能进行基于模型的平移、缩放、剖切、分解等交互操作,还实现了路网提取、路径寻优规划、路径漫游等功能的Web端可视化展示及应用,满足了当下人们对公共建筑内部空间的路径规划需求。
关键词：建筑信息模型（BIM）;路网模型;路径寻优规划;公共建筑;三维可视化
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 路网构建研究现状
1.2.2 路径规划研究现状
1.2.3 现状分析
1.3 研究内容与创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 论文创新点与技术路线
1.4 论文章节安排
1.5 本章小结
第2章 理论分析
2.1 室内路网模型概述
2.2 室内路径寻优概述
2.3 公共建筑室内路径规划的难点
2.4 室内路径规划研究平台——BIM
2.4.1 BIM概述及其特性
2.4.2 BIM的应用优势
2.5 本章小结
第3章 基于BIM的室内路网模型构建方法研究
3.1 参数化BIM模型的构建
3.2 室内构件信息的提取
3.2.1 IFC标准及实体的继承关系
3.2.2 模型构件信息的提取流程
3.3 分类化定义节点的路网构建方法
3.3.1 路网节点的选取
3.3.2 路网模型的构建
3.4 本章小结
第4章 基于BIM的室内路径寻优方法研究
4.1 路径寻优的评价方法
4.2 路径规划算法的分析比较
4.2.1 Dijkstra算法
4.2.2 A*算法
4.3 路径生成
4.3.1 路径算法跨楼层的实现
4.3.2 不同通行方式下的路径计算方法
4.3.3 室内最优路径生成实验
4.4 本章小结
第5章 基于WebGL的室内路径寻优系统研究
5.1 WebGL技术原理及其应用优势
5.2 数据处理及模型渲染
5.2.1 数据格式转换
5.2.2 几何模型三角化处理
5.2.3 数据轻量化处理
5.2.4 数据渲染
5.3 基于WebGL的室内路径寻优系统设计
5.3.1 系统设计架构
5.3.2 系统交互设计
5.3.3 系统功能实现
5.4 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
致谢