MR＋BIM 信息化建筑工程应用

混合现实（MR）相比于虚拟现实（VR）和增强现实（AR）具有灵活性、交互性、实时性等优势，因此MR逐步成为各行业实现智能化、信息化的重要方式，MR+BIM的应用能推动铁路行业的信息化建设，将成为新的研究方向。

混合现实（MR），指现实世界和虚拟世界相融合的可视化环境，通过计算机处理，将所需虚拟数字信息叠加在现实环境中，实现真实世界和虚拟世界的“无缝”结合。

通过空间定位技术、全息投影技术、人机交互技术、传感技术，MR为用户提供了“实中有虚”的半沉浸式环境体验，使用户不仅能感知真实环境中实际对象，还能获取该对象在虚拟环境中的数字信息，并对虚拟数字信息进行实时的交互，极大增强了信息获取能力。

如今，BIM极大提高了铁路行业设计、施工、管理人员的工作效率，而MR将BIM中的数字信息实时的叠加在用户的现实世界中，并允许用户与BIM模型数据进行交互，成为BIM可视化的全新实现手段。

MR技术优势

不同于VR提供的沉浸式虚拟环境，MR提供则是现实物理世界和虚拟数字世界融合的新可视化环境，让用户在触摸感受到真实世界的物体的同时还能接收到该物体在虚拟环境中的数字信息。

VR & AR & MR

AR和MR在虚拟数字信息呈现方式相似，但MR不仅将虚拟数字信息叠加在现实世界之上，虚拟数字信息还能与用户进行实时的交互反馈，极大增强体验真实感。

MR是VR和AR的优点集成，在实时性、交互性、灵活性上有明显优势。

2015年，微软发布了MR设备Hololens，我们借助Hololens对MR + BIM进行探讨。

协同化模型设计

在铁路建设中，常规设计流程通过计算机图纸来实现，BIM的应用使设计工作效率大幅度提升，信息通过统一三维模型传递，各专业设计师基于同一个模型数据库，基本达到协同设计效果。

虽然BIM提供了三维数据模型，但其显示手段仍停留在二维显示屏技术。

Hololens的工程应用为项目信息的呈现提供三维显示平台，使不同专业人员能在不同地点处于同一虚拟空间，对模型进行协同设计。设计人员通过Hololens能看到全息三维投影模型，还能与所呈现三维数据模型进行交互，实现在线修改、删除、添加等操作，其他专业也能实时的接收到修改信息并做出相应修改。在Hololens支持下，BIM设计实现了模型的三维呈现，交流的实时传递。

Hololens全息三维协同设计

Hololens一方面实现了虚拟模型与现实世界的交互，另一方面使信息呈现变成了全息三维投影，更加直观。

甲方与施工方借助Hololens平台实时加入项目的设计流程，甲方在线对模型设计效果进行实时的评估评价，施工方对项目的施工难疑点实时同设计人员交流，项目所有参与方利用平台能及时且直观的表达各方的意图与需求。

信息化现场施工

对于AR技术来说，仅是将虚拟信息简单的叠加在真实环境中，不能实现虚拟信息与人之间的交互，并不适用于复杂多变的施工环境，对于MR设备Hololens，既能在真实环境中呈现虚拟数字信息，还能实现人与虚拟信息的交互。

在施工现场，佩戴Hololens的技术人员相当于分散的小型移动BIM 数据库，可随时随地调用数据库中的虚拟信息同实际现场进行对比校验，同时，还能根据情况，对虚拟信息进行修改、删除、更新，并且同步在服务器中的BIM云数据库。

工作人员利用Hololens进行钢筋绑扎指导

Hololens不仅是数据信息的显示接收端，还是数据的反馈采集端。信息化施工的核心目标是建立关于项目的所有重要信息的存储库，Hololens+BIM为信息化施工提供了强有力的工具，满足了信息化施工对数据库建立、数据采集、数据更新等要求。

高效化运营运维

在项目运营维护阶段，BIM使数据信息直观展现，但大量虚拟数据无法与现实交互，数据展现出的问题也不够直观明确，BIM在运营管理深层的应用受到制约，MR则可为运营维护在BIM模型数据和真实世界交互提供一个实时通道。

在实际的维修过程中，管道维修人员利用Hololens调用BIM云数据库中的数据，查看相关隐蔽工程信息，并可将该信息模型按 1∶1 的比例放置在实体空间中，让维修人员更加直观感受隐蔽管道真实的相对空间位置，方便制定合理的维修方式；维修人员还能通过蓝牙实时呈现传感器采集的设备运行状态数据，实时跟踪设备运行状态，极大扩展维修人员数据获取能力。

维修人员对电梯设备运行信息查看

MR的可视化使虚拟数据呈现方式更直观，MR的协同工作方式为设计工作提供了全新高效的设计方式，其计算能力为工程现场提供了强有力的生产工具。BIM为MR设备在铁路工程建设领域的应用奠定了基础，MR设备为深层次挖掘BIM应用潜力提供了高效实现平台，BIM+MR结合应用将为建筑工程行业带来无限的可能，推动工程建设领域迈向信息化、智慧化。

参考文献：

初毅，等. 基于MR + BIM 技术的信息化建筑工程应用探讨.

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