論文題目：基于BIM的公共建筑室內路徑尋優方法
摘要：路徑規劃技術作為實現空間服務和路徑引導的基礎,目前已經飛速發展并廣泛應用于室外環境,對人們的日常生活和應急響應具有積極、重要的影響。近年來,隨著我國城市化建設的推進,國內高層建筑的覆蓋率逐年增多,大型公共建筑的城市覆蓋率也在逐漸提升,高體量、高精度的公共建筑內部空間加劇了人們的尋路負擔,越來越頻繁的室內活動也導致了人們對室內路徑引導服務有了越來越高的需求,因此,將路徑規劃技術應用于復雜的室內環境已經成為了當下位置服務領域的研究重點。然而,由于三維的建筑內部空間與二維的室外平面環境有維度層面的差異,導致室內路徑規劃研究的發展較為緩慢,目前的技術僅能實現建筑內兩點之間最短路徑的生成,這樣的結果或許能滿足簡單建筑內的基礎規劃需求,但針對一些結構精密、環境復雜的大型公共建筑,最短路徑往往未必是最優路徑。在公共建筑內部空間中,往往存在多種跨樓層通行方式,例如樓梯、扶梯和直梯,不同的通行方式不僅在距離、時耗等方面存在差異,對人體的反饋感受也有所不同,因此,對路徑優先級的判斷依據應該基于使用者的實際需求,而非簡單依靠路徑距離的長短。綜上所述,針對室內路徑規劃技術目前存在的問題,結合路徑尋優的判斷邏輯,本文以公共建筑為研究對象,提出一種基于BIM（Building Information Modeling,建筑信息模型）的公共建筑室內路徑尋優方法,具體研究內容如下:（1）分類化定義節點的路網模型構建方法。本文以BIM技術為基礎,建立參數化模型作為規劃平臺,根據對IFC工業標準及實體繼承關系的研究,結合構件信息提取方法,提出了建筑空間內七類路網節點的提取方法,并為節點添加水平方向與垂直方向的空間拓撲關系,構建室內多層空間路網模型,為后續路徑尋優規劃的研究提供了平臺支持。（2）基于需求的最優路徑生成方法。通過調研分析,將距離、時耗、舒適性三方面因素列為路徑優先性的影響因素,在此基礎上提出了路徑尋優的評價方法。分析比較傳統的路徑規劃算法,結合公共建筑的空間環境特點,對啟發式A*算法進行優化改進,實現了算法的跨樓層應用。再將尋路算法與尋優評價邏輯相結合,提出路徑不同屬性的計算方法,實現基于使用者需求的路徑生成,保證了室內路徑規劃真正意義的最優性。（3）移動端的室內路徑尋優系統設計。以Web GL三維展示技術為基礎,通過數據格式轉換、Delaunay三角化處理、數據輕量化處理等操作及針對移動Web端的模型數據渲染等方面的研究,最終設計出了應用于移動端的室內路徑尋優系統,該系統基于B/S架構并采用HTML5標準設計,不僅能進行基于模型的平移、縮放、剖切、分解等交互操作,還實現了路網提取、路徑尋優規劃、路徑漫游等功能的Web端可視化展示及應用,滿足了當下人們對公共建筑內部空間的路徑規劃需求。
關鍵詞：建筑信息模型（BIM）;路網模型;路徑尋優規劃;公共建筑;三維可視化
學科專業：建筑與土木工程（專業學位）
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 路網構建研究現狀
1.2.2 路徑規劃研究現狀
1.2.3 現狀分析
1.3 研究內容與創新點
1.3.1 研究內容
1.3.2 論文創新點與技術路線
1.4 論文章節安排
1.5 本章小結
第2章 理論分析
2.1 室內路網模型概述
2.2 室內路徑尋優概述
2.3 公共建筑室內路徑規劃的難點
2.4 室內路徑規劃研究平臺——BIM
2.4.1 BIM概述及其特性
2.4.2 BIM的應用優勢
2.5 本章小結
第3章 基于BIM的室內路網模型構建方法研究
3.1 參數化BIM模型的構建
3.2 室內構件信息的提取
3.2.1 IFC標準及實體的繼承關系
3.2.2 模型構件信息的提取流程
3.3 分類化定義節點的路網構建方法
3.3.1 路網節點的選取
3.3.2 路網模型的構建
3.4 本章小結
第4章 基于BIM的室內路徑尋優方法研究
4.1 路徑尋優的評價方法
4.2 路徑規劃算法的分析比較
4.2.1 Dijkstra算法
4.2.2 A*算法
4.3 路徑生成
4.3.1 路徑算法跨樓層的實現
4.3.2 不同通行方式下的路徑計算方法
4.3.3 室內最優路徑生成實驗
4.4 本章小結
第5章 基于WebGL的室內路徑尋優系統研究
5.1 WebGL技術原理及其應用優勢
5.2 數據處理及模型渲染
5.2.1 數據格式轉換
5.2.2 幾何模型三角化處理
5.2.3 數據輕量化處理
5.2.4 數據渲染
5.3 基于WebGL的室內路徑尋優系統設計
5.3.1 系統設計架構
5.3.2 系統交互設計
5.3.3 系統功能實現
5.4 本章小結
總結與展望
總結
展望
參考文獻
致謝