三維視覺化之設施維護管理模式｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	王宇翔 Yu-Hsiang Wang
論文名稱：	三維視覺化之設施維護管理模式 A 3-dimensional Visualized Approach for Maintenance and Management of Facilities
指導教授：	陳鴻銘 Hung-Ming Chen
口試委員:	楊亦東 I-Tung Yang 謝佑明 Yo-Ming Hsieh
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工程學院 - 營建工程系 Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	98
中文關鍵詞：	視覺化、設施維護管理、3D模型
外文關鍵詞：	Facility
相關次數：	點閱：270 下載：14
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近年來設施的維護管理工作日益受到重視，保存檢測記錄與量測設施反應作為維護管理之依據成為趨勢，已有部分營建專案將其納入整體規劃，成為設計、施工及維護管理的一系列流程。目前被採用的資訊化設施維護管理模式主要分為兩種，其一是將維護管理相關資訊採用文字及表格方式呈現，有些系統並輔以2D平面圖介面供點選查看，這種方式的資訊呈現雖是動態的，但對於使用者來說有不夠直觀的問題；其二是以3D模型呈現設施的系統，這種系統雖能夠讓使用者直觀地查看，但目前卻都只有提供設施屬性資訊的靜態瀏覽。除此之外，目前的設施維護管理系統都是針對一特定專案或設施建築進行設計。
為了解決上述問題，本研究提出一個3D視覺化的設施維護管理模式，並實作原型系統驗證其可行性。此模式採用3D的模型呈現出設施的樣貌，並能讓使用者依據關切的主題，切換不同尺度或是改變視點檢視，再以點選模型的方式查詢出資訊。本研究針對設施維護管理的相關資訊，研擬提出適當的視覺化呈現模式，如使用顏色來表示溫度、數字表示人員數量等，讓使用者能依據不同的需求直覺地操作及查詢並觀看及理解資訊。在資訊方面，則是整合使用資料庫、監測技術及維護相關方法理論，有效地儲存並處理有關設施不同面向的資訊，以輔助維護管理相關之決策。另在系統的擴充性上，則是使用物件模組化技術，針對土木建物設施研擬提出含維護相關屬性之建模模組，可供組成各種不同設施，使本系統不至過於針對單一設施，且可以重複利用。

The maintenance and management of facilities is an emerging issue. Decisions on maintenance-related works usually are made based on various types of accumulated historical data, such as design drawings, inspection records, sensing data, etc. However, various maintenance-related data mostly are stored as hardcopy in a distributed manner. Recently, some systems were developed in research or industry for storing and maintaining such maintenance-related data electronically using database. However, the data accessing mode of these systems is based on text input on web form, which is the traditional database access way. This sometimes is not intuitive enough for interpreting retrieved information for decision making. In addition, most systems are only developed for one type of data, and for a specific facility. This limited the completeness and extensibility of these systems.
This research proposes a 3-dimensional visualized approach for maintenance and management of facilities. A prototype system which can apply the proposed method to different facilities is developed for concept proofing. A 3-dimentional facility model is provided in the system as the interface for accessing various maintenance-related data intuitively. In addition, the presentations of various maintenance-related data are visualized on the model as possible to provide user an intuitive understanding about the states of the facility in many aspects. Behind the 3-dimensional visualized interface is a database which systematically integrates and stores various maintenance-related data together. The data of this database should be constantly accumulated via input from users and sensors in appropriate and suitable formats, and can be analyzed and handled by available methods, such as reliability and knowledge management, to provide processed information for aiding decision making in maintenance.

論文摘要	I
ABSTRACT	II
誌謝	III
圖目錄	VIII
表目錄	XII
第一章 緒論	1
1.1研究動機	1
1.2研究目的	3
1.3研究範圍	4
1.4研究方法	5
1.5論文架構	6
第二章 研究背景	7
2.1文獻回顧	7
2.2系統開發技術	10
2.2.1物件導向	10
2.2.1.1封裝(Encapsulation)	10
2.2.1.2繼承(Inheritance)	10
2.2.1.3多型(Polymorphism)	11
2.2.2電腦繪圖	11
2.2.2.1當前轉換矩陣(Current Transformation Matrix, CTM)	11
2.2.2.2觀點轉換(Viewing Transformations)	12
2.2.2.3投射矩陣(Projection Matrix)	12
2.2.2.4修飾(Render)	13
2.2.3關聯式資料庫	14
2.2.3.1 ER model	15
2.2.3.2正規化	15
2.2.3.3 SQL	16
2.3系統開發工具	16
2.3.1 VB.NET程式語言	16
2.3.2 Tao OpenGL	17
第三章 系統功能需求分析與規劃	18
3.1資料種類	18
3.2資料數位化格式	22
3.3資料來源	23
3.4資料庫概念設計	24
3.5資料的查詢模式	26
3.5.1 3D模型介面	26
3.5.2 3D模型操作	26
3.5.3文字查詢	27
3.6資料的呈現方式	27
3.6.1基本資訊及維修檢測記錄表	28
3.6.2工程圖說	29
3.6.3文件	29
3.6.4即時監測資訊	29
3.6.5報表統計資訊	30
3.6.6分析處理的資訊	30
3.7資料尺度的處理	31
3.8設施管理三維模型之建構模式	32
3.9資料的分析與處理	34
第四章 系統架構與功能探討	37
4.1前言	37
4.2資料庫資料綱要	38
4.3主系統類別架構	40
4.3.1 Database Class(資料庫類別)	40
4.3.2 VisualizedInterface Class(視覺化界面類別)	41
4.3.2.1 Main Class	42
4.3.2.2 Maintenance Class	44
4.3.2.3 Event Class	45
4.3.2.4 Document Class	47
4.3.2.5 Statistic Class	48
4.3.2.6 Scale Class	50
4.3.2.7 Search Class	51
4.3.2.8 Listener and Handler	53
4.3.3 Model Class(設施模型建構類別)	53
4.3.3.1 Select Class(點選設施模型類別)	54
4.3.3.2 Texture Class(設施模型的材質貼圖類別)	56
4.3.3.3 Operation Class(設施模型的操作類別)	57
4.3.3.4 Object Class(設施模型的物件化類別)	58
4.3.3.5 OpenModelFile Class(開啟設施模型檔案類別)	59
4.3.3.6 Render Class(繪製3D設施模型類別)	60
4.3.4 Monitor Class(即時監控類別)	60
4.3.5 Analysis Class(資料分析與處理類別)	62
第五章 系統使用範例	64
5.1前言	64
5.2開啟設施模型	64
5.3加入新的設施模型元件	65
5.4輸入新的設施維護管理資料	66
5.5設施模型的操作	67
5.6設施模型的點選	67
5.7模型尺度的切換	68
5.8檢閱各項設施維護管理資料	69
5.9觀看即時監控資訊	70
5.10觀看設施維護管理資料的分析與處理	71
第六章 結論與未來展望	72
6.1結論	72
6.2未來展望	74
參考文獻	76
附錄	80
附錄A資料庫綱要(Database Schema)	80
附錄A.1 Catalog Table	80
附錄A.2 Document Table	80
附錄A.3 Event Table	81
附錄A.4 Facility Table	81
附錄A.5 Maintenance Table	82
附錄A.6 Object Table	82
附錄A.7 ObjectDocument Table	83
附錄A.8 ObjectFacility Table	83
附錄A.9 ObjectRegion Table	84
附錄A.10 ObjectSensor Table	85
附錄A.11 Region Table	85
附錄A.12 Sensor Table	86
附錄B系統成員列表	86
附錄B.1 Database	86
附錄B.2 Main	87
附錄B.3 Maintenance	88
附錄B.4 Event	89
附錄B.5 Document	90
附錄B.6 Statistic	90
附錄B.7 Scale	91
附錄B.8 Search	91
附錄B.9 Select	92
附錄B.10 Texture	93
附錄B.11 Operation	93
附錄B.12 Object	94
附錄B.13 OpeModelFile	95
附錄B.14 Render	96
附錄B.15 Monitor	97
附錄B.16 Analysis	97
作者簡介	98

                                

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