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北京建工运用BIM技术助力世界最强天眼FAST

2017-12-25 23:31| 查看: 669| 评论: 0|来自: 北京建工公关宣传部

         2016年7月3日,随着最后一块反射面单元准确安装到指定位置上,世界最大单口径球面望远镜(英文简称FAST)主体工程完工。还记得《三体》里雷达峰山顶用来寻找地外高智慧文明的红岸基地吗?在现实中,FAST虽然并不能发射信号给宇宙中或许存在的高等智慧生物,但它能够以超强的灵敏度将人类搜寻外星文明能力提升到前所未有的高度。

          历经将近17年筹备,5年半施工,FAST这口金属“大锅”从科学家的大脑到贵州平塘的山坳,已经渊默如海地孕育了20多年。今年9月,修满出山,巨鼎开锅,铺天盖地的宇宙电磁波就要“涮”起来了!那么这个被国内外媒体称为改变中国科技创新的“天眼”FAST到底有多牛?


          世界最大

          FAST建于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县,拥有30个标准足球场大的接收面积,天线口径达500米,为世界之最。
          射电望远镜最重要的指标参数是灵敏度。灵敏度越高,望远镜探测微弱无线电的能力越强。而要想提高灵敏度,就需要扩大射电望远镜的口径。FAST拥有500米口径是个什么概念?理论上说,FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号,这个距离接近于宇宙的边缘。

          在FAST建成以前,世上已存的最大射电望远镜有两个:一个是号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜,一个是被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米望远镜。
          FAST建成后,其灵敏度将比德国波恩100米望远镜提高约10倍,与美国阿雷西博300米望远镜相比,其综合性能提高约2.25倍。预计在未来20至30年时间里,FAST将一直坐稳世界球面射电望远镜的头把交椅。

          灵活自如

          美国阿雷西博望远镜架设在波多黎各的青山翠谷中已经五十余载,可谓路人皆知。跟它相比,中国的FAST除了“大”还有什么,难道只是一口口径大了200米的锅?

          不,岂止于大。同样是在大圆坑边竖起圈梁,挂下支撑索网,再在索网上铺设几千块反射面板,形成一个半球面。然而,阿雷西博的球面不能动,但FAST却可以做到。
          FAST的整个反射球面由大约4600个三角形面板构成,这些反射面板安装在索网状支承结构上,每一个索网上的节点均有一条下拉索与固定在地面上的促动装置连接,整个索网共计有2225个主索节点及相同数量的下拉索。

          在FAST进行观测时,这一套精妙的促动系统就像从地面生出的2000多只大手,拉动支撑索网,也就拉动了反射板,让500米直径的球面各处,都可以局部变形为300米直径的抛面。 
          于是FAST动起来了,眼观六路,视角不小。形象地比喻就是让一个300米的碗,滚在一口500米的锅里。此即所谓“主动反射面”技术,世所未见,是FAST最重要的自主创新之一。 

北京建工助力FAST成就世界第一

          FAST索网结构的一些关键指标远高于国内外相关领域的规范要求,例如,主索索段控制精度须达到1毫米以内,主索节点的位置精度须达到5毫米等等。而在FAST“运动”过程中起重要连接作用的,正是索网节点。为满足高精度要求,就需要采用BIM技术对索网节点进行优化设计。
          北京建工旗下的科技创新龙头——北京市建筑工程研究院有限责任公司承担了这一科研项目。

          建研院利用BIM技术参数化设计理念,将FAST索网节点的形态、尺寸、位置进行快速且有规律的调节,使FAST的每一个索网节点的样式都达到最合理、最优化的程度。

          另外,建研院配合北京市建筑设计院及国家天文台,利用BIM技术强大的数据集成和管理能力,采用三维建模软件进行超精细化建模,确保FAST模型的各个部分与设计保持高度一致。基于BIM技术搭建了施工全过程信息管理平台,打通了项目建设的“任督二脉”,让BIM信息能够在工程的各个专业之间顺畅传递。

          值得一提的是,在2014年由国际基础设施峰会举办的“全球Be创新奖”评选中,建研院凭借FAST项目一举斩获其中Advancing Dimensions in Infrastructure大奖和结构工程领域创新奖,成功加冕“双料王”。其中的Advancing Dimensions in Infrastructure大奖更是自2004年“全球Be创新奖”创办以来中国首次获奖。

            “全球Be创新奖”堪称BIM界的奥斯卡奖,它向全世界展示了众多基础设施项目在设计、施工和运营中的杰出成就和卓越创新,是唯一一项基础设施领域在全球范围内展开的、类别广泛的活动。北京建工凭借在BIM技术应用及咨询服务方面的领跑实力获此殊荣,值得点赞!

原标题:当世界最强天眼FAST遇上北京建工BIM技术……

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