CN103853867A - 水电工程全信息三维数字化模型及其建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电工程全信息三维数字化模型(MBD)，将水电工程的非几何工程信息以三维标注和/或属性参数的方式集成于只表达工程几何信息的三维数字化模型中，实现三维数字模型作为工程参数的唯一数据源；本发明还公开了所述水电工程全信息三维数字化模型(MBD)的建模方法。本发明所述水电工程全信息三维数字化模型(MBD)及其建模方法解决了三维数字模型不能表达非几何工程信息的困境，使三维数字模型成为包含几何工程信息和非几何工程信息的全信息数字模型。由此三维数字模型成为唯一数据源，避免由设计需求不断变化及三维CAD软件转化功能限制造成的二维及三维数据脱节。

Description

水电工程全信息三维数字化模型及其建模方法

技术领域

本发明属于工程设计技术领域，具体涉及一种水电工程全信息三维数字化模型(MBD)及其建模方法。

背景技术

随着三维设计在工程设计领域的广泛应用，各种现代设计方法层出不穷，新技术的引入大大提高了工程设计的质量和效率。为了避免由设计需求不断变化及三维CAD软件转化功能限制造成的二维及三维数据脱节，必须确保三维数字模型作为唯一数据源，而三维数字模型作为唯一数据源的前提是三维数字模型能够全面表达工程设计的相关信息。工程设计过程是对一个对大量地质信息、工程结构信息等工程设计相关信息进行信息收集、信息处理和信息表达的过程，这些信息既包括可以在三维模型中直接表达的几何信息，也包括大量无法在三维模型中直接表达的非几何信息，如各种结构名称、尺寸信息、高程桩号信息、地质信息、钢筋信息、施工支护信息等，如何与三维模型表达同时表达非几何信息是关系能否全面表达工程设计信息的关键问题；另一方面，由于工程设计是一个不断调整的过程，三维模型也需要不断的进行更新，在研究全面表达工程设计信息问题时，必须关注三维模型升级过程中非几何信息的升级同步问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种能同时表达工程几何信息及非几何信息的水电工程全信息三维数字化模型(MBD)及其建模方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种水电工程全信息三维数字化模型(MBD)，将水电工程的非几何工程信息以三维标注和/或属性参数的方式集成于只表达工程几何信息的三维数字化模型中，实现三维数字模型作为工程参数的唯一数据源。

进一步地，所述非几何工程信息包括设计几何形状信息、辅助几何信息和尺寸、辅助性施工工艺表达信息。

进一步地，所述非几何工程信息包括高尺寸、高程桩号、地质属性、钢筋布置图、三维模型不展示的轮廓线、辅助轴线、中心线、参考线、高程标尺、指北针、锚杆、锚索、排水孔、灌浆孔、灌浆帷幕、结构名称。

本发明还所公开了所述水电工程全信息三维数字化模型(MBD)的建模方法，包括以下步骤：

步骤1．工程结构的几何建模：工程结构的几何建模主要是将工程结构中的几何工程信息表达出来；

步骤2．非几何工程信息的整理：根据工程设计的需要，整理需要表达的非几何工程信息；

步骤3．确定非几何工程信息表达方案：根据非几何工程设计信息的特点，选择非几何工程信息表达方案；

步骤4．建立辅助几何元素：根据非几何工程信息表达方案，建立辅助几何元素；

步骤5．添加非几何工程信息：利用三维注释和设计参数在三维数字模型上添加非几何工程信息。

与现有技术相比，本发明所述水电工程全信息三维数字化模型(MBD)及其建模方法解决了三维数字模型不能表达非几何工程信息的困境，使三维数字模型成为包含几何工程信息和非几何工程信息的全信息数字模型。由此三维数字模型成为唯一数据源，避免由设计需求不断变化及三维CAD软件转化功能限制造成的二维及三维数据脱节。非几何工程信息增强三维数据的可读性，直观准确的数据表达，为后期的校核审查带来极大方便。三维标注好的视图，可直接生成二维图、减少三维到二维工程图的转换时间，缩短设计周期，降低设计成本。所述水电工程全信息三维数字化模型(MBD)可融入知识工程、过程模拟、设计标准等，将抽象分散的知识集中化。

附图说明

图1是本发明水电工程全信息三维数字化模型(MBD)的组成图；

图2是本发明水电工程全信息三维数字化模型(MBD)实施例中需布钢筋的工程结构三维模型；

图3是本发明水电工程全信息三维数字化模型(MBD)实施例中的钢筋布置图；

图4是本发明水电工程全信息三维数字化模型(MBD)实施例中建立的工程结构剖面视图；

图5是本发明水电工程全信息三维数字化模型(MBD)实施例中剖切面建立钢筋布置草图；

图6是本发明水电工程全信息三维数字化模型(MBD)实施例中三维视图钢筋标注；

图7是本发明水电工程全信息三维数字化模型(MBD)实施例中的二维工程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1，本实施例中的水电工程全信息三维数字化模型(MBD)是将工程的非几何工程信息以三维标注和属性参数的方式集成于只表达工程几何信息的三维数字化模型中，从而实现三维数字模型作为工程参数的唯一数据源的方法。

本实施例以如图2所示的工程结构配筋为例对本发明所述MBD做详细说明，本实施例中，需要按照工程规范在如图2的工程结构中布置钢筋，由于钢筋和工程结构的尺寸差距几个数量级，三维直观表达钢筋的效果不佳，同时钢筋的数量过多，采用三维表达将带来过大数据存储和缓慢的显示速度、极低的显示精度，因此钢筋布置在三维数字模型中是作为非几何工程信息的辅助几何信息进行表达。

本实施例中的MBD的建模，具体包括如下步骤：

步骤1．工程结构的几何建模：工程结构的几何建模主要是将工程结构中的几何工程信息表达出来，图2所示为需要布置钢筋的工程结构；

步骤2．非几何工程信息的整理：根据工程设计的需要，整理需要表达的非几何工程信息，本实施例中的非几何信息即所述钢筋；

步骤3．确定非几何工程信息表达方案：根据非几何工程设计信息的特点，选择非几何工程信息表达方案；如图3所示钢筋布置需要表达钢筋的型号、布置的位置和间距等信息，为了在三维数字模型中直观的表达这些信息，三维标注是最佳的表达方案；

步骤4．建立辅助几何元素：根据非几何工程信息表达方案，建立辅助几何元素。

钢筋布置的三维标注需要首先建立工程结构剖面视图，如图4所示，其次在剖切面建立钢筋布置草图，并建立典型位置的钢筋示意图，如图5所示；

步骤5．添加非几何工程信息：如图6所示，利用三维注释功能在三维数字模型中添加钢筋布置的相关信息。

完成的三维数字模型是一个全信息的工程模型，工程出图可可以基于它获得全部信息，，如图7所示。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种水电工程全信息三维数字化模型，其特征在于：将工程的非几何工程信息以三维标注和/或属性参数的方式集成于三维数字化模型中，实现三维数字模型作为工程参数的唯一数据源。

2.根据权利要求1所述的水电工程全信息三维数字化模型，其特征在于：所述非几何工程信息包括设计几何形状信息、辅助几何信息和尺寸、辅助性施工工艺表达信息。

3.根据权利要求2所述的水电工程全信息三维数字化模型，其特征在于：所述非几何工程信息包括高尺寸、高程桩号、地质属性、钢筋布置图、三维模型不展示的轮廓线、辅助轴线、中心线、参考线、高程标尺、指北针、锚杆、锚索、排水孔、灌浆孔、灌浆帷幕、结构名称。

4.一种权利要求1至3任一项权利要求所述的水电工程全信息三维数字化模型的建模方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1．工程结构的几何建模：工程结构的几何建模是将工程结构中的几何工程信息表达出来；

步骤2．非几何工程信息的整理：根据工程设计的需要，整理需要表达的非几何工程信息；

步骤3．确定非几何工程信息表达方案：根据非几何工程设计信息的特点，选择非几何工程信息表达方案；

步骤4．建立辅助几何元素：根据非几何工程信息表达方案，建立辅助几何元素；

步骤5．添加非几何工程信息：利用三维注释和设计参数在三维数字模型上添加非几何工程信息。

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