CN110688713B - 一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，其特征在于，包括：模型线功能模块，用于创建路径的模型线，以及对所创建的模型线进行更改、合并和分组；放样功能模块，用于将创建完成的模型线生成放样模型，以及对所生成的放样模型进行更改；辅助功能模块，用于在三维模型中设置金具、支架、空间标注以及对族进行合并分解，与现有技术相比，本发明具有方便项目维护、易于管理和提高设计效率等优点。

Description

一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统

技术领域

本发明涉及变电工程电气设备三维设计，尤其是涉及一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统。

背景技术

BIM技术在国外建筑施工领域受到广泛关注，已成为设计、施工承包方必须具备的基础能力之一，已成为项目信息化移交的必备要求。BIM技术能够集成工程项目各类信息(规划设计、施工、后期运维管理、各设备信息等)进行建模，它具有三维仿真、模拟测试、信息集成、共享协作等功能，可有效应用于建设项目全寿命周期的项目规划、协同设计、碰撞检查、性能分析、施工模拟、成本和进度控制等方面，能够有效控制设计变更，减少返工浪费和工期损失，以及完整留存建筑物设备材料管线信息，对提高项目精细化管理水平以及增强后期物业管理维护的针对性等，都具有重要意义。

近些年来，BIM技术已经在一些重要的电力工程项目中成功应用，在我国的的应用也日趋成熟，目前已经成功在很多重要的大型电力工程项目中应用，包括2010年上海世博会的国家电网企业馆项目、国家电网公司上海容灾中心项目、天津永定河220kV变电站设计项目等，均取得了良好的经济效益和社会效益。将BIM技术应用与变电工程电气设备的三维设计中，将大大提高设计的效率和便捷性，变电工程电气设备在三维建模设计的过程中经常涉及到各电气设备的线路连接，因此若要实现BIM技术在变电工程电气设备三维设计方面的可行性和实施性，需要解决电气设备的线路创建问题，实现自动化布置，增快三维设计，提高设计效率。

但是目前最常用的三维建模软件Revit的优势在建筑领域，在变电工程电气设备连接中具有一定局限性。当面对大量电气设备连接的时候，存在没有合适的构件类型支持、建模效率低和无法批量生成等诸多问题。

因此需要研究专门面向电气设备连接并适合其特点的BIM建模解决方案，确定创建设备连接的连接方案，并确保该连接方案便于设计人员快速设计，提升三维数字设计质量，从而帮助设计人员提高工作效率、缩短设计建模时间、提升建模的便捷性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电气设备三维设计的线路连接系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，包括：

模型线功能模块，用于创建路径的模型线，以及对所创建的模型线进行更改、合并和分组；

放样功能模块，用于将创建完成的模型线生成放样模型，以及对所生成的放样模型进行更改；

辅助功能模块，用于提供对三维模型设计过程中的辅助功能，辅助功能模块对细节的设计和优化提供方便的平台。

进一步地，所述的模型线功能模块包括：

二维路径子模块，用于提供二维平面的绘图视图，根据设定的路径属性的值生成路径；

三维路径子模块，用于提供三维绘图视图和精确捕捉点功能，根据选点和设定的路径属性的值生成路径，提供三维视图下对路径的进一步绘制和修改；

2.5维路径子模块，用于提供一个锁定平面的绘图视图和精确捕捉点功能，根据选点和设定的路径属性的值生成路径，提供不同锁定平面的视图，不局限于一个二维平面视图，满足设计者的需求；

软导体子模块，用于提供弧形路径生成功能，根据选点和设定的路径属性的值生成对应弧形路径，生成不同形状的路径，使生成路径更多样化和符合实际；

路径编辑子模块，用于提供对已存在路径的修改功能，方便对模型线的修改。

进一步地，所述的放样功能模块包括：

生成放样子模块，用于提供模型线的放样模型生成功能，根据设定的模型参数在选定的模型线上创建模型；

更新放样子模块，用于提供对已存在模型的修改功能，包括模型参数更改和路径更改。

进一步地，所述的辅助功能模块包括：

放置金具子模块，用于提供电缆放置金具功能，根据选定的模型实体以及设定的选点和方式，在电缆上设置金具；

支架管理子模块，用于根据设定的参数，进行创建支架、生成支架、更新支架或放置支架操作；

族合并子模块，用于提供大型设备中多个小单元设备的族合并和族分解功能；

三维标注子模块：用于提供三维空间标注功能，方便在三维空间标注的实现。

进一步地，所述的路径属性包括线型样式和构件类型，所述的线型样式包括线型、线宽和颜色，所述的构件类型包括导体、预制式导体和电力电缆，各构件类型下还对应设有一定的参数，增强所生成构件的实际应用性。

进一步地，所述的锁定平面根据设定的锁轴设置，所述的锁轴包括X轴、Y轴和Z轴；

当锁轴为X轴时，锁定平面在水平面；当锁轴为Y轴时，锁定平面在东西垂直面；当锁轴为Z轴时，锁定平面在南北垂直面。

进一步地，所述的修改功能包括自由偏移、单侧提拉、双侧提拉、单个圆角、整体圆角和合并路径。

进一步地，所述的模型参数包括构件属性、构件轮廓和构件参数，所述的构件属性中的构件类别包括导体、预制式导体和电力电缆，所述的构件轮廓中的外形轮廓包括圆形、矩形和双拼矩形，所述的构件参数根据所设定的构件类别加载对应的规格参数。

进一步地，金具放置功能下，放置金具子模块根据设定的选点实现单个放置和批量放置，当放置金具为伸缩节时，放置金具子模块自动选定选点后进行单独或批量放置，加快设计速度，提高设计效率。

进一步地，所述的三维标注包括水平标注、垂直标注和线性标注，所述的水平标注对两点间的平面距离进行标注，所述的垂直标注对两点间的垂直距离进行标注，所述的线性标注对两点间的距离进行标注。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)后期项目维护方便：采用“模型线+放样”的方式创建电缆连接技术，先通过创立模型线，再进行放样生成三维模型，模型线可以灵活修改和编辑，利于后期项目维护，配合软件开发进行放样工作；

2)三维模型易于管理：放样完成后的实体作为一个整体存在，符合数字化交付标准，提高了三维模型质量，并且易于管理；

3)提高设计效率：提供配合绘制模型线以及生成放样模型的工具，并且具有很多自动生成和批量生成功能，如批量圆角、伸缩节放置等，大大提高了三维设计的效率，并且符合设计人员的习惯。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为使用过程中设计的流程示意图；

图3为模型线功能模块的参数设定界面示意，其中，图(3a)为二维路径下线型样式参数设定界面，图(3b)为三维路径下线型样式参数设定界面，图(3c)为2.5维路径下线型样式参数设定界面，图(3d)为路径编辑下的编辑选项界面，图(3e)为模型线构件类型参数设定界面；

图4为模型参数编辑设定界面示意图；

图5为金具放置参数编辑设定界面示意图；

图6为三维标注选项界面示意图；

图7为三维标注示意图；

图8为伸缩节示意图；

图9为模型线示意图；

图10为生成放样实体的示意图。

其中，1、模型线功能模块，2、放样功能模块，3、辅助功能模块，11、二维路径子模块，12、三维路径子模块，13、2.5维路径子模块，14、软导体子模块，15、路径编辑子模块，21、生成放样子模块，22、更新放样子模块，31、放置金具子模块，32、支架管理子模块，33、族合并子模块，34、三维标注子模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，本发明提供一种电气设备三维设计的线路连接系统，用于实现BIM技术在电气设备线路创建的技术可行性与可实施性，本系统包括模型线功能模块1、放样功能模块2和辅助功能模块3。

一、模型线功能模块

考虑设计人员的习惯，以及实际项目中可能存在的情况，该模块又包括二维路径子模块11、三维路径子模块12、2.5维路径子模块13、软导体子模块14和编辑路径子模块15。

(1)二维路径子模块11：提供二维平面的绘图视图，根据设定的路径属性生成路径，使设计者可以在平面中绘制设备连接的平面路由；

(2)三维路径子模块12，提供三维绘图视图和精确捕捉点功能，根据选点和设定的路径属性生成路径，使设计者可以再三维选点中进行路径的绘制，精确捕捉点包括端点和中点，解决了用户在操作时精确定义的难题；

(3)2.5维路径子模块13，提供一个锁定平面的绘图视图和精确捕捉点功能，根据选点和设定的路径属性生成路径，使设计者在绘制过程拜托工作平面的局限，可以锁定某个平面进行操作；

锁定平面根据设定的锁轴设置，锁轴包括X轴、Y轴和Z轴；当锁轴为X轴时，锁定平面在水平面；当锁轴为Y轴时，锁定平面在东西垂直面；当锁轴为Z轴时，锁定平面在南北垂直面，东西垂直面和南北垂直面由界面视图中的东南显示确定。精确点捕捉中包括对交点、端点、中点、中心、最近点和象限点等精确点的捕捉。

(4)软导体子模块14，提供弧形路径生成功能，根据选点和设定的路径属性生成对应弧形路径；

(5)路径编辑子模块15，提供对已存在路径的修改功能，包括自由偏移、单侧提拉、双侧提拉、单个圆角、整体圆角和合并路径；

自由偏移：对选定的一段路径进行偏移，并在偏移后补齐端点连接路径；

单侧提拉：根据设定的偏移高度和偏移角度以及打断点和提拉侧，整体提拉一侧路径；

双侧提拉：根据设定的偏移高度和偏移角度以及两个打断点，提拉两个打断点中间部分的路径；

单个圆角：根据设定的圆角半径和选定的两根相邻路径，在两根相邻路径之间生成圆角，让路径变的更加圆滑；

整体圆角：根据设定的圆角半径和选定的整根路径，在整根路径折角处生成圆角，实现批量圆角；

合并路径：将选定的第一路径和第二路径合并为一个路径，并将该新路径命名为第一路径的名称。

其中，各路径的路径属性包括线型样式和构件类型，线型样式包括线型、线宽和颜色，构件类型包括导体、预制式导体和电力电缆。

二、放样功能模块

生成放样模型功能包括生成放样模型以及更新放样模型，因此该模块包括生成放样子模块21和更新放样子模块22。

(1)生成放样模型21：提供模型线的放样模型生成功能，根据设定的模型参数在选定的模型线上创建模型，使设计者可以在创建过程中定义模型的外形轮廓、名称规则以及相对应的参数。

(2)更新放样模型22：提供对已存在模型的修改功能，包括模型参数更改和路径更改，使设计者可以对已经完成的模型进行参数修改，同时配合路径的修改及时调整修改模型。

其中，模型参数包括构件属性、构件轮廓和构件参数，构件属性中的构件类别包括导体、预制式导体和电力电缆，构件轮廓中的外形轮廓包括圆形、矩形和双拼矩形，构件参数根据所设定的构件类别加载对应的规格参数。

三、辅助功能模块

辅助功能模块提供相应的辅助功能，方便设计的过程，包括放置金具子模块31、支架管理子模块32、族合并子模块33和三维标注子模块34。

(1)放置金具子模块31，提供电缆放置金具功能，根据选定的模型实体以及设定的选点和方式，在电缆上设置金具，使设计者可以按照路径点选或者批量放置金具，同时该子模块对部分特殊点，如伸缩节，自动进行单独或批量放置；

(2)支架管理子模块32，根据设定的参数，进行创建支架、生成支架、更新支架和放置支架操作，服务电缆创建后的放置支架，用于创建较为简单的单线支吊架，包括创建绘制视图、单线绘制、生成实体支架、更新支架和放置支架的功能；

(3)族合并子模块33，某些大型设备是由多个更小单元的设备进行拼合而成的，该子模块提供了大型设备中多个小单元设备的族合并和族分解功能；

(4)三维标注子模块34：原生标注功能较为局限，在空间内进行标注较为困难，该子模块提供三维空间标注功能，包括水平标注、垂直标注和线性标注，水平标注对两点间的平面距离进行标注，垂直标注对两点间的垂直距离进行标注，线性标注对两点间的距离进行标注。

本实施例中，使用该系统设计时，操作流程如图2所示，首先利用模型线功能模块1创建路径，再利用放样功能模块2由路径生成放样，最后利用辅助功能模块3完成插入金具、放置支架、族合并分解和三维标注，最终完成电气设备连接线的设计过程。

设计过程中的具体流程包括：

101)选择两个需要连接设备的点位；

102)进入平面视图，使用路径绘制功能在平面视图中绘制两个点位之间的平面路由；

103)进入三维视图，在三维中使用路径编辑功能，对已经完成的路径进行高度、圆角、提拉等修改操作，使两个路径与两个点位相接；

104)使用放样功能对已经完成的路径进行放样，生成符合要求的路径实体；

105)对一些必要的路径放入金具，例如伸缩节；

106)绘制路径所需要的支架，并批量放置支架；

107)使用一些辅助功能进行标注模型和合并路径。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，其特征在于，包括：

模型线功能模块(1)，用于创建路径的模型线，以及对所创建的模型线进行更改、合并和分组；

放样功能模块(2)，用于将创建完成的模型线生成放样模型，以及对所生成的放样模型进行更改；

辅助功能模块(3)，用于提供对三维模型设计过程中的辅助功能；

所述的模型线功能模块(1)包括：

二维路径子模块(11)，用于提供二维平面的绘图视图，根据设定的路径属性生成路径；

三维路径子模块(12)，用于提供三维绘图视图和精确捕捉点功能，根据选点和设定的路径属性生成路径；

2.5维路径子模块(13)，用于提供一个锁定平面的绘图视图和精确捕捉点功能，根据选点和设定的路径属性生成路径；

软导体子模块(14)，用于提供弧形路径生成功能，根据选点和设定的路径属性生成对应弧形路径；

路径编辑子模块(15)，用于提供对已存在路径的修改功能；

所述的放样功能模块(2)包括：

生成放样子模块(21)，用于提供模型线的放样模型生成功能，根据设定的模型参数在选定的模型线上创建模型；

更新放样子模块(22)，用于提供对已存在模型的修改功能，包括模型参数更改和路径更改；

所述的辅助功能模块(3)包括：

放置金具子模块(31)，用于提供电缆放置金具功能，根据选定的模型实体以及设定的选点和方式，在电缆上设置金具；

支架管理子模块(32)，用于根据设定的参数，进行创建支架、生成支架、更新支架或放置支架操作；

族合并子模块(33)，用于提供大型设备中多个小单元设备的族合并和族分解功能；

三维标注子模块(34)：用于提供三维空间标注功能。

2.根据权利要求1所述的一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，其特征在于，所述的路径属性包括线型样式和构件类型，所述的线型样式包括线型、线宽和颜色，所述的构件类型包括导体、预制式导体和电力电缆。

3.根据权利要求1所述的一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，其特征在于，所述的锁定平面根据设定的锁轴设置，所述的锁轴包括X轴、Y轴和Z轴；

当锁轴为X轴时，锁定平面在水平面；当锁轴为Y轴时，锁定平面在东西垂直面；当锁轴为Z轴时，锁定平面在南北垂直面。

4.根据权利要求1所述的一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，其特征在于，所述的修改功能包括自由偏移、单侧提拉、双侧提拉、单个圆角、整体圆角和合并路径。

5.根据权利要求1所述的一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，其特征在于，所述的模型参数包括构件属性、构件轮廓和构件参数，所述的构件属性中的构件类别包括导体、预制式导体和电力电缆，所述的构件轮廓中的外形轮廓包括圆形、矩形和双拼矩形，所述的构件参数根据所设定的构件类别加载对应的规格参数。

6.根据权利要求1所述的一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，其特征在于，放置金具子模块(31)根据选定的选点实现单个放置和批量放置，当放置金具为伸缩节时，放置金具子模块(31)自动选定选点后进行单独或批量放置。

7.根据权利要求1所述的一种变电工程电气设备三维设计的线路连接系统，其特征在于，所述的三维标注包括水平标注、垂直标注和线性标注，所述的水平标注对两点间的平面距离进行标注，所述的垂直标注对两点间的垂直距离进行标注，所述的线性标注对两点间的距离进行标注。