CN110704904B - 一种多软件协同的变电站三维规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多软件协同的变电站三维规划方法,包括以下步骤:S1、创建体量模型和场地模型;S2、将体量模型和场地模型整合,生成规划要素模型;S3、识别规划要素模型中的规划要素,提取约束条件,形成电力规划模型;S4、将电力规划模型和场地模型整合,生成整合模型,进行干涉碰撞检测,确定动拆迁需求;S5、将整合模型引入三维测量软件和三维渲染软件,三维展示规划方案。与现有技术相比,本发明具有规划与设计连接、实用性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及变电站规划设计领域,尤其是涉及一种多软件协同的变电站三维规划方法。
背景技术
近年来建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)技术在国内外市政工程行业得到广泛关注和应用,目前变电站三维规划应用还比较薄弱,变电站的站址规划仍然以CAD二维制图为主,在规划过程中对于工程本体的建模和信息关注较少,向下一阶段的工程设计施工领域的延伸衔接也存在问题,导致目前规划阶段的三维信息化技术与后续设计施工运维没有合适的渠道实现全生命周期的闭环应用和信息共享,形成规划和设计在某种程度上的割裂。这种局面不利于工程项目的高效实施,也不适应目前工程信息化技术平台的发展趋势。
BIM技术是由三维CAD技术发展而来,但它的目标比CAD更为丰富。CAD是为了提高绘图效率,BIM则致力于改善工程项目全生命周期的信息整合。从技术上说,BIM不是像传统的CAD那样,将模型信息存储在相互独立的众多DWG文件中,而是用一个模型文件(可看作一个微型的数据库)来存储所有的模型信息,或者通过一定的网络构架实现模型数据的统一云存储和访问。因此,无论在模型中进行任何修改,所有相关方的信息都会实时动态更新,从而保持所有数据一致,根本上消除CAD图形修改时版本不一致的现象。更为关键的是传统CAD为主体软件的工作流程中,众多专业各自工作,工作流线交错复杂,信息传递也需要CAD图纸以外的大量文件备注,遗漏出错以及各类变更难以避免。这种流程下不仅工作量大,而且并不能保证信息的无失真的合理传递与保存。
输变电项目全面应用数字化三维技术,建立起统一的数字化设计平台,实现信息在全寿命周期的共享,最终向业主移交数字化变电站模型,这将是变电工程数字化三维设计的发展方向,但是,在现有变电工程数字化三维发展的过程中,三维信息化在变电站的选址规划方面的应用较少,其主要原因是以BIM技术为代表的工程信息化应用,侧重于设计及后续阶段的应用。在规划阶段仍以二维CAD图纸为主,这使得单一软件应用难以发挥信息综合的优势。
传统的规划工作流程中,规划阶段必然是规划为主导,同时其他各方参与度较弱,尤其是衔接项目下一阶段的设计团队,规划与设计弱连接,导致信息断层和不畅,使项目在后续阶段出现不确定性,导致方案反复微调,且通过二维CAD图纸进行变电站选址规划,对周围场地模型需要人工进行分析整理,以此来实现变电站与已有建筑的碰撞检查和动迁分析,传统变电站规划中,也不难以进行视觉分析和日照分析等操作,导致变电站建筑间距、建筑高度对周边光线影响、光污染等问题,引起的矛盾和法律纠纷。
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多软件协同的变电站三维规划方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种多软件协同的变电站三维规划方法,包括以下步骤:
S1、创建体量模型和场地模型;
S2、将体量模型和场地模型整合,生成规划要素模型;
S3、识别规划要素模型中的规划要素,提取约束条件,形成电力规划模型;
S4、将电力规划模型和场地模型整合,生成整合模型,进行干涉碰撞检查,确定动拆迁需求;
S5、将整合模型引入三维测量软件和三维渲染软件,三维展示规划方案。
进一步地,所述的场地模型通过CAD软件和GIS软件提供的基础地形数据创建,包括地形表面、现有建筑、高架路、隔离带、轨道交通、控制带和河道。
进一步地,所述的规划要素模型中包括一般规划要素和关键规划要素,所述的一般规划要素包括地形表面和现有建筑,所述的关键规划要素包括高架路、隔离带、轨道交通、控制带、河道和变电站场地围界,所述的关键规划要素在规划要素模型中通过体量空间高亮显示。
进一步地,所述的约束条件为关键规划要素。
进一步地,所述的步骤S4具体包括:
41)采用复制或链接方式将电力规划模型与现状地形模型汇总在一个模型文件中,生成整合模型;
42)使用BIM软件内置的碰撞检测功能,计算电力规划模型所需要用地和征地范围空间与已有建筑的空间位置关系;
43)根据步骤42)中的空间位置关系,判断已有建筑与电力规划模型是否发生碰撞,若是,则确定该已有建筑为需要动拆迁建筑,若否,则确定该已有建筑为保留建筑。
进一步地,所述的碰撞检测过程中,选用电力规划模型的地坪模块和/或围墙模块与已有建筑进行碰撞检测。
进一步地,所述的规划方案的三维展示在整合模型的多个位置设置视点,并设置天空和日照的位置,进行三维渲染生成视点图,所述的视点图用于分析人员衡量规划项目的景观影响。
进一步地,该三维规划方法还包括以下步骤:
S6、利用三维渲染软件对电力规划模型的合理性进行验证,输出结果。
进一步地,所述的合理性验证包括日照验证,所述的日照验证通过计算设定时间点的太阳位置,模拟各时间点电力规划模型和已有建筑的光照遮挡阴影面积,根据遮挡阴影面积计算电力规划模型与已有建筑的间距是否合理,并输出计算结果。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1)本发明首先将体量模型和场地模型整合生成规划要素模型,对其中的规划要素首先进行读取整理,并提取出关键规划要素,作为后期规划约束条件,提升规划的效率,同时该约束条件还可用于约束后续的工程设计,实现了规划与设计的相互联系,解决了传统规划与设计弱连接,信息断层和不畅的问题;
2)通过多软件协同的三维模型建立后,经过三维渲染形成较为逼真的变电站形象和周边环境,进行变电站建筑间距、建筑高度对周边光线影响、光污染等方面的模拟,并利用三维渲染软件模拟各时间点电力规划模型和已有建筑的光照遮挡阴影面积,根据遮挡阴影面积计算电力规划模型与已有建筑的间距是否合理,为规划优化提供依据,使规划方案更符合实际,实用性更高。
3)通过多软件协同在研究变电站规划选址方面的应用,将城市规划环境和微观尺度项目本体信息进行融合,利用本发明的三维规划方法得到的规划模型,具备衔接下一阶段BIM设计的能力,并使工程项目信息化协同理念有效覆盖电力项目的全生命周期。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图;
图2为实施例中规划要素模型的示意图;
图3为实施例中干涉碰撞检测的示意图;
图4为实施例中整合模型的三维模展示图。
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。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示,本发明提供一种多软件协同的变电站三维规划方法,包括以下步骤:
S1、创建体量模型和场地模型;
S2、将体量模型和场地模型整合,生成规划要素模型;
S3、识别规划要素模型中的规划要素,提取约束条件,形成电力规划模型;
S4、将电力规划模型和场地模型整合,生成整合模型,进行干涉碰撞检测,确定动拆迁需求;
S5、将整合模型引入三维测量软件和三维渲染软件,三维展示规划方案;
S6、利用三维渲染软件对电力规划模型的合理性进行验证,输出结果。
本实施例中,场地模型通过传统CAD软件和GIS软件提供的基础地形数据创建,包括地形表面、现有建筑、高架路、隔离带、轨道交通、控制带和河道,通过场地模型与体量模型的整合可以生成规划要素模型,对规划要素模型中的规划要素进行相应识别,并将所有规划要素分为一般规划要素和关键规划要素,一般规划要素为对变电站的选址规划影响不大,只是存在有限的约束能力的要素,包括地形表面和现有建筑等要素,关键规划要素是对变电站的选址规划影响较大,存在强大约束能力的要素,包括高架路、隔离带、轨道交通、控制带、河道和变电站场地围界,在要素规划模型中,关键规划要素通过体量空间高亮显示,由此可以突出关键规划要素。因此在建立电力规划模型时的约束条件为关键规划要素。
在完成电力规划模型后,由于没有约束条件没有考虑一般规划要素,因此会出现电力规划模型与已有建筑出现干涉碰撞的情况,因此需要将电力规划模型与场地模型再次进行整合,生成整合模型,利用整合模型对干涉碰撞情况进行检测,得出对已有建筑动拆迁的需求,确定拆迁影响范围,步骤S4具体包括:
41)采用复制或链接方式将电力规划模型与现状地形模型汇总在一个模型文件中,生成整合模型;
42)使用BIM软件内置的碰撞检测功能,计算电力规划模型所需要用地和征地范围空间与已有建筑的空间位置关系;
43)根据步骤42)中的空间位置关系,判断已有建筑与电力规划模型是否发生碰撞,若是,则确定该已有建筑为需要动拆迁建筑,若否,则确定该已有建筑为保留建筑。
在选择两两碰撞检测的模型时,应当缩小选择范围,有的放矢,以加快计算机的分析速度,在本实施例中,选用电力规划模型的地坪模块和/或围墙模块与已有建筑进行碰撞检测。
规划方案的三维展示通过视觉展示,使变电站本体与城市中重要建筑物和景点都具有合适的尺度以及适宜的位置,提供最佳的视点图,通过在整合模型的多个位置设置视点,并设置天空和日照的位置,进行三维渲染生成视点图,用于分析人员衡量规划项目的景观影响。
为了验证通过多软件协同建立的变电站三维规划方案的合理性,本实施例在生成电力规划模型后,还对其进行合理性验证,合理性验证主要包括日照验证,日照验证通过计算设定时间点的太阳位置,模拟各时间点电力规划模型和已有建筑的光照遮挡阴影面积,根据遮挡阴影面积计算电力规划模型与已有建筑的间距是否合理,并输出计算结果。通过进行变电站建筑间距、建筑高度对周边光线影响、光污染等方面的模拟,提前规避因日照问题引起的矛盾和法律纠纷。
实施例1
本实施例以500kV变电站选址规划为例,实施了本发明提供的方法,实施具体过程如下:
本实施例中主要采用Revit软件,以AutoCAD软件、GIS软件、Navisworks软件和Fuzor软件进行协同应用。利用AutoCAD软件和GIS软件提供的基础地形数据,建立基础环境模型,并引入到Revit软件中进行整合,形成规划要素模型。利用Revit进行电力规划模型创建,其中关键设施构件引入设计阶段模块并进行轻量简化,可以实现设计要素在规划阶段的充分体现,同时为后续设计开展提供了良好的信息化模型基础数据。将Revit软件的电力规划模型引入Navisworks软件进行三维测量分析,导入Fuzor软件进行三维渲染,提供不同视觉角度、空间感受等全面的影响因素分析,并在合理性方面验证规划方案。
本实施例的规划要素模型如图2所示,提取到的关键规划要素有高架道路及隔离带、轨道交通及控制带和变电站及退界。
本实施例的干涉碰撞检测三维图如图3所示,选择变电站模型的地坪模块和现有建筑进行碰撞检测,而不以变电站整体模型与现状地形模型进行分析。
将电力规划模型和场景模型整合后,对整合模型进行三维渲染,根据实际场景赋予模型相应的材质信息,进行美化后展示规划方案,通过漫游、动画等形式提供身临其境的视觉、空间感受,采用可视化的方式辅助科学决策,降低由于规划不周而可能造成的损失风险。整合模型的三维模展示如图4所示。
在整合模型的基础上,通过在不同位置设置视点,分析人员处于该位置时,所看到的内容,保证变电站本体与城市中重要建筑物和景点都具有合适的尺度以及适宜的位置,有利于分析规划项目对于景观的视觉影响,从而对变电站建筑造型、风格等做出规划上要求。视点设置需在模型的不同位置放置视点相机,调整视点相机的高度,通常可调整为人站立时眼睛的高度,或者驾车驶的眼睛高度,相机面向所需要考察的项目。视点图需设置好天空、日照等的位置,进行渲染出图,辅助规划设计衡量项目的景观影响。
多软件协同的三维模型建立后,可以经过三维渲染形成较为逼真的变电站形象和周边环境,从而进行变电站建筑间距、建筑高度对周边光线影响、光污染等方面的模拟,提前规避因日照问题引起的矛盾和法律纠纷。本实施例采用Fuzor软件计算出整点时间点的太阳位置,利用三维渲染软件模拟各时间点电力规划模型和已有建筑的光照遮挡阴影面积,根据遮挡阴影面积计算电力规划模型与已有建筑的间距是否合理,为规划优化提供依据。
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 (6)
1.一种多软件协同的变电站三维规划方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、创建体量模型和场地模型;
S2、将体量模型和场地模型整合,生成规划要素模型;
S3、识别规划要素模型中的规划要素,提取约束条件,形成电力规划模型;
S4、将电力规划模型和场地模型整合,生成整合模型,进行干涉碰撞检测,确定动拆迁需求;
41)采用复制或链接方式将电力规划模型与场地模型汇总在一个模型文件中,生成整合模型;
42)使用BIM软件内置的碰撞检测功能,计算电力规划模型所需要用地和征地范围空间与已有建筑的空间位置关系;
43)根据步骤42)中的空间位置关系,判断已有建筑与电力规划模型是否发生碰撞,若是,则确定该已有建筑为需要动拆迁建筑,若否,则确定该已有建筑为保留建筑
S5、将整合模型引入三维测量软件和三维渲染软件,三维展示规划方案;
所述的场地模型通过CAD软件和GIS软件提供的基础地形数据创建,包括地形表面、现有建筑、高架路、隔离带、轨道交通、控制带和河道;
所述的规划要素模型中包括一般规划要素和关键规划要素,所述的一般规划要素包括地形表面和现有建筑,所述的关键规划要素包括高架路、隔离带、轨道交通、控制带、河道和变电站场地围界,所述的关键规划要素在规划要素模型中通过体量空间高亮显示。
2.根据权利要求1所述的一种多软件协同的变电站三维规划方法,其特征在于,所述的约束条件为关键规划要素。
3.根据权利要求1所述的一种多软件协同的变电站三维规划方法,其特征在于,所述的干涉碰撞检测的过程中,选用电力规划模型的地坪模块和/或围墙模块与已有建筑进行碰撞检测。
4.根据权利要求1所述的一种多软件协同的变电站三维规划方法,其特征在于,所述的规划方案的三维展示在整合模型的多个位置设置视点,并设置天空和日照的位置,进行三维渲染生成视点图,所述的视点图用于分析人员衡量规划项目的景观影响。
5.根据权利要求1所述的一种多软件协同的变电站三维规划方法,其特征在于,该三维规划方法还包括以下步骤:
S6、利用三维渲染软件对电力规划模型的合理性进行验证,输出结果。
6.根据权利要求5所述的一种多软件协同的变电站三维规划方法,其特征在于,所述的合理性验证包括日照验证,所述的日照验证通过计算设定时间点的太阳位置,模拟各时间点电力规划模型和已有建筑的光照遮挡阴影面积,根据遮挡阴影面积计算电力规划模型与已有建筑的间距是否合理,并输出计算结果。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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