CN110851956B - 一种建设工程管道施工定位信息自动化计算、标注及出图方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，公开了一种建设工程管道施工定位信息自动化计算、标注及出图方法，其歩骤主要包括选择需要进行标注的管道，提取出管道标高信息、长度及管径信息，生成管道标高标注，管道长度及管径标注，同时，通过正向标准化算法进行向量重组，并计算出管道距其最近的土建构件的距离，生成距离信息标注，由此三类标注进行管道施工定位，最终自动出图。本发明是在主流BIM软件Revit的可视化编程插件Dynamo上操作，利用计算机编程语句，实现了对建设工程管道施工定位信息自动化计算、标注及出图。本发明以标注的形式快速完成对所选管道的施工定位，节省了大量的人工标注时间，解决了现有的BIM技术指导施工过程中，效率低下费时费力的问题。

Description

一种建设工程管道施工定位信息自动化计算、标注及出图 方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工技术领域，特别是一种基于BIM技术，自动化提取相关数据进行管道模型定位信息计算，采用正向标准化算法对拟标注管道进行向量重组，对管道施工定位信息进行快速、批量标注及自动出图的方法。

背景技术

建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。

优化建筑信息模型的可出图性，在完成建筑信息模型的建立后，对模型中的主体构件进行信息标注，增添构件的几何尺寸信息以及空间位置信息。在补充完整各类信息后，出具各类专业图纸及深化图纸，使工程表达更加详细，便于施工人员施工。对建筑信息模型进行标注是BIM技术应用后期的一个主要工作。

建设工程管道施工定位信息是指施工人员进行管道安装施工时，所需要的管道标高和管径信息、管道长度信息以及管道与其最近的土建构件的距离信息。施工定位信息在完成管线综合排布及调整后才能确定，无法直接从原设计图纸中获取，并需要采用图纸作为信息载体交付给现场施工人员，这就需要在出具图纸之前，先完成对建设工程管道施工定位信息的提取、计算，然后进行标注并出具图纸。对于管道模型定位信息的标注，可以使用现有主流BIM软件Revit自带的标注方法进行标注，但仅能通过人工方式对单个构件进行标注，并需要采用人工方式确定标准信息在最终所出具的图纸中的具体布置，且采用人工方式进行标注时容易产生对拟标注管道的遗漏情况，因此，人工标注的方法会耗费大量的人力和时间，目前还没有对管道模型进行自动化快速、批量定位标注的软件插件，无法有效的解决建设工程管道施工定位完整、快速、准确的标注及出图。

发明内容

本发明的目的是提出一种建设工程管道施工定位信息自动化计算、标注及出图方法，批量快速生成机电管道的施工定位的标注信息，并完成出图，指导施工。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建设工程管道施工定位信息自动化计算、标注及出图方法，包括以下步骤：

步骤一：在Revit中对模型进行简化处理，并在Dynamo中选择要进行标注的管道图元；

步骤二：得到所选择管道的数据信息，包括几何形体、定位线、管径、定位线向量及其管道标高；

步骤三：将管道定位线向量正向标准化，原始的管道定位线向量混乱无序，不利于批量处理，因此基于管道定位线起点、终点的相对位置关系，对定位线向量进行正向标准化；

步骤四：得到生成标注线段的偏移向量，将正向标准化后的管道向量按逆时针旋转90度，得到偏移向量v1；

步骤五：构造管道长度标注线段，将管道定位线按偏移向量v1偏移合适的距离，并将偏移后的定位线两端的起点、终点分别按偏移向量v1延伸成线，三者综合，得到标注线段；

步骤六：放置管道长度，管径及管道标高标注信息，提取管道定位线长度信息，管径信息以及管道标高信息，通过TextNote.ByLocation节点，放置标注信息；

步骤七：筛选出与管道所在楼层对应的土建构件，在文档中链接的土建构件模型信息中进行筛选，选取出与管道所在楼层对应的土建构件图元，减少信息处理量，提升计算效率；

步骤八：筛选出土建构件定位线为直线段的土建构件，通过得到土建构件定位线形状，筛选出定位线形状为直线段的土建构件；

步骤九：筛选出与管道定位线平行延伸面相交的土建构件，提取步骤二中管道定位线，向偏移向量v1双向延伸成面，使之与步骤八中筛选后的土建构件形状进行相交处理，通过其交集的情况筛选出与管道定位线平行延伸面相交的土建构件；

步骤十：筛选出与管道定位线平行延伸面相交且距离最近的土建构件，在步骤九的基础上，分别得到管道定位线与筛选出的土建构件的距离，选择距离最近的土建构件；

步骤十一：筛选出距离最近的土建构件中与管道走向相同的土建构件，在步骤十的基础上，计算出管道定位线向量与土建构件定位线向量的相对夹角数值，进而判断出与管道走向相同的土建构件；

步骤十二：构建管道定位线与土建构件定位线之间的距离线段，经过上述步骤后，可进行标注的管道都有一个距离最近且平行的土建构件与之对应，在管道定位线与土建构件定位线之间，构建一条距离线段；

步骤十三：构造管道与土建构件的距离标注线段，将管道定位线与土建构件定位线之间的距离线段的起点及终点，分别偏移管道宽度的一半以及土建构件宽度的一半，构造出管道长度标注线段，其长度即为土建构件外侧距管道外侧之间的距离；

步骤十四：放置管道与距其最近的土建构件的距离标注信息，在步骤十三的基础上，提取其距离的数值信息，通过TextNote.ByLocation节点，放置标注信息；

步骤十五：在Revit中完成出图操作，在上述操作中，生成了管道标高标注、管道长度标注以及管道距与其最近的土建构件的距离标注，进一步的，可在Revit中完成出图操作，深化图纸信息，指导施工。

所述步骤中的模型为机电管道模型，土建构件模型为链接模型。

所述步骤中的操作对象适用于风管，管道以及电缆桥架。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是在主流BIM软件Revit的可视化编程插件Dynamo上操作，采用正向标准化算法对拟计算管道进行向量重组，提取相关信息进行计算，根据计算结果定位管道模型，并对机电管道进行快速、批量标注及自动出图的方法，大幅度提高了生成深化图纸的效率。本发明使用的管道定位线向量正向标准化的方法，可以有效解决因图纸标注信息的碰撞，所产生的信息缺失问题。现场施工人员，可直接依据深化图纸，快速、准确地定位机电管道位置，有效地提高了现场施工速度。

附图说明

图1是生成定位机电管道模型标注的总流程图；

图2是管道定位线向量正向标准化算法流程图；

图3是基于管道定位线平行延伸面筛选距离最近的土建构件流程图；

图4是生成管道与距其最近的土建构件的距离标注流程图。

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的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明技术方案，并不限于本发明。

实施过程中的模型是利用Autodesk公司发布的BIM建模平台Revit软件进行建造。

上述发明内容可以通过计算机编程语言实现，在Dynamo的环境下使用DesignScript语言进行编程，操作步骤如下(参见图1)：

步骤一：在Revit中对建筑信息模型进行简化处理，并在Dynamo中选择要进行标注的管道图元；

1.对建筑信息模型简化处理，保留与管道距离最近的土建构件模型，删除其余土建构件模型；

2.在Dynamo中选择进行标注的管道。

步骤二：得到所选择的管道数据信息

1.提取管道图元的定位线信息；

2.提取管道图元的定位线向量信息；

3.提取管道图元的定位线的长度信息；

4.提取管道图元的标高信息；

5.提取管道图元的管径信息。

步骤三：管道定位线向量正向标准化(参见图2)

1.提取步骤二中的管道定位线信息以及定位线向量信息；

2.得到管道图元的定位线的起点及终点坐标；

3.获得起点，终点坐标位置的X值，Y值；

4.判断起点Y值-终点Y值＝0，起点X值-终点X值>0是否同时成立，若是，表明该项定位线向量为负方向，取其反值正向化，若不是，进行下歩判断；

5.判断起点Y值-终点Y值＝0，起点X值-终点X值<0是否同时成立，若是，表明该项定位线向量为正，不做处理，若不是，进行下歩判断；

6.判断起点Y值-终点Y值<0是否成立，若是，表明该项定位线向量为正，不做处理，若不是，表明该项定位线向量为负方向，取其反值正向化；

7.上述的定位线向量按顺序不变进行合并，组成新的向量列表；

步骤四：得到生成标注线段的偏移向量

1.提取步骤三中向量正向标准化后的向量；

2.将向量逆时针旋转90度，得到偏移向量v1。

步骤五：构造管道长度标注线段

1.将步骤二中的管道定位线沿向量v1偏移，偏移距离为管道宽度/2+100mm；

2.提取偏移后的定位线的两端起点、终点；

3.将起点、终点分别按照偏移向量v1方向延伸成线，延伸距离为50mm；

4.将起点、终点分别按照偏移向量v1的反方向延伸成线，延伸距离为50mm；

5.综合三者，管道长度标注线段构造完成；

6.使用DetailCurve.ByCurve节点，生成Revit中的可视线图元。

步骤六：放置管道长度，管径及管道标高标注信息

1.提取步骤二中的管道长度，管径信息以及管道标高信息；

2.使用TextNote.ByLocation节点，放置标注信息。

步骤七：筛选出与管道所在楼层对应的土建构件

1.在文档中链接的模型信息中选择出土建构件模型信息；

2.将土建构件模型信息按土建构件所在楼层进行分组；

3.查看进行管道施工定位的管道楼层；

4.按管道楼层筛选出该楼层的所属土建构件。

步骤八：筛选出土建构件定位线为直线段的土建构件

1.提取步骤七中筛选后的土建构件图元；

2.得到土建构件图元的定位线信息；

3.删除定位线为弧形的土建构件图元，保留定位线为直线的土建构件图元；

4.得到土建构件图元的几何形体。

步骤九：筛选出与管道定位线平行延伸面相交的土建构件(参见图3)

1.提取步骤二中管道定位线；

2.将管道定位线按步骤四中的v1向量方向延伸50m(足够长的距离使得一定会与距其最近的土建构件产生交集)，延伸成面；

3.将管道定位线按步骤四中的v1向量的反方向延伸50m(足够长的距离使得一定会与距其最近的土建构件产生交集)，延伸成面；

4.将两个方向延伸的两个面合为一个面，即管道定位线平行延伸面；

5.将管道定位线平行延伸面与步骤八中的土建构件几何形体相交，得到其交集；

6.筛选出与管道定位线平行延伸面相交的土建构件。

步骤十：筛选出与管道定位线平行延伸面相交且距离最近的土建构件(参见图3)

1.提取与管道定位线平行延伸面相交的土建构件，一根管道可能有多面土建构件与之对应；

2.计算出管道与土建构件之间的距离；

3.选择出距离最小的值；

4.筛选出距离最小值所对应的土建构件图元。

步骤十一：筛选出距离最近的土建构件中与管道走向相同的土建构件

1.提取步骤二中的管道定位线向量信息；

2.提取步骤十中的土建构件图元信息；

3.得到土建构件图元的定位线信息，进而求出定位线向量；

4.求出土建构件定位线向量与管道图元定位线向量的夹角数值；

5.保留向量夹角数值为0以及180的土建构件图元。

步骤十二：构建管道定位线与土建构件定位线之间的距离线段(参见图4)

1.提取步骤九中土建构件与管道定位线平行延伸面相交的交集；

2.筛选出向量夹角数值为0以及180的土建构件图元与管道定位线平行延伸面相交的交集；

3.交集图形为矩形，求出矩形中心点，该中心点位于土建构件定位线上；

4.将中心点沿步骤四中向量v1方向及v1反方向延伸足够长的距离生成线段L1；

5.使之与管道定位线相交，得到相交点；

6.取矩形中心点为起点，相交点为终点，构建管道定位线与土建构件定位线之间的距离线段。

步骤十三：构造管道与土建构件的距离标注线段(参见图4)

1.提取步骤十二管道定位线与土建构件定位线之间的距离线段的向量v2；

2.求出步骤十二中的线段L1与土建构件之间的交集，该交集为线段集合；

3.计算出上述线段集合的长度，即为土建构件厚度；

4.将步骤十二中矩形中心点沿向量v2方向偏移，偏移距离为土建构件厚度/2，得到位于土建构件外侧的点p1；

5.将步骤十二中的相交点沿向量v2反方向偏移，偏移距离为管道宽度/2，得到位于管道外侧的点p2；

6.将点p1和点p2连成线段，即为管道与土建构件的距离线段；

7.将步骤四中向量v1方向逆时针偏移45度，点p1和点p2分别按照此方向及其反方向延伸成线，延伸距离为50mm；

8.综合三者，管道与土建构件的距离标注线段构造完成；

9.使用DetailCurve.ByCurve节点，生成Revit中的可视线图元。

步骤十四：放置管道与距其最近的土建构件的距离标注信息

1.提取步骤十三中管道与土建构件的距离线段；

2.计算出线段的长度，即为管道与土建构件的距离；

3.使用TextNote.ByLocation节点，放置标注信息。

步骤十五：在Revit中完成出图操作，在上述操作中，生成了管道标高标注、管道长度标注以及管道距与其最近的土建构件的距离标注，进一步的，可在Revit中完成出图操作，深化图纸信息，定位管道。

所述所有步骤中的计算和判定是通过是使用DesignScript语言并调用Autodesk公司发布的BIM建模平台Revit软件的应用程序编程接口中的相关函数来实现的。

以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种建设工程管道施工定位信息自动化计算、标注及出图方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：在Revit中对模型进行简化处理，并在Dynamo中选择要进行标注的管道图元；

步骤二：得到所选择管道的数据信息，包括几何形体、定位线、管径、定位线向量及其管道标高；

步骤三：将管道定位线向量正向标准化，原始的管道定位线向量混乱无序，不利于批量处理，因此基于管道定位线起点、终点的相对位置关系，对定位线向量进行正向标准化；

步骤四：得到生成标注线段的偏移向量，将正向标准化后的管道向量按逆时针旋转90度，得到偏移向量v1；

步骤五：构造管道长度标注线段，将管道定位线按偏移向量v1偏移管道宽度/2+100mm的距离，并将偏移后的定位线两端的起点、终点分别按偏移向量v1延伸成线，三者综合，得到标注线段；

步骤六：放置管道长度，管径及管道标高标注信息，提取管道定位线长度信息，管径信息以及管道标高信息，通过TextNote.ByLocation节点，放置标注信息；

步骤七：筛选出与管道所在楼层对应的土建构件，在文档中链接的土建构件模型信息中进行筛选，选取出与管道所在楼层对应的土建构件图元，减少信息处理量，提升计算效率；

步骤八：筛选出土建构件定位线为直线段的土建构件，通过得到土建构件定位线形状，筛选出定位线形状为直线段的土建构件；

步骤九：筛选出与管道定位线平行延伸面相交的土建构件，提取步骤二中管道定位线，向偏移向量v1双向延伸成面，使之与步骤八中筛选后的土建构件形状进行相交处理，通过其交集的情况筛选出与管道定位线平行延伸面相交的土建构件；

步骤十：筛选出与管道定位线平行延伸面相交且距离最近的土建构件，在步骤九的基础上，分别得到管道定位线与筛选出的土建构件的距离，选择距离最近的土建构件；

步骤十一：筛选出距离最近的土建构件中与管道走向相同的土建构件，在步骤十的基础上，计算出管道定位线向量与土建构件定位线向量的相对夹角数值，进而判断出与管道走向相同的土建构件；

步骤十二：构建管道定位线与土建构件定位线之间的距离线段，经过上述步骤后，可进行标注的管道都有一个距离最近且平行的土建构件与之对应，在管道定位线与土建构件定位线之间，构建一条距离线段；

步骤十三：构造管道与土建构件的距离标注线段，将管道定位线与土建构件定位线之间的距离线段的起点及终点，分别偏移管道宽度的一半以及土建构件宽度的一半，构造出管道长度标注线段，其长度即为土建构件外侧距管道外侧之间的距离；

步骤十四：放置管道与距其最近的土建构件的距离标注信息，在步骤十三的基础上，提取其距离的数值信息，通过TextNote.ByLocation节点，放置标注信息；

步骤十五：在Revit中完成出图操作，在上述操作中，生成了管道标高标注、管道长度标注以及管道距与其最近的土建构件的距离标注，进一步的，可在Revit中完成出图操作，深化图纸信息，指导施工。

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