CN111177832A - 一种基于bim的机电管线综合规范自动化检查系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，所述系统包括：数据管理模块、信息处理模块和知识应用模块，所述数据管理模块为系统平台提供基本的数据支撑；所述知识应用模块通过MEP管线拓扑规则检查模块对MEP专业管线进行间距检查，在发生碰撞问题的管线上，通过MEP管综协调措施规则应用模块匹配选择的MEP管综协调措施，将规则检查结果导入模型中，通过MEP管综知识库可视化模块显示在轻量化模型中。本发明系统解决了BIM工程师与宝贵专家经验之间“信息断层”的现象，相对于传统的依靠专家经验和CAD图纸的工作方式，可以大大提高管线综合深化设计的工作效率与质量水平，减少实际施工过程出现变更与返工的几率。

Description

一种基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统

技术领域

本发明涉及机电管线综合技术领域，特别是涉及一种基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统。

背景技术

目前，我国BIM技术在MEP方案管线优化方面仍处于试验和探索阶段，已有的应用案例多采用相关BIM软件对MEP管线系统进行碰撞检查，但大多数情况下，由于BIM工作人员缺乏机电施工现场经验，在碰撞检查工作完成后，主要针对建筑构件与管线之间以及各专业管线之间的“硬碰撞”问题进行优化，忽略了“软碰撞”问题，很少从现场施工的角度进行综合分析和优化，如管道附件及配件的安装空间、检修空间、安全空间等，使得最终的MEP优化方案在施工过程中仍然存在变更和返工。

另外，MEP管线综合工作在每个建筑工程项目中都会发生，期间产生的经验知识和信息等内容没有得到系统的存储，造成知识的浪费，无法实现管综知识的共享。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，结合BIM技术在MEP管线综合中的应用，首先对MEP方案BIM管综信息归类，其次对MEP管综信息进行拓扑与量化，然后建立MEP管综知识库，最后构建并实现基于BIM与知识库的MEP管综系统，可以解决MEP管线综合深化设计中的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，其特征在于：所述系统包括：数据管理模块、信息处理模块和知识应用模块，所述数据管理模块为系统平台提供基本的数据支撑，所述数据管理模块包括MEP管综知识库和BIM数据库，基于BIM数据库提取出BIM模型信息，与MEP管综知识库中的信息，进行对比，为信息处理提供数据基础；

所述信息处理模块利用数据管理模块中建立的MEP管综知识库和BIM数据库进行数据平台操作和数据集成；

所述知识应用模块以信息处理模块的数据集成为基础，通过MEP管线拓扑规则检查模块对MEP专业管线进行间距检查，在发生碰撞问题的管线上，通过MEP管综协调措施规则应用模块匹配选择的管综协调措施，将规则检查结果导入模型中，通过MEP管综知识库可视化模块显示在轻量化模型中。

进一步地，所述MEP管线拓扑规则检查模块根据MEP管综知识库的内容对MEP专业管线进行间距检查，将检查间距与MEP管综知识库的规范间距进行对比，以判断管线设计是否符合规范要求，当间距不满足规范要求时，系统会将存在问题的构件信息收集起来，并且以对话框的形式显示在Revit界面中。

进一步地，所述MEP管综协调规则应用模块在发生碰撞问题的管线上，自动提取发生碰撞的构件，并匹配选择的管综协调措施，并将应用结果反馈到Revit界面中，该功能由TaskDialog.Show属性实现。

进一步地，所述MEP管综系统将规则检查结果导入模型中，利用构件唯一的ID对应到各模型构件中，并以弹框的形式显示在轻量化模型中，在任意的Web端和移动端查看。

进一步地，所述MEP管综知识库包括事实库和规则库，所述MEP管综知识库将分散的显性知识和隐性知识集成，进行结构化处理，用二维关系数据表的结构形式记录和储存数据和信息，构建事实库与规则库，共同集成MEP管综知识库，所述分散的显性知识和隐性知识包括设计施工手册、标准规范、工程案例和专家经验等。

进一步地，所述BIM数据库包括MEP管综信息模型，所述MEP管综信息模型包括项目信息，工程图纸，建筑模型、结构模型和MEP模型。

进一步地，所述信息处理模块包括数据操作平台和数据集成与管理模块，所述数据操作平台对管线进行碰撞监测，对于碰撞点进行标记，并进行颜色区分，将完整三维管线综合信息存储在BIM模型中；所述数据集成模块利用计算机语言编译MEP管综知识库的内容，并以此为基础提取BIM模型中构件的ID、名称、几何尺寸和材质信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、将MEP管综知识库与BIM技术有效结合，在进行规则匹配之后，通过MEP管线拓扑规则检查模块对MEP专业管线进行间距检查，在发生碰撞问题的管线上，通过MEP管综协调措施规则应用模块匹配选择的管综协调措施，将规则检查结果导入模型中，通过MEP管综知识库可视化模块显示在轻量化模型中；实现MEP深化设计阶段对专家经验知识与规范内容的有效利用，对于提高MEP深化设计方案的质量、避免在施工阶段暴露问题具有重大意义。

2、对管综信息拓展与量化，从而实现MEP管综信息的辨识，不断完善管综信息系统，为MEP管综工作提供系统的思路与信息支持，这不仅丰富了MEP领域的理论成果，而且有利于管综知识的传递与共享。

基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统运用三个相互关联的模块对MEP管线综合知识实现了结构化存储、查询，并将其与BIM模型的关联，进行规则检查，最后将结果反馈在第三方平台内，实现知识库的可视化，解决了BIM工程师与宝贵专家经验之间“信息断层”的现象，相对于传统的依靠专家经验和CAD图纸的工作方式，可以大大提高管线综合深化设计的工作效率与质量水平，减少实际施工过程出现变更与返工的几率。

附图说明

图1为本发明基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统的结构示意图；

图2为本发明基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统工作流程图；

图3为本发明MEP管线拓扑规则检查实现流程。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

如图1所示，一种基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，所述系统包括：数据管理模块、信息处理模块和知识应用模块，所述数据管理模块为系统平台提供基本的数据支撑，所述数据管理模块包括MEP管综知识库和BIM数据库，基于BIM数据库提取出BIM模型信息，与MEP管综知识库中的信息，进行对比，为信息处理提供数据基础。

在上述实施例中，所述信息处理模块利用数据管理模块中建立的MEP管综知识库和BIM数据库进行数据平台操作和数据集成；所述知识应用模块以信息处理模块的数据集成为基础，通过MEP管线拓扑规则检查模块对MEP专业管线进行间距检查，在发生碰撞问题的管线上，通过MEP管综协调措施规则应用模块匹配选择的管综协调措施，将规则检查结果导入模型中，通过MEP管综知识库可视化模块显示在轻量化模型中。

在上述实施例中，所述MEP管线拓扑规则检查模块根据MEP管综知识库的内容对MEP专业管线进行间距检查，将检查间距与MEP管综知识库的规范间距进行对比，以判断管线设计是否符合规范要求，当间距不满足规范要求时，系统会将存在问题的构件信息收集起来，并且以对话框的形式显示在Revit界面中。

在上述实施例中，所述MEP管综协调规则应用模块在发生碰撞问题的管线上，自动提取发生碰撞的构件，并匹配选择的管综协调措施，并将应用结果反馈到Revit界面中，该功能由TaskDialog.Show属性实现。

在上述实施例中，所述MEP管综系统将规则检查结果导入模型中，利用构件唯一的ID对应到各模型构件中，并以弹框的形式显示在轻量化模型中，在任意的Web端和移动端查看。

在上述实施例中，所述MEP管综知识库包括事实库和规则库，所述MEP管综知识库将分散的显性知识和隐性知识集成，进行结构化处理，用二维关系数据表的结构形式记录和储存数据和信息，构建事实库与规则库，共同集成MEP管综知识库，所述分散的显性知识和隐性知识包括设计施工手册、标准规范、工程案例和专家经验等。

在上述实施例中，所述BIM数据库包括MEP管综信息模型，所述MEP管综信息模型包括项目信息，工程图纸，建筑模型、结构模型和MEP模型。

在上述实施例中，所述信息处理模块包括数据操作平台和数据集成与管理模块，所述数据操作平台对管线进行碰撞监测，对于碰撞点进行标记，并进行颜色区分，将完整三维管线综合信息存储在BIM模型中；所述数据集成模块利用计算机语言编译MEP管综知识库的内容，并以此为基础提取BIM模型中构件的ID、名称、几何尺寸和材质信息。

如图2所示，基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统的工作流程，主要包括：规则匹配，执行规则，检查结果可视化三个步骤。

在上述实施例中，在规则匹配步骤，将MEP管综知识库中存储的规则利用计算机技术转化成机器可以识别的语言，并与通过Revit数据库中的模型构件的数据信息建立匹配关系。在执行规则步骤，利用Revit二次开发技术获取模型构件的几何信息，通过编程技术提取MEP管线主体之间的水平或者垂直间距，而后转译MEP管线拓扑类规则表的知识内容，将检查间距与规范间距进行比对，判断项目管线敷设是否符合规范要求，若不符合，则提取不满足规范要求构件的相关信息，显示在BIM软件的界面中；针对已发生碰撞的管综主体构件，对此类管线提出碰撞解决方案并且匹配相应的管线拓扑信息，与其一类似，利用二次开发技术提取模型构件的参数信息，比如几何尺寸、材质、系统类型等，然后转译MEP管综协调措施类规则表的内容，匹配模型构件的主体、参数信息与管综协调措施类规则表的相关内容。在检查结果可视化步骤，利用BIM Box的插件，将MEP管综规则检查模型以.obm的格式输出，然后将其上传到轻量化平台上；基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统可以将规则检查的结果能够以Excel的形式输出，故可将规则检查结果导入模型中，利用构件唯一的ID对应到各模型构件中，并以弹框的形式直观地显示在轻量化模型中。上传到轻量化平台的MEP管综规则检查模型可以在任意的Web端和移动端查看，工程参与各方在召开管综协调会议时，也可以该模型为基础进行讨论，充分了解深化设计师的意图，实现可视化的设计交底。

如图3所示，MEP管线拓扑规则检查模块主要是通过Revit二次开发技术，根据MEP管综知识库的内容对MEP专业管线进行间距检查，将检查间距与MEP管综知识库的规范间距进行对比，以判断管线设计是否符合规范要求，当间距不满足规范要求时，系统会将存在问题的构件信息收集起来，并且以对话框的形式显示在Revit界面中。在获取检查构件与拓扑构件的位置坐标后，根据球体包围盒算法计算管线之间的间距，并与管线拓扑规则中的规范间距进行比较，若管线检查间距大于规范间距，则满足要求，否则即不满足要求，将不符合要求构件的ID和类型等信息作为结果输出。

在上述实施例中，MEP管综协调规则应用模块在发生碰撞问题的管线上，自动提取发生碰撞的构件，并匹配选择的管综协调措施，并将应用结果反馈到Revit界面中，该功能可由TaskDialog.Show属性实现。在对话框中显示了对项目MEP模型碰撞管线的解决措施结果，包括检查构件ID、检查构件类型、碰撞构件ID、碰撞构件类型、管综协调措施以及碰撞等级内容。

在上述实施例中，在建立基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统时，首先，采用扎根理论和半结构化访谈相结合的方法构建MEP方案管综信息需求体系。利用扎根理论的方法分析管综案例并建立设计、施工和运维阶段的MEP方案BIM管综信息体系；利用半结构化访谈的方法对该信息体系进行拓展和验证，构建了基于专家思维的碰撞表示信息体系。

在上述实施例中，引入拓扑关系的概念，分析MEP管线的拓扑特征，并建立MEP方案管线拓扑模型；以MEP方案管线拓扑模型和建筑设计规范中的管线间距信息为基础，结合实体关系抽取的方法，利用Gephi软件绘制MEP专业管线可视化网络拓扑图，表达管线与其他管线之间的间距约束关系；从水平敷设、垂直排列和管线综合三个方面，分析基于MEP管线拓扑的排布原则。

在上述实施例中，设计和构建了MEP管综知识库。提出管综规则的概念以结构化表达管综信息内容，包括MEP管线拓扑类规则和MEP管综协调措施类规则，并以产生式规则的知识表示方法进行表示；设计MEP管综知识库的逻辑结构、存储结构和表间关系；用SQLServer完成MEP管综知识库的建立并阐述了管综知识库的查询机制，实现知识库的查询和应用，不断完善管综信息系统，为MEP管综工作提供系统的思路与信息支持。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，其特征在于：所述系统包括：数据管理模块、信息处理模块和知识应用模块，所述数据管理模块为系统平台提供基本的数据支撑，所述数据管理模块包括MEP管综知识库和BIM数据库，基于BIM数据库提取出BIM模型信息，与MEP管综知识库中的信息，进行对比，为信息处理提供数据基础；

所述信息处理模块利用数据管理模块中建立的MEP管综知识库和BIM数据库进行数据平台操作和数据集成；

所述知识应用模块以信息处理模块的数据集成为基础，通过MEP管线拓扑规则检查模块对MEP专业管线进行间距检查，在发生碰撞问题的管线上，通过MEP管综协调措施规则应用模块匹配选择的管综协调措施，将规则检查结果导入模型中，通过MEP管综知识库可视化模块显示在轻量化模型中。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，其特征在于：所述知识应用模块包括MEP管线拓扑规则检查模块、MEP管综协调规则应用模块和MEP管综知识库可视化模块，所述MEP管线拓扑规则检查模块根据MEP管综知识库的内容对MEP专业管线进行间距检查，将检查间距与MEP管综知识库的规范间距进行对比，以判断管线设计是否符合规范要求，当间距不满足规范要求时，系统会将存在问题的构件信息收集起来，并且以对话框的形式显示在Revit界面中。

3.根据权利要求2所述的基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，其特征在于：所述MEP管综协调规则应用模块在发生碰撞问题的管线上，自动提取发生碰撞的构件，并匹配选择的管综协调措施，并将应用结果反馈到Revit界面中，该功能由TaskDialog.Show属性实现。

4.根据权利要求2所述的基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，其特征在于：所述基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统将规则检查结果导入模型中，利用构件唯一的ID对应到各模型构件中，并以弹框的形式显示在轻量化模型中，在任意的Web端和移动端查看。

5.根据权利要求1所述的基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，其特征在于：所述MEP管综知识库包括事实库和规则库，所述MEP管综知识库将分散的显性知识和隐性知识集成，进行结构化处理，用二维关系数据表的结构形式记录和储存数据和信息，构建事实库与规则库，共同集成MEP管综知识库。

6.根据权利要求1所述的基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，其特征在于：所述BIM数据库包括MEP管综信息模型，所述MEP管综信息模型包括项目信息，工程图纸，建筑模型、结构模型和MEP模型。

7.根据权利要求1所述的基于BIM的机电管线综合规范自动化检查系统，其特征在于：所述信息处理模块包括数据操作平台和数据集成与管理模块，所述数据操作平台对管线进行碰撞监测，对于碰撞点进行标记，并进行颜色区分，将完整三维管线综合信息存储在BIM模型中；所述数据集成模块利用计算机语言编译MEP管综知识库的内容，并以此为基础提取BIM模型中构件的ID、名称、几何尺寸和材质信息。

Images