CN111368437A - 基于bim技术的铁路路基工程设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维建模设计领域，其公开了一种基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，满足铁路路基支挡工程的三维快速建模及工程出图的需求，实现铁路路基工程的快速三维展示，方便修改和传达施工要点。该方法包括以下步骤：a.读取路线信息要素，导入三维建模软件并生成铁路路线模型；b.将路线设计参数与铁路路线模型进行关联；c.将铁路桥梁、涵洞、隧道、站场设计数据与路线进行关联；d.向三维建模软件导入路基横断面数据；e.根据铁路路线模型和路基横断面数据生成路基模型；f.选择创建工程命令，并输入相应工程设计参数，在路基模型的基础上创建相应的工程模型。

Description

基于BIM技术的铁路路基工程设计方法

技术领域

本发明涉及三维建模设计领域，具体涉及一种基于BIM技术的铁路路基工程设计方法。

背景技术

因BIM技术的目标是信息的共享和互用，故如何建立和运用信息模型，是BIM技术应用成功与否的关键。运用信息模型前，必须要建立信息模型，能否满足应用需要，是建立信息模型的依据。

当前市场上已有的主流建模软件，都在二维软件上绘图,不能满足铁路路基的三维设计建模需要。而对于不同的信息模型，建立模型的方法千差万别，专业属性各不相同，绘图效率低，三维展示差，不能清晰展示设计成果及设计意图。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，满足铁路路基支挡工程的三维快速建模及工程出图的需求，实现铁路路基工程的快速三维展示，方便修改和传达施工要点。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，包括以下步骤：

a.读取路线信息要素，导入三维建模软件并生成铁路路线模型；

b.将路线设计参数与铁路路线模型进行关联；

c.将铁路桥梁、涵洞、隧道、站场设计数据与路线进行关联；

d.向三维建模软件导入路基横断面数据；

e.根据铁路路线模型和路基横断面数据生成路基模型；

f.选择创建工程命令，并输入相应工程设计参数，在路基模型的基础上创建相应的工程模型。

作为进一步优化，步骤a中，所述三维建模软件为OpenRailDesigner软件。

作为进一步优化，步骤a中，所述读取路线信息要素，导入三维建模软件并生成铁路路线模型，具体包括：

从线路数据库MDB中读取线路的平面数据、纵断面数据和断链数据；

将平面数据和纵断面数据转换为对应的几何要素；

基于转换获得的几何要素，调用OpenRailDesigner软件接口生成线路几何；

通过里程与线路长度进行换算，将从MDB数据库中读出的断链信息，附加到对应线路从而创建线路信息模型。

作为进一步优化，步骤b中，所述路线设计参数包括：路线宽度、设计速度、线路个数、主线和线间距。

作为进一步优化，步骤d中，导入的所述路基横断面数据包括：横断面里程桩号、中桩高程、地层信息、地层线点集和坡面注释信息。

作为进一步优化，步骤d中所述向三维建模软件导入路基横断面数据，具体包括：

遍历地质数据中的所有里程桩号信息和中桩高程信息，生成端点列表；

从所述端点列表中的第一个端点开始遍历所有端点，生成地面点集列表；

从所述地面点集列表中的第一条线的点集开始，沿地质线的逻辑顺序，读取该地质断面中所有地层的属性，并将读取的属性和对应的属性值按照OpenRailDesigner软件可识别的数据格式存储为中间文件；

OpenRailDesigner软件读取所述中间文件，并按照中间文件中存储的属性及对应的属性值生成与地质数据对应的地层线列表，每一个地层线下包含该地质断面对应的所有点集及地层属性，OpenRailDesigner软件根据地质断面列表生成三维数据模型。

作为进一步优化，步骤f中，所述相应工程包括：支挡工程及其附属边坡防护工程、排水工程。

作为进一步优化，步骤f中，在选择创建工程命令后，通过调用预先建立的铁路路基工程数据库获取对应的工程构件数据，输入相应工程设计参数后快速创建相应的工程模型。

作为进一步优化，步骤f还包括：可根据工程设计需要修改相关参数，实现工程模型快速修改。

本发明的有益效果是：

在三维建模软件中融合路基三维建模必须的线路、桥梁、隧道、站场、地质等专业的接接口，通过自动读取线路数据，自动读取当前路基设计软件的前期数据，并利用预先建立的路基工程数据库实现构件的快速调用，从而快速生成路基支挡工程模型，并提供对路基工程模型的修改的相关功能，从而满足铁路路基支挡工程的三维快速建模及工程出图的需求；

此外，由于本发明是在三维空间上的设计方案，对细节和控制点的表现相对于二维设计更为直观、清晰，从而提供更为真实的设计体验，并且工程量计算也更为准确；

再者，由于采用参数化建模的方式，并且对参数进行了合理的设计，如需修改模型，则只需要改变一个或多个参数即可完成修改，提升设计效率。

附图说明

图1为本发明的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法流程图。

具体实施方式

本发明旨在提出一种基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，满足铁路路基支挡工程的三维快速建模及工程出图的需求，实现铁路路基工程的快速三维展示，方便修改和传达施工要点。

如图1所示，本发明中的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法包括以下步骤：

S1、导入路线信息要素，生成铁路路线模型：

本步骤中，从线路数据库MDB中读取线路的平面数据、纵断面数据和断链数据等路线信息要素，经过处理并导入OpenRailDesigner软件中，生成铁路路线模型；该铁路路线模型包含路线三维几何信息、断链信息、里程桩号信息。

具体实现包括：从线路数据库MDB中读取线路的平面数据、纵断面数据和断链数据；

将平面数据和纵断面数据转换为对应的几何要素；

基于转换获得的几何要素，调用OpenRailDesigner软件接口生成线路几何；

通过里程与线路长度进行换算，将从MDB数据库中读出的断链信息，附加到对应线路从而创建线路信息模型。

上述平面数据包括交点信息，曲线半径，缓和曲线长度、切线长度，曲线长度，夹直线长度，里程冠号等信息。遍历所有这些信息逐一转化为OpenRailDesigner平面点集。

上述纵断面信息即为路线坡度信息，包括变坡点(坡度改变点)的里程、设计高程、坡度、竖曲线半径、竖曲线长度等信息。遍历所有纵断面信息，将其转化为三维点集信息。

上述断链信息包括等号左右里程及断链长度信息。

上述平面数据和纵断面数据转换为对应的几何要素，其中平面几何信息为线路平面模型需要的直线段、缓和曲线、圆曲线等几何要素，纵面几何信息为直线段、圆曲线段等几何要素。

S2、关联路线设计数据：

本步骤中，将设计人员设计的路线宽度、设计速度、线路个数、主线、线间距等设计参数与路线模型绑定，可依据路线自动生成符合设计原则的路基模型，为设计人员确定路基设计方案提供便利。

S3：关联铁路桥、涵、隧、站数据：

本步骤中，将铁路桥梁、涵洞、隧道、站场设计数据与路线关联，从而生成包含各类几何与非几何信息的路线模型。将桥梁、隧道、涵洞、站场等数据与路线关联，预留路基与其他各专业间接口，实现了各专业接口工程的自动变更，减少了各专业接口设计的冲突。

上述关联，主要是根据路线得到桥梁、涵洞、隧道、车站的里程数据，并将该里程数据存入路线信息中。

S4：导入路基横断面数据：

本步骤中，将测绘专业的路基标准横断面数据导入软件，导入测绘数据包括该横断面里程桩号、中桩高程、地层信息、地层线点集、坡面注释等信息。

具体实现包括：

遍历地质数据中的所有里程桩号信息和中桩高程信息，生成端点列表；

从所述端点列表中的第一个端点开始遍历所有端点，生成地面点集列表；

从所述地面点集列表中的第一条线的点集开始，沿地质线的逻辑顺序，读取该地质断面中所有地层的属性，并将读取的属性和对应的属性值按照OpenRailDesigner软件可识别的数据格式存储为中间文件；

OpenRailDesigner软件读取所述中间文件，并按照中间文件中存储的属性及对应的属性值生成与地质数据对应的地层线列表，每一个地层线下包含该地质断面对应的所有点集及地层属性，OpenRailDesigner软件根据地质断面列表生成三维数据模型。

S5：创建铁路路基模型：

本步骤中，根据线路模型和路基横断面数据生成路基模型，通过横断面生成地膜，与路线比对后，得到路基填挖信息，生成各级填挖方边坡及排水沟、侧沟模型，并得到路基两侧路肩边线。同时在横断面视图上生成边坡线，得到填挖方土石方算量信息；同时使得路肩边线关联路线信息，路线关联边坡模型信息。

S6：创建铁路路基工程：

本步骤中，选择创建工程命令，选择相应数据模型，从数据库中得到工程模型详细数据，从而生成相应的支挡工程模型。生成工程模型时，只选择相应路肩边线，路肩边线会自动关联路线，路线会自动关联边坡，实现自动修改边坡及排水工程模型，并同时生成工点图及横断面图，更新挖方土石方算量信息。

在选择创建工程命令后，通过调用预先建立的铁路路基工程数据库获取对应的工程构件，输入相应工程设计参数后快速创建相应的工程模型。同时，满足设计人员根据实际工程情况调整设计参数，快速修改模型的要求。

Claims (9)

1.基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.读取路线信息要素，导入三维建模软件并生成铁路路线模型；

b.将路线设计参数与铁路路线模型进行关联；

c.将铁路桥梁、涵洞、隧道、站场设计数据与路线进行关联；

d.向三维建模软件导入路基横断面数据；

e.根据铁路路线模型和路基横断面数据生成路基模型；

f.选择创建工程命令，并输入相应工程设计参数，在路基模型的基础上创建相应的工程模型。

2.如权利要求1所述的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，

步骤a中，所述三维建模软件为OpenRailDesigner软件。

3.如权利要求2所述的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，

步骤a中，所述读取路线信息要素，导入三维建模软件并生成铁路路线模型，具体包括：

从线路数据库MDB中读取线路的平面数据、纵断面数据和断链数据；

将平面数据和纵断面数据转换为对应的几何要素；

基于转换获得的几何要素，调用OpenRailDesigner软件接口生成线路几何；

通过里程与线路长度进行换算，将从MDB数据库中读出的断链信息，附加到对应线路从而创建线路信息模型。

4.如权利要求2所述的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，

步骤b中，所述路线设计参数包括：路线宽度、设计速度、线路个数、主线和线间距。

5.如权利要求2所述的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，

步骤d中，导入的所述路基横断面数据包括：横断面里程桩号、中桩高程、地层信息、地层线点集和坡面注释信息。

6.如权利要求5所述的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，

步骤d中所述向三维建模软件导入路基横断面数据，具体包括：

遍历地质数据中的所有里程桩号信息和中桩高程信息，生成端点列表；

从所述端点列表中的第一个端点开始遍历所有端点，生成地面点集列表；

从所述地面点集列表中的第一条线的点集开始，沿地质线的逻辑顺序，读取该地质断面中所有地层的属性，并将读取的属性和对应的属性值按照OpenRailDesigner软件可识别的数据格式存储为中间文件；

OpenRailDesigner软件读取所述中间文件，并按照中间文件中存储的属性及对应的属性值生成与地质数据对应的地层线列表，每一个地层线下包含该地质断面对应的所有点集及地层属性，OpenRailDesigner软件根据地质断面列表生成三维数据模型。

7.如权利要求2所述的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，

步骤f中，所述相应工程包括：支挡工程及其附属边坡防护工程、排水工程。

8.如权利要求7所述的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，

步骤f中，在选择创建工程命令后，通过调用预先建立的铁路路基工程数据库获取对应的工程构件数据，输入相应工程设计参数后快速创建相应的工程模型。

9.如权利要求8所述的基于BIM技术的铁路路基工程设计方法，其特征在于，

步骤f还包括：可根据工程设计需要修改相关参数，实现工程模型快速修改。

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