CN111552997A - 基于bim平台的公路工程标准化智能设计系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，包括：基础模块提供基础平台，所述基础平台包括若干项目的基础设计数据，所述与若干项目相关的地形、地质、水文，路线平面数据、纵断面数据、横断面数据、超高数据；设计模块包括道路相关各专业子系统，各子系统里包括各专业设计工具、专业出图工具、专业通用组件数字化标准库调用工具；出图模块根据输入数据，并同时结合设计模块、基础模块的数据基础，匹配通用图并输出标准施工数据；上述各个模块的所有数据均加载在数据库中。本发明可完成公路工程全专业标准化智能BIM正向设计及出图。采用该平台可以快速、高效、一键生成公路工程各专业BIM模型并完成标准化出图。

Description

基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统

技术领域

本发明属于BIM设计及BIM设计平台开发领域，具体基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，涉及公路工程各专业。

背景技术

随着社会信息化深入发展，以BIM为核心理念的三维数字化设计技术和三维协同理念的出现，给工程设计行业的设计质量提高提供了新的驱动力。目前在建筑及水利水电行业BIM技术虽应用较为成熟。

但是在公路交通行业，BIM应用目前多数还停留在“翻模”和“展示”阶段，尤其是在但是桥梁BIM设计中，在目前软件水平之下，设计人员既是“设计师”又是“建模师”，不仅要负责桥梁方案和结构的设计，还要进行大量的构件建模工作，建模效率低下，进展缓慢，大量精力用于重复性模型构建工作，效率问题完全抵消了BIM技术的其他优势，BIM正向设计举步维艰、难以落地。

发明内容

本发明提出了基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，将公路工程相关组件经过标准化处理，做成参数化标准件及通用图存储于数据库中，设计人员进行设计时输入相关设计参数，即可一键完成结构组件的智能化拼装建模，需要时可输出标准通用图纸及数量表，采用该平台可以大大减少中间校审环节，减少工作过程中产生的差错漏现象，大大提升建模及出图效率，保守估计可提高生产效率五倍以上；能高效、智能进行标准化BIM正向设计。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。

基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，包括：

基础模块，所述基础模块提供基础平台，所述基础平台包括若干项目的基础设计数据，所述与若干项目相关的地形、地质、水文，路线平面数据、纵断面数据、横断面数据、超高数据；

设计模块，所述设计模块包括道路相关各专业子系统，各子系统里包括各专业设计工具、专业出图工具、专业通用组件数字化标准库调用工具；

出图模块，所述出图模块根据输入数据，并同时结合设计模块、基础模块的数据基础，匹配通用图并输出标准施工数据；

上述各个模块的所有数据均加载在数据库中，存储系统各模块在处理过程中的数据，数据库采用层级管理，方便查询、管理。

在本发明的一个优选实施例中，所述若干项目包括路基路面、桥梁、涵洞、隧道、交安项目。

在本发明的一个优选实施例中，所述各子系统独立运行，又可数据共享利用。

在本发明的一个优选实施例中，所述数据共享有两种方式，一种是通过数据的导出和导入实行共享，另一种是其中一子系统数据有变化，其他子系统可以实时更新并作出提示。

在本发明的一个优选实施例中，所述输入数据包括但不限于设计资料、控制参数；所述输出数据包括但不限于施工图纸、三维模型。

在本发明的一个优选实施例中，所述系统还包括通用图管理模块，所述通用图管理模块存储实现公路工程各相关专业标准化通用图纸的管理，包括查看、搜索、增加、删除、替换更新；

以及通用组件数字化标准库管理模块，所述通用组件数字化标准库管理模块包含公路工程相关各专业可标准化构件。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，包括基础模块，设计模块以及出图模块，具体如下：

基础模块主要为创建项目并输入项目建设信息及技术标准服务，根据具体项目进入设计基础平台，基础数据包括地形（各种格式）、地质、水文，路线平面数据、纵断面数据、横断面数据、超高数据等项目基础设计数据。

设计模块根据公路工程专业划分为路基路面、桥梁、涵洞、隧道、交安等多个子系统，各系统可独立运行，又可数据共享利用。数据共享有两种方式，一种是通过数据的导出和导入实行共享，另一种是其中一子系统数据有变化，其他子系统可以实时更新并作出提示。

专业设计工具可根据进入项目人员角色进行权限分配。专业设计工具主要为设计人员进行BIM建模服务，设计人员根据项目实际情况，选择相应的参数，平台即可根据输入几何约束和专业约束，结合设计师的控制参数调取数据库中的参数化、数字化标准库，并智能选用标准库中的工程组件，快速生成精确的三维模型，同时如果需要出图，系统根据所输参数自动匹配通用图库中的通用图，并调取通用图库并完成显示和打印工作。

出图模块主要功能是实现系统自动匹配的通用图的显示和打印等功能。出图工具除了满足前期调用通用图的需求，也应考虑后期从模型直接出图的可能性，留好扩展接口。

路基路面子系统工具分为路基路面专业设计工具、路基路面专业出图工具、路基路面专业通用图库管理工具、路基路面专业通用组件数字化标准库管理工具。主要实现路基路面专业相关构件的布置、建模、出图、标准组件的调用等功能。

桥梁子系统工具分为桥梁专业设计工具、桥梁专业出图工具、桥梁专业通用图库管理工具、桥梁专业通用组件数字化标准库管理工具。主要实现桥梁专业各种类型桥梁的上下部结构的布置、建模、出图、标准组件的调用等功能。

涵洞子系统工具分为涵洞专业设计工具、涵洞专业出图工具、涵洞专业通用图库管理工具、涵洞专业通用组件数字化标准库管理工具。主要实现各类型涵洞的布设、建模、出图、标准组件的调用等功能。

隧道子系统工具分为隧道专业设计工具、隧道专业出图工具、隧道专业通用图库管理工具、隧道专业通用组件数字化标准库管理工具。主要实现隧道专业及相关附属设施的布设、建模、出图、标准组件的调用等功能。

交安子系统工具分为交安专业设计工具、交安专业出图工具、交安专业通用图库管理工具、交安专业通用组件数字化标准库管理工具。主要实现交安专业标志、标线、护栏及其他交安附属设置的布设、建模、出图及标准组件调用等功能。

各子系统登录权限按照专业设计人员所在专业组分配权限。

通用图管理模块主要满足技术管理人员在后台增加、修改、删除、更新各专业通用图纸的需要。

专业标准化数字组件库管理模块主要面向系统管理人员主要实现标准化数字组件的增加、修改、删除、更新等功能。标准化系统库包括参数化标准组件库、标准件参数化通用图库及参数化BIM模型。

实施例1：

参照图1所示，基础模块主要为创建项目并输入项目建设信息及技术标准服务，根据具体项目进入设计基础平台，基础数据包括地形（各种格式）、地质、水文，路线平面数据、纵断面数据、横断面数据、超高数据等项目基础设计数据。基础数据模块数据及设计成果可以共其他专业设计子系统随意调用。

设计模块包括道路相关各专业子系统，各子系统里包括各专业设计工具、专业出图工具、专业通用组件数字化标准库调用工具。

路基路面子系统设计模块，该模块包含路基路面专业设计工具、路基路面出图工具、路基路面专业通用组件数字化标准库调用工具。专业设计工具主要为了调用基础设计平台基础数据并实现路基路面断面结构、边坡坡度、高度、各种边坡防护形式、各种类型挡土墙、各种排水构造物的布设、建模及土石方调配，专业出图工具主要是根据设计需要完成上述各种构造物标准通用图的查看及调用出图。专业通用组件数字化标准库调用工具主要用于设计人员对系统已构件的标准化数字组件进行调用，输入相关参数即可调用标准化组件，完成部分结构拼装。

桥梁子系统桥梁设计模块包含桥梁专业设计工具、桥梁专业出图工具、桥梁专业通用组件数字化标准库调用工具。桥梁专业设计工具主要调用系统基础设计数据并实现各种类型钢桥、钢板混凝土组合梁桥、常规混凝土桥的上、下部结构建模，包括桥梁布设、桥梁修改、桥梁平移、增加跨径、减少跨径等等工具。桥梁专业出图工具主要实现上述各种类型桥梁通用图查看及出图，桥梁专业通用组件数字化标准库调用工具主要是桥梁专业设计人员根据设计需要选择系统已有的数字化标准构件，输入相关参数即可完成桥梁相关结构的拼装建模。

涵洞子系统设计模块包含专业设计工具、专业出图工具、专业通用组件数字化标准库调用工具。涵洞专业设计工具主要在调用基础模块数据基础上实现各种类型涵洞的布设建模，涵洞专业设计工具包括涵洞布设、涵洞修改、洞口型式选型等等工具。涵洞专业出图工具主要实现涵洞通用图纸的查看及出图。涵洞专业通用组件数字化标准库调用工具主要是涵洞专业设计人员根据设计需要选择系统已有的数字化标准构件，输入相关参数即可完成涵洞相关结构的拼装建模。

隧道子系统设计模块包含专业设计工具、专业出图工具、专业通用组件数字化标准库调用工具。隧道专业设计工具主要实现各种断面、各种类型隧道洞身、洞口、排水系统、附属结构的布置建模。隧道专业出图工具主要实现各种隧道专业相关通用图纸的查看及调用出图。隧道专业通用组件数字化标准库调用工具主要是隧道专业设计人员根据设计需要选择系统已有的数字化标准构件，输入相关参数即可完成隧道相关结构的布设及拼装建模。

交安子系统设计模块包含专业设计工具、专业出图工具、专业通用组件数字化标准库调用工具。交安专业设计工具主要实现标志、标线、路侧护栏、中央分隔带护栏、轮廓标、隔离栅、防眩设置及其他交安附属设施建模，交安专业出图工具主要实现上述模型组件的通用图查看及出图，交安专业通用组件数字化标准库调用工具主要是交安专业设计人员根据设计需要选择系统已有的数字化标准构件，输入相关参数即可完成交安专业相关结构的布设及拼装建模。

通用图管理模块主要用来管理公路各相关专业标准化通用图纸，该模块需要根据不同专业人员进行显示权限划分。该模块主要实现公路工程各相关专业标准化通用图纸的管理，包括查看、搜索、增加、删除、替换更新。调用、查看、搜索对具有权限的设计人员开放。这些管理功能不对普通设计人员开放，仅通用图库管理人员有权操作。

通用组件数字化标准库管理模块主要包含公路工程相关各专业可标准化构件，这些标准化构件应能进行参数化编辑、修改。同时标准库应包括参数化查看、搜索、增加、删除、替换更新等功能。这些管理功能不对普通设计人员开放，仅通用组件标准库管理人员有权操作，可定期或不定期对标准库进行更新。

所述各模块在处理过程中的数据（包含BIM数据）都存放于所述数据库中，所述数据库采用层级管理，方便查询、管理。数据库中还应包含管理设计过程中用到的规范、手册、设计指南等数据，同时应便于扩展，适应不同用户需求及规范、手册、设计指南的变更。

实施例2：

以路基路面子系统为例说明具体实施方式：

针对路基路面专业，首先要建立路基路面专家经验库，根据不同地形地质设置不同类型的路面结构、边坡防护和排水设施设置原则。

同时要将和专家库对应的常用路面结构类型、边坡防护结构、排水设施设计图经过专家统一核定制作统一通用图纸。

根据统一通用图纸，制作相应的路基路面所有相关组件参数化组件库。

设计人员进行该专业设计时，首先新建设计项目并对设计原则进行规定，例如：路面结构设置原则、边坡坡度设置原则、防护设施设置原则、排水结构设置原则等。

之后导入地形、地质、GIS、路线数据等基础资料，用作三维设计的基础数据。

设计人员根据现场三维环境选择要布设路基路面结构的路线，利用专业设计工具进行建模，则系统根据前述设计原则，自动沿路线创建路基路面BIM模型。之后设计人员对系统自动建立模型进行详细查看，如不满意自动建模结果，可以手动点选段落利用专业设计工具并进行防护、排水等结构的修改。

完成详细建模后设计人员利用专业出图工具选择所需出图图纸确认后系统自动输出图纸。

设计人员师利用用户交互模块输入控制参数，用户交互包括尺寸驱动，表格，对话框，属性表；

设计模块根据控制参数调用设计经验库和组件库生成构件数据库；系统调用三维建模模块生成构件的三维模型；渲染模块显示构件的三维模型和环境参考信息；绘图模块调用参数化通用图库生成构件的图纸；

设计师根据构件的三维模型和构件图纸审核模型正确性并迭代修改构件数据并最终输出施工图纸和三维模型文件；

显示模块和用户交互模型面向设计人员；设计模块，建模模块，绘图模块处理专业逻辑；构件数据库，组件库，设计经验库，通用图库时保存在数据库中；系统数据库用来存储系统各模块在处理过程中的数据。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案。因此，尽管本说明书参照上述各个实施例对本发明已进行了详细说明，但是本领域的普通计术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，因而，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1.基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，其特征在于，包括：

基础模块，所述基础模块提供基础平台，所述基础平台包括若干项目的基础设计数据，所述与若干项目相关的地形、地质、水文，路线平面数据、纵断面数据、横断面数据、超高数据；

设计模块，所述设计模块包括道路相关各专业子系统，各子系统里包括各专业设计工具、专业出图工具、专业通用组件数字化标准库调用工具；

出图模块，所述出图模块根据输入数据，并同时结合设计模块、基础模块的数据基础，匹配通用图并输出标准施工数据；

上述各个模块的所有数据均加载在数据库中，存储系统各模块在处理过程中的数据，数据库采用层级管理，方便查询、管理。

2.根据权利要求1所述的基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，其特征在于，所述若干项目包括路基路面、桥梁、涵洞、隧道、交安项目。

3.根据权利要求1所述的基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，其特征在于，所述各子系统独立运行，又可数据共享利用。

4.根据权利要求3所述的基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，其特征在于，所述数据共享有两种方式，一种是通过数据的导出和导入实行共享，另一种是其中一子系统数据有变化，其他子系统可以实时更新并作出提示。

5.根据权利要求1所述的基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，其特征在于，所述输入数据包括但不限于设计资料、控制参数；所述输出数据包括但不限于施工图纸、三维模型。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于BIM平台的公路工程标准化智能设计系统，其特征在于，所述系统还包括通用图管理模块，所述通用图管理模块存储实现公路工程各相关专业标准化通用图纸的管理，包括查看、搜索、增加、删除、替换更新；

以及通用组件数字化标准库管理模块，所述通用组件数字化标准库管理模块包含公路工程相关各专业可标准化构件。

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