CN111797451A - 一种基于bim的架空线路模型构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于BIM的架空线路模型构建方法，包括以下步骤：根据地形图和设计资料，分别进行线路规划和导线计算；结合线路规划结果，采用道亨计算软件进行杆塔结构设计，得到格式化的杆塔计算结果；采用Autodesk Revit平台，根据杆塔计算结果，构建杆塔模型；结合导线计算结果，从Autodesk Revit平台调用预先建立的参数化零件族库，以构建各个构件模型；将杆塔模型与各个构件模型进行定位组装，得到整体的架空线路模型。与现有技术相比，本发明基于BIM技术，提出架空线路分模块后参数化建模的方法，能够快速、准确地构建出架空线路模型。

Description

一种基于BIM的架空线路模型构建方法

技术领域

本发明涉及输变电工程三维设计技术领域，尤其是涉及一种基于BIM的架空线路模型构建方法。

背景技术

架空线路是电网的重要组成，架设在地面之上，是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路，构成架空输电线路的主要部件有：导线、避雷线、金具、绝缘子、杆塔、拉线和基础、接地装置等。随着电网的安全运行技术发展及电网信息管理的精细化，开展输电线路三维可视化将具有重要的意义，因此有必要在工程设计时构建架空线路三维模型，架空线路模型一般由杆塔模型和其余构件模型组装而成。

目前三维建模中三维信息获取的常用方法主要为“近景摄影技术”和“激光扫描技术”，以获得架空线路上大量点的三维数据，但是架空线路建模需要的是杆塔各个构件的端点坐标和连接点，这两种方法容易造成资源大量浪费；

此外，架空线路的构件量大、属性多，通常采用单独建模的方式，以分别构建不同的构件模型，但现有的建模软件(比如Autodesk Revit平台)缺少丰富的构件类型，建模难度较大，若逐个进行建模，需要花费大量的人力和物力，工作周期长，其建模精准程度也较低，不利于后续快速准确地构建出整体的架空线路模型。

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基于BIM的架空线路模型构建方法，采用现有的Autodesk Revit平台和道亨计算软件，基于BIM技术，通过模块化结构和参数化建模的方式，以快速准确地构建出架空线路模型。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于BIM的架空线路模型构建方法，包括以下步骤：

S1、根据地形图和设计资料，分别进行线路规划和导线计算；

S2、结合线路规划结果，采用道亨计算软件进行杆塔结构设计，得到格式化的杆塔计算结果；

S3、采用Autodesk Revit平台，根据杆塔计算结果，构建杆塔模型；

S4、结合导线计算结果，从Autodesk Revit平台调用预先建立的参数化零件族库，以构建各个构件模型；

S5、将杆塔模型与各个构件模型进行定位组装，得到整体的架空线路模型。

进一步地，所述步骤S2具体是根据杆塔设计需求，结合线路规划结果，采用道亨计算软件计算得到杆件的坐标文件和满应力计算书，所述满应力计算书包括杆件选材表、杆件受力数据、补助材数据和受力材数据。

进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、将杆件的坐标文件和满应力计算书存入Autodesk Revit平台的杆件类中；

S32、调用Autodesk Revit平台的杆件生成函数，读取杆件类中存入的坐标文件和满应力计算书，生成杆件模型，即为杆塔模型。

进一步地，所述杆件生成函数具体为Autodesk Revit平台中用于生成斜撑构件的函数，由于杆塔杆件的两个端点是处于任意空间中，生成斜撑构件到的函数可以读取任意位置两点的坐标、杆件坐标和杆件满应力计算书，然后生成杆件。

进一步地，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41、根据各构件类别及对应的外形细节零件，在Autodesk Revit平台建立参数化零件族库；

S42、结合导线计算结果和参数化零件族库，将零件进行组装，分别构建各个构件模型。

进一步地，所述参数化零件族库中的零件包括螺丝族、挂环族、铝包带、直角挂板族、UB型挂板族和悬垂线夹族。

进一步地，所述构件模型包括导线族、绝缘子串族和悬垂线夹族。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明采用道亨计算软件直接计算得到杆塔杆件属性统计信息，结合Autodesk Revit平台中用于生成斜撑构件的函数，采用参数化方式，只需将杆件的格式化计算结果导入Autodesk Revit平台，就能够自动快速地生成杆塔模型，提高了前期设计资料的利用效率，避免了计算资源浪费。

二、本发明通过预先建立参数化零件族库，在建立零件族库时充分考虑各构件类别及对应的外形细节，保证各模块化零件模型的精准性，采用结构模块化方式，在构建各构件模型时，只需调用参数化零件族库中的模块化零件模型，即可组装成构件模型，不仅能保证构件模型的精准程度，同时能大大提高工作效率，缩短工作周期。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为实施例中的应用过程示意图；

图3为实施例中杆件的满应力计算书部分文件示意图；

图4为实施例中构建的耐张杆塔模型示意图；

图5为实施例中构建的悬垂杆塔模型示意图。

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。

实施例

BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)技术是Autodesk公司在2002年率先提出，已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。在我国，BIM技术的发展仍处于起步状态，我国工程建设行业从2003年开始引进BIM技术，目前的BIM标准主要是针对建筑结构工程制订的，在输变电工程中，BIM技术还不具备完善的体系。

Autodesk Revit平台是为BIM构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑，Revit是我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一。在AutodeskRevit平台中，参数化构件(亦称族)是在Revit中设计使用的所有建筑构件的基础，Revit族库就是把大量Revit族按照特性、参数等属性分类归档而成的数据库，相关行业企业或组织随着项目的开展和深入，都会积累到一套自己独有的族库，在后续的工作中，可直接调用族库数据，并根据实际情况修改参数，便可提高工作效率。

本发明考虑到输变电工程中架空线路的设计特点，基于BIM技术，将模块化思想与参数驱动技术引入架空线路建模过程中，可以极大地减少架空线路建模的工作量、缩短工作周期，提高工作效率。

架空线路中杆塔根据电压等级和地形等条件不同而有不同的塔型，塔架结构主要以角钢通过节点处的螺栓连接而成，不同杆塔的结构具有相似性和继承性，这就为架空线路的参数化建模提供了基础条件，此外，架空线路中包含多个构件，为避免传统建模方式中单独逐个建模导致的工作难度大、精准度低的问题，本发明对Autodesk Revit平台进行二次开发，以建立参数化零件族库，从而有利于后续构件模型的快速准确建模。

由此，本发明提出了一种基于BIM的架空线路模型构建方法，如图1所示，包括以下步骤：

一种基于BIM的架空线路模型构建方法，包括以下步骤：

S1、根据地形图和设计资料，分别进行线路规划和导线计算；

S2、结合线路规划结果，采用道亨计算软件进行杆塔结构设计，得到格式化的杆塔计算结果；

S3、采用Autodesk Revit平台，根据杆塔计算结果，构建杆塔模型；

S4、结合导线计算结果，从Autodesk Revit平台调用预先建立的参数化零件族库，以构建各个构件模型；

S5、将杆塔模型与各个构件模型进行定位组装，得到整体的架空线路模型。

将上述方法应用于本实施例，其具体过程如图2所示，首先根据设计资料、地形图进行线路规划、导线、杆塔的计算，根据道亨计算软件输出的计算结果，在Revit族文件中设计出杆塔模型族，然后调用前期建立的参数化零件族库组装成例如导线族、绝缘子串族等参数化构件族，最后将参数化构件族与杆塔模型族定位组装成线路，即得到整体的架空线路BIM模型，之后可将该架空线路BIM模型移交给其他单位进行架空线路的实际施工或可视化控制。

本发明采用道亨计算软件进行杆塔结构计算，可以根据设计需求计算出杆件的坐标文件以及截面、长度等，计算结果输出到满应力计算书中，图3所示为实施例中满应力计算书中的部分文件示意图，满应力计算书文件主要包括杆件选材表、杆件受力数据、补助材和受力材数据，后续建模时参照满应力计算书中的数据构建杆塔模型。

在构建杆塔模型时，杆塔的构件量大、属性多，现有的Revit软件主要面向于设计常规建筑，可以方便快捷地绘制出轴网、墙体、门窗等构件，但建立杆塔模型比较困难，这是由于手动建模需要对杆件逐个定位、逐个添加属性，工作量大，因此本发明在Revit基础之上进行二次开发，以简化建模：

Revit软件带有API(应用程序编程接口)，设计人员可以编程调用API中提供的函数来完成建模工作，本发明使用Visual Studio软件和C#语言编程，若要在程序中调用Revit API函数，需要在程序中引用RevitAPI.dll和RevitAPIUI.dll这两个动态链接库，即可调用其中提供的函数和类，根据本发明提出的方法，道亨计算软件输出的杆件坐标文件和满应力计算书文件会存入杆件类中，之后调用API中的函数读取杆件，即可构建杆件模型，这里调用的函数时Revit中生成斜撑构件的函数，由于杆塔杆件的两个端点是处于任意空间中，生成斜撑的函数可以读取任意位置两点的坐标和杆件信息后生成杆件，其他构件的生成函数则不具有这种功能，杆件生成结束后，即可得到杆塔模型，图4和图5所示分别为实施例中耐张杆塔模型和悬垂杆塔模型的示意图。

在构建构件模型时，Revit提供的族库与输变电工程相关的较少，缺少绝缘子串和其他构件的族库，因此本发明根据各构件类别及对应的外形细节零件，在Revit中自行建立零件族库。以绝缘子串为例，其构件类别和外形细节零件如表1所示：

表1

由此，结合其他各构件的相关信息，本发明在Revit中建立出包含螺丝族、挂环族、铝包带、直角挂板族、UB型挂板族和悬垂线夹族的参数化零件族库，后续将该参数化零件族库中各零件按设计需求进行组装，能够得到包含导线族、绝缘子串族和悬垂线夹族的构件模型。

综上所述，本发明基于BIM技术，提出架空线路分模块(杆塔和构件)后参数化建模的方法，以建立各模块的参数化模型，在实际应用中，只需要导入格式化的建模文本信息，即可自动构建出模型，即减少了建模工作量，同时具有准确度高、通用性好的优点。

Claims (8)

1.一种基于BIM的架空线路模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据地形图和设计资料，分别进行线路规划和导线计算；

S2、结合线路规划结果，采用道亨计算软件进行杆塔结构设计，得到格式化的杆塔计算结果；

S3、采用Autodesk Revit平台，根据杆塔计算结果，构建杆塔模型；

S4、结合导线计算结果，从Autodesk Revit平台调用预先建立的参数化零件族库，以构建各个构件模型；

S5、将杆塔模型与各个构件模型进行定位组装，得到整体的架空线路模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的架空线路模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2具体是根据杆塔设计需求，结合线路规划结果，采用道亨计算软件计算得到杆件的坐标文件和满应力计算书，所述满应力计算书包括杆件选材表、杆件受力数据、补助材数据和受力材数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的架空线路模型构建方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、将杆件的坐标文件和满应力计算书存入Autodesk Revit平台的杆件类中；

S32、调用Autodesk Revit平台的杆件生成函数，读取杆件类中存入的坐标文件和满应力计算书，生成杆件模型，即为杆塔模型。

4.根据权利要求3所述的一种基于BIM的架空线路模型构建方法，其特征在于，所述杆件生成函数具体为Autodesk Revit平台中用于生成斜撑构件的函数，由于杆塔杆件的两个端点是处于任意空间中，生成斜撑构件到的函数可以读取任意位置两点的坐标、杆件坐标和杆件满应力计算书，然后生成杆件。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的架空线路模型构建方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41、根据各构件的构件类别及对应的外形细节零件，在Autodesk Revit平台建立参数化零件族库，其中，各构件包括绝缘子串、导线和金具；

S42、结合导线计算结果和参数化零件族库，将零件进行组装，分别构建各个构件模型。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的架空线路模型构建方法，其特征在于，所述步骤S41中绝缘子串构件类别及对应的外形细节零件具体为：

7.根据权利要求5所述的一种基于BIM的架空线路模型构建方法，其特征在于，所述参数化零件族库中的零件包括螺丝族、挂环族、铝包带、直角挂板族、UB型挂板族和悬垂线夹族。

8.根据权利要求7所述的一种基于BIM的架空线路模型构建方法，其特征在于，所述构件模型包括导线族、绝缘子串族和悬垂线夹族。

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