CN112182693A - 一种基于bim的地下车库审查方法及系统 - Google Patents

一种基于bim的地下车库审查方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于BIM的地下车库审查方法及系统，属于建筑工程信息化领域，方法包括：获取BIM模型中地下车库的坡道数据、车位数据和箭头数据，坡道数据包括坡道宽度和坡度；遍历车位数据中的坐标以确定车位长度和宽度；遍历箭头数据中的坐标以确定箭头的最小外接矩形，并沿矩形两边扩散以生成车道；分别确定坡道、车位、车道的水平投影与地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，并计算重叠区域处的最低净高度；将坡道、车位、车道对应的最低净高度、车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度分别与其对应的规范阈值进行比较，以判断地下车库是否合格。基于BIM模型自动审查车库中车位、坡道、车道设计是否符合规范，提高审查速度及效率。

Description

一种基于BIM的地下车库审查方法及系统
技术领域
本发明属于建筑工程信息化领域，更具体地，涉及一种基于BIM的地下车库审查方法及系统。
背景技术
当前我国的建筑施工图审查方式主要是人工审查，即通过专业知识和工程经验丰富的审查人员通过查阅规范、手算、经验判断等方式对建筑施工图进行审查。在地下车库项目中，地下车库顶部有大量的机电管线，例如风管、喷淋管、水管等，地下车库设计中经常出现局部净高不合规的现象。此外，车道、车位、坡道具有不同的净高要求，传统的二维图纸人工审查方式很难准确迅速地找到地下车库中净高不符合规范的位置。
目前很多工程都建立有建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)，却没有一种自动化的净高审查方法。车位在工业基础类(Industry Foundation Classes，IFC)模型中往往体现为第三方构件，坡道和车道是BIM楼板IFC构件的一部分，从IFC模型中直接获取车位、车道、坡道的范围存在困难，目前并没有现成的车位、车道、坡道的范围识别以及净高审查算法。因此，亟需提供一种基于BIM的地下车库限高自动审查方法和系统，以自动的判断BIM模型中车位、车道、坡道设计是否符合规范。
发明内容
针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于BIM的地下车库审查方法及系统，其目的在于自动审查车库中车位、坡道、车道设计是否符合规范，提高审查速度及效率。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于BIM的地下车库审查方法，包括：S1，获取BIM模型中地下车库的坡道数据、车位数据和箭头数据，所述坡道数据包括坡道宽度和坡度；S2，遍历所述车位数据中的车位坐标以确定车位顶点，并根据所述车位顶点的车位坐标计算车位长度和车位宽度；S3，遍历所述箭头数据中的箭头坐标以确定所述箭头坐标所对应箭头的最小外接矩形，并沿所述最小外接矩形的两边扩散以生成车道；S4，分别确定坡道、车位、车道的水平投影与所述地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，并分别计算重叠区域处所述坡道、车位、车道与上方构件之间的最低净高度；S5，当坡道对应的最低净高度、车位对应的最低净高度、车道对应的最低净高度中任一项低于其对应的规范阈值时，或者当车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度中任一项超出其对应的规范阈值范围时，所述地下车库不合格；否则，所述地下车库合格。
更进一步地，所述操作S5之后，方法还包括：基于web页面显示所述地下车库的坡道、车位和车道，并将所述地下车库中的不合格构件高亮显示。
更进一步地，所述车位顶点包括所述车位数据中最大横坐标、最小横坐标、最大纵坐标和最小纵坐标所对应的四个车位坐标。
更进一步地，所述沿所述最小外接矩形的两边扩散以生成车道，包括：沿所述最小外接矩形的短边方向扩散至单车道规范宽度；沿所述最小外接矩形的长边方向扩散直到扩散至障碍物处；沿所述最小外接矩形的短边方向扩散直到扩散至障碍物处，并将扩散形成的区域识别为所述车道。
更进一步地，所述分别确定坡道、车位、车道的水平投影与所述地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，包括：从所述BIM模型中分别获取形成所述坡道、车位、车道以及上方构件所处区域的三角单元；将所述坡道、车位、车道所对应第一三角单元的水平投影分别与所述上方构件所对应第二三角单元的水平投影进行相交计算，以将重叠的第一三角单元和第二三角单元设置为所述重叠区域。
更进一步地，所述操作S1包括：提取所述BIM模型中的IFC文件，并将所述IFC文件转化为OBJ模型；分别查询所述IFC文件中坡道、车位、箭头所对应的属性码，并根据所述属性码在所述OBJ模型中识别所述坡道数据、车位数据和箭头数据。
更进一步地，所述将所述IFC文件转化为OBJ模型，包括：利用IFC-Convert插件，自动将所述IFC文件转化为OBJ模型。
更进一步地，所述操作S5之后，方法还包括：以word格式，输出所述地下车库中的不合格构件以及其对应的不合格信息。
按照本发明的另一个方面，提供了一种基于BIM的地下车库审查系统，包括：获取模块，用于获取BIM模型中地下车库的坡道数据、车位数据和箭头数据，所述坡道数据包括坡道宽度和坡度；第一计算模块，用于遍历所述车位数据中的车位坐标以确定车位顶点，并根据所述车位顶点的车位坐标计算车位长度和车位宽度；车道生成模块，用于遍历所述箭头数据中的箭头坐标以确定所述箭头坐标所对应箭头的最小外接矩形，并沿所述最小外接矩形的两边扩散以生成车道；第二计算模块，用于分别确定坡道、车位、车道的水平投影与所述地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，并分别计算重叠区域处所述坡道、车位、车道与上方构件之间的最低净高度；判断模块，用于判断所述地下车库是否合格，当坡道对应的最低净高度、车位对应的最低净高度、车道对应的最低净高度中任一项低于其对应的规范阈值时，或者当车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度中任一项超出其对应的规范阈值范围时，所述地下车库不合格；否则，所述地下车库合格。
更进一步地，所述系统还包括：显示模块，用于基于web页面显示所述地下车库的坡道、车位和车道，并将所述地下车库中的不合格构件高亮显示。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
(1)在地下车库设计图纸审查中，基于BIM模型识别车位、车道和坡道并获取相应的坐标范围及尺寸，自动审查BIM模型中车位、车道、坡道与其上方的构件之间的净高度是否存在净高超限情况，并自动审查BIM模型中车位长度、宽度、坡道宽度以及坡度设计是否符合规范，快速而准确地自动检测出不合格构件及区域，提高审查速度及效率，降低人力成本；
(2)将地下车库中不符合限高规范的构件、区域以及不符合尺寸规范的车位坡道进行高亮显示，并直观明确地输出word审查报告，提高审图人员的审图效率，具有极高的工程使用价值。
附图说明
图1为本发明实施例提出的基于BIM的地下车库审查方法的流程图；
图2为本发明实施例提出的基于BIM的地下车库审查方法中识别车位长度宽度的示意图；
图3A-3D为本发明实施例提出的基于BIM的地下车库审查方法中生成车道的过程示意图；
图4为本发明实施例提出的基于BIM的地下车库审查方法输出的审查报告；
图5为本发明实施例提出的基于BIM的地下车库审查方法保存的审查结果；
图6为本发明实施例提出的基于BIM的地下车库审查系统的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：
600为基于BIM的地下车库审查系统，610为获取模块，620为第一计算模块，630为车道生成模块，640为第二计算模块，650为判断模块。
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详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
图1为本发明实施例提出的基于BIM的地下车库审查方法的流程图。参阅图1，结合图2-图5，对本实施例中基于BIM的地下车库审查方法进行详细说明，方法包括操作S1-操作S5。
S1，获取BIM模型中地下车库的坡道数据、车位数据和箭头数据，坡道数据包括坡道宽度和坡度。
本发明实施例中，操作S1包括子操作S11-子操作S12。
在子操作S11中，提取BIM模型中的IFC文件，并将IFC文件转化为OBJ模型。
BIM模型中包含有完整的建筑工程信息库，信息库中包含有建筑物构件的几何信息、属性信息以及状态信息等。常见的BIM模型建立软件，均支持IFC格式文件的导入导出。
本实施例中，将IFC-Convert插件嵌入审查系统中，并将从BIM模型中导出的IFC文件导入审查系统中，当用户上传IFC文件后，IFC-Convert插件自动将IFC文件转化为OBJ模型。进一步地，将OBJ模型传入Unity可视化平台，以基于BIM模型及审查结果对地下车库全专业模型进行显示。
S12，分别查询IFC文件中坡道、车位、箭头所对应的属性码，并根据属性码在OBJ模型中识别坡道数据、车位数据和箭头数据。
IFC文件中存储有属性信息，通过IFC文件中的属性信息来区分坡道、车位、箭头。OBJ模型中存储有坡道、车位、箭头的几何信息。IFC文件和OBJ模型之间通过Global ID进行连接。
本实施例中，识别IFC文件中的第三方族IfcBuildingElementProxy属性中地下车库的坡道、车位、箭头名称的UTF-8码来分别识别坡道、车位和箭头，该UTF-8码即为属性码。例如在IFC文件中查找IfcBuildingElementProxy字段“停车位族”对应的UTF-8码，查询到的UTF-8码为“505C8F664F4D65CF”，将其分解为(505C，8F66，4F4D，65CF)，即(505C，8F66，4F4D，65CF)为该地下车库中车位对应的属性码。进一步地，在OBJ模型中识别该属性码所对应的数据，例如将属性码(505C，8F66，4F4D，65CF)所对应的数据识别为车位数据。
坡道数据中包括坡道宽度和坡度。车位数据中包括形成各个车位的大量车位坐标，如图2中所示阴影区域中的坐标点。箭头数据中包括形成箭头的大量箭头坐标，如图3中所示箭头区域中的坐标点。
S2，遍历车位数据中的车位坐标以确定车位顶点，并根据车位顶点的车位坐标计算车位长度和车位宽度。
遍历车位数据中的车位坐标，并求得该车位的最大横坐标Xmax、最小横坐标Xmin、最大纵坐标Ymax和最小纵坐标Ymin，以获得该车位的外接矩形，如图2所示。将包含最大横坐标Xmax、最小横坐标Xmin、最大纵坐标Ymax或最小纵坐标Ymin的四个车位坐标识别为车位顶点，如图2中示出的P1(X1，Ymax)、P2(Xmin，Y1)、P3(X2，Ymin)、P4(Xmax，Y2)即为车位的四个顶点，其中，X1、X2均介于Xmin与Xmax之间，Y1、Y2均介于Ymin与Ymax之间。进一步地，例如计算车位顶点P1与车位顶点P2之间的距离，以及计算车位顶点P1与车位顶点P4之间的距离，将这两个距离中的较小值识别为车位宽度，将较大值识别为车位长度。
S3，遍历箭头数据中的箭头坐标以确定箭头坐标所对应箭头的最小外接矩形，并沿最小外接矩形的两边扩散以生成车道。
本发明实施例中，操作S3包括子操作S31-子操作S34。
在子操作S31中，遍历箭头数据中的箭头坐标，并求得该箭头数据中的最大横坐标、最小横坐标、最大纵坐标和最小纵坐标，以获得该箭头的最小外接矩形，如图3A所示。
在子操作S32中，沿最小外接矩形的短边方向扩散至单车道规范宽度，如图3B所示。单车道规范宽度例如为两米，则沿着矩形短边的方向扩散两米。
在子操作S33中，沿最小外接矩形的长边方向扩散直到扩散至障碍物处。沿最小外接矩形的长边方向扩散直到遇见障碍物，障碍物例如为柱子、车位、墙以及其他构件等，当遇到障碍物时停止长边方向的扩散，如图3C所示。
在子操作S34中，沿最小外接矩形的短边方向扩散直到扩散至障碍物处，并将扩散形成的最大矩形区域识别为车道，如图3D所示。进一步地，将该最大矩形区域作为车道的几何坐标范围，识别BIM模型中该几何坐标范围内的高度以作为车道的标高。
S4，分别确定坡道、车位、车道的水平投影与地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，并分别计算重叠区域处坡道、车位、车道与上方构件之间的最低净高度。
本发明实施例中，操作S4包括子操作S41-子操作S43。
在子操作S41中，从BIM模型中分别获取形成坡道、车位、车道以及上方构件所处区域的三角单元。
本实施例中，上方构件例如为地下车库中的结构构件、机电构件、装饰构件等。坡道、车位、车道、上方构件均由很多个小的三角单元组成，具体地，从OBJ模型中分别获取组成坡道、车位、车道、上方构件的所有三角单元。
在子操作S42中，将坡道、车位、车道所对应第一三角单元的水平投影分别与上方构件所对应第二三角单元的水平投影进行相交计算，以将重叠的第一三角单元和第二三角单元设置为重叠区域。
将组成坡道、车位、车道的所有三角单元与组成上方构件的所有三角单元投影到同一水平面上。通过坡道、上方构件所对应三角单元投影之间的相交计算确定坡道与上方构件水平投影之间的重叠区域；通过车位、上方构件所对应三角单元投影之间的相交计算确定车位与上方构件水平投影之间的重叠区域；通过车道、上方构件所对应三角单元投影之间的相交计算确定车道与上方构件水平投影之间的重叠区域。
在子操作S43中，分别计算重叠区域处坡道、车位、车道与上方构件之间的最低净高度。
以车位为例说明车位与上方构件之间最低净高度的计算过程。将与车位对应的一个三角单元水平投影与上方构件对应的一个三角单元水平投影进行相交计算，以判断这两个三角单元水平投影是否存在重叠，若存在重叠，计算这两个三角单元之间的标高差，该标高差即为这两个三角单元之间的净高度，以此类推，将车位对应的三角单元水平投影逐一与上方构件对应的各个三角单元水平投影进行相交计算，并计算出存在重叠的三角单元之间的标高差，得到多个标高差，该多个标高差中的最小标高差即为车位与上方构件之间的最低净高度。对于坡道和车道，同样采用以上计算方法来计算坡道与上方构件之间的最低净高度，以及计算车道与上方构件之间的最低净高度。
本实施例中，两个三角单元水平投影之间的相交计算的具体操作如下。假设其中一个三角单元水平投影OPQ的三个顶点分别为O、P、Q，另一个三角单元水平投影RST的三个顶点分别为R、S、T，如果三角形RST中有顶点位于三角形OPQ内部，则这两个三角单元水平投影之间存在重叠。
进一步地，以R点为例说明如何判断顶点R是否位于三角形OPQ内部，计算R点到三角形OPQ各个顶点之间的向量
Figure BDA0002663241730000091
并进行以下计算：
Figure BDA0002663241730000094
Figure BDA0002663241730000092
Figure BDA0002663241730000093
当T1、T2、T3正负符号相同时，表明R点位于三角形OPQ内部，否则，表明R点位于三角形OPQ外部。对顶点S和顶点T均进行以上判断，以判断三角形OPQ与三角形RST之间是否存在重叠。
S5，当坡道对应的最低净高度、车位对应的最低净高度、车道对应的最低净高度中任一项低于其对应的规范阈值时，或者当车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度中任一项超出其对应的规范阈值范围时，地下车库不合格；否则，地下车库合格。
当坡道最低净高度、车位最低净高度、车道最低净高度中任一项低于其对应的规范阈值时，或者当车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度中任一项不在其对应的规范阈值范围内时，地下车库不合格。
本发明实施例中，还可以根据判断结果得到不合格地下车库的不合格构件以及不合格信息等，并以word格式，输出地下车库中的不合格构件以及其对应的不合格信息，输出形成的审查报告如图4所示。不合格构件例如为车位，车位与上方构件之间的最低净高度不合格时，不合格信息例如包括最低净高度、该最低净高度对应的上方构件、净高度规范阈值、所依据的规范及规范编码等。
本实施例中，可以预先建立并存储有事实词条和规则库，将审查结果结构化地存储在事实词条中，并将事实词条与规则库相连接，判断并且保存审查结果，如图5所示。
本发明实施例中，还基于web页面显示地下车库的坡道、车位和车道，并将地下车库中的不合格构件高亮显示。具体地，设计基于Unity的web网页开放平台，对接地下车库设计规范库，并读取获得的坡道最低净高度、车位最低净高度、车道最低净高度、车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度等。在web页面中以不同颜色显示地下车库的坡道、车位和车道，根据读取值与设计规范库中的规范值判断得到地下车库中的不合格构件，并对不合格构件高亮显示。进一步地，还可以通过不合格构件的名称在IFC文件的构件列表中检索构件，并且自动跳跃到所检索构件的视图上。
图6为本发明实施例提出的基于BIM的地下车库审查系统600的结构示意图。参阅图6，该基于BIM的地下车库审查系统600包括获取模块610、第一计算模块620、车道生成模块630、第二计算模块640以及判断模块650。
获取模块610例如执行操作S1，用于获取BIM模型中地下车库的坡道数据、车位数据和箭头数据，坡道数据包括坡道宽度和坡度。
第一计算模块620例如执行操作S2，用于遍历车位数据中的车位坐标以确定车位顶点，并根据车位顶点的车位坐标计算车位长度和车位宽度。
车道生成模块630例如执行操作S3，用于遍历箭头数据中的箭头坐标以确定箭头坐标所对应箭头的最小外接矩形，并沿最小外接矩形的两边扩散以生成车道。
第二计算模块640例如执行操作S4，用于分别确定坡道、车位、车道的水平投影与地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，并分别计算重叠区域处坡道、车位、车道与上方构件之间的最低净高度。
判断模块650例如执行操作S5，用于判断地下车库是否合格，当坡道对应的最低净高度、车位对应的最低净高度、车道对应的最低净高度中任一项低于其对应的规范阈值时，或者当车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度中任一项超出其对应的规范阈值范围时，地下车库不合格；否则，地下车库合格。
基于BIM的地下车库审查系统600还包括显示模块，显示模块用于基于web页面显示地下车库的坡道、车位和车道，并将地下车库中的不合格构件高亮显示。
基于BIM的地下车库审查系统600用于执行上述图1-图5所示实施例中的基于BIM的地下车库审查方法。本实施例未尽之细节，请参阅前述图1-图5所示实施例中的基于BIM的地下车库审查方法，此处不再赘述。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于BIM的地下车库审查方法，其特征在于，包括：
S1，获取BIM模型中地下车库的坡道数据、车位数据和箭头数据，所述坡道数据包括坡道宽度和坡度；
S2，遍历所述车位数据中的车位坐标以确定车位顶点，并根据所述车位顶点的车位坐标计算车位长度和车位宽度；
S3，遍历所述箭头数据中的箭头坐标以确定所述箭头坐标所对应箭头的最小外接矩形，并沿所述最小外接矩形的两边扩散以生成车道；
S4，分别确定坡道、车位、车道的水平投影与所述地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，并分别计算重叠区域处所述坡道、车位、车道与上方构件之间的最低净高度；
S5，当坡道对应的最低净高度、车位对应的最低净高度、车道对应的最低净高度中任一项低于其对应的规范阈值时，或者当车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度中任一项超出其对应的规范阈值范围时，所述地下车库不合格；否则，所述地下车库合格。
2.如权利要求1所述的基于BIM的地下车库审查方法，其特征在于，所述操作S5之后，方法还包括：
基于web页面显示所述地下车库的坡道、车位和车道，并将所述地下车库中的不合格构件高亮显示。
3.如权利要求1所述的基于BIM的地下车库审查方法，其特征在于，所述车位顶点包括所述车位数据中最大横坐标、最小横坐标、最大纵坐标和最小纵坐标所对应的四个车位坐标。
4.如权利要求1所述的基于BIM的地下车库审查方法，其特征在于，所述沿所述最小外接矩形的两边扩散以生成车道，包括：
沿所述最小外接矩形的短边方向扩散至单车道规范宽度；
沿所述最小外接矩形的长边方向扩散直到扩散至障碍物处；
沿所述最小外接矩形的短边方向扩散直到扩散至障碍物处，并将扩散形成的区域识别为所述车道。
5.如权利要求1所述的基于BIM的地下车库审查方法，其特征在于，所述分别确定坡道、车位、车道的水平投影与所述地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，包括：
从所述BIM模型中分别获取形成所述坡道、车位、车道以及上方构件所处区域的三角单元；
将所述坡道、车位、车道所对应第一三角单元的水平投影分别与所述上方构件所对应第二三角单元的水平投影进行相交计算，以将重叠的第一三角单元和第二三角单元设置为所述重叠区域。
6.如权利要求1所述的基于BIM的地下车库审查方法，其特征在于，所述操作S1包括：
提取所述BIM模型中的IFC文件，并将所述IFC文件转化为OBJ模型；
分别查询所述IFC文件中坡道、车位、箭头所对应的属性码，并根据所述属性码在所述OBJ模型中识别所述坡道数据、车位数据和箭头数据。
7.如权利要求6所述的基于BIM的地下车库审查方法，其特征在于，所述将所述IFC文件转化为OBJ模型，包括：
利用IFC-Convert插件，自动将所述IFC文件转化为OBJ模型。
8.如权利要求1-7任一项所述的基于BIM的地下车库审查方法，其特征在于，所述操作S5之后，方法还包括：
以word格式，输出所述地下车库中的不合格构件以及其对应的不合格信息。
9.一种基于BIM的地下车库审查系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取BIM模型中地下车库的坡道数据、车位数据和箭头数据，所述坡道数据包括坡道宽度和坡度；
第一计算模块，用于遍历所述车位数据中的车位坐标以确定车位顶点，并根据所述车位顶点的车位坐标计算车位长度和车位宽度；
车道生成模块，用于遍历所述箭头数据中的箭头坐标以确定所述箭头坐标所对应箭头的最小外接矩形，并沿所述最小外接矩形的两边扩散以生成车道；
第二计算模块，用于分别确定坡道、车位、车道的水平投影与所述地下车库中上方构件的水平投影之间的重叠区域，并分别计算重叠区域处所述坡道、车位、车道与上方构件之间的最低净高度；
判断模块，用于判断所述地下车库是否合格，当坡道对应的最低净高度、车位对应的最低净高度、车道对应的最低净高度中任一项低于其对应的规范阈值时，或者当车位长度、车位宽度、坡道宽度、坡度中任一项超出其对应的规范阈值范围时，所述地下车库不合格；否则，所述地下车库合格。
10.如权利要求9所述的基于BIM的地下车库审查系统，其特征在于，所述系统还包括：
显示模块，用于基于web页面显示所述地下车库的坡道、车位和车道，并将所述地下车库中的不合格构件高亮显示。
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