CN113392462A - 一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的本发明公开了一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，包括以下步骤：建立污水管网构件库；建立污水管网数据库；在Revit中开发污水管网建模操作界面；通过操作界面进行Revit与数据库的交互。实现了污水管网及其缺陷排查信息的快速三维建模，快速地表达出污水管网的三维整体形态，解决了二维形式的信息交流和共享方式不够直观化、无法满足沟通需求的问题，为污水管网运营和维护提供了可视化数据平台，提高了管网设计、施工、运维阶段的工作效率，促进BIM技术在市政管网工程领域的发展。

Description

一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法

技术领域

本发明属于建筑与土木工程技术领域，具体涉及一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法。

背景技术

BIM作为建筑工程项目信息化发展的创新工具之一，可以集成工程项目相关信息，构建信息化、可视化和智能化三维模型并应用于工程各个阶段，实现工程信息的集成和共享管理。BIM的核心是建模，随着当前软硬件技术的迅速发展，涌现了许多BIM软件，其中，Autodesk旗下的Revit软件使用范围广、兼容性强、操作简单，是应用最为广泛的BIM软件之一。

Revit软件提供了支持建筑设计、MEP工程设计和结构工程的工具，但Revit中预定义的系统族以建筑相关构件为主，缺乏地下管网构件族，无法快速、高效地构建地下污水管网模型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，实现污水管网及管道排查缺陷的快速建模，为污水管网运营和维护提供了可视化数据平台，提高了管网设计、施工、运维阶段的工作效率，促进BIM技术在市政管网工程领域的发展。

本发明所采用的技术方案是：一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，包括以下步骤：

步骤1、建立污水管网构件库；

步骤2、建立污水管网数据库；

步骤3、在Revit中开发污水管网建模操作界面；

步骤4、通过操作界面进行Revit与数据库的交互，实现污水管网及其缺陷排查信息的快速三维建模。

本发明的特点还在于，

步骤1中建立的污水管网构件库包括管道本体、管道缺陷、管线节点设备、流体动力设施和管线控制设施，具体建立步骤如下：

步骤1.1、对污水管网结构进行分析，确定管道本体、管道缺陷、管线节点设备、流体动力设施、管线控制设施五类构件类别，并确定建每类构件的族样板；

步骤1.2、分析构件参数属性，设计构件参数化截面后绘制构件几何截面图，然后通过拉伸、融合命令完成三维建模；

步骤1.3、选择参数类型并设置各构件相应的族参数；

步骤1.4、调试族参数，观察模型是否受参数驱动而变化，若驱动成功，则完成构件建模，若驱动失败，重新设置族参数。

步骤1.1中的管线节点设备包括检查井、化粪池或沉淀池；流体动力设施为污水泵；管线控制设施为阀门。

步骤1.2的构件参数属性中管道、管线节点设备、流体动力设施和管线控制设施的参数属性均包括尺寸属性、材质属性、空间属性及排查信息属性；管道缺陷的参数属性包括空间属性和排查信息属性。

步骤1.3中设置管道缺陷相应的族参数时选择基于面的公制常规模型.rft族样板。

步骤2的具体步骤如下：

步骤2.1、准确了解和分析用户需求并对需求综合、归纳与抽象，形成概念模型，用E-R图表示，确认需求信息的正确性和完整性；

步骤2.2、选用轻量级嵌入式数据库SQLite，设计存储管网缺陷信息的数据库和数据库表结构；

步骤2.3、使用Python 3.6中自带的sqlite3模块创建SQLite数据库，并在Python3.6、PyCharm、Qt Designer、PySide2的配置环境下设计开发操作系统进行数据库可视化。

步骤2.2中的数据库表包括管线数据、检查井数据和缺陷数据三部分，管线数据记录管点之间污水管段的空间信息、属性信息，检查井数据记录上为检查和清理管道而设立的窨井的属性信息、勘测信息，缺陷数据用于记录管段中检测缺陷的属性信息、评估信息。

步骤3的具体步骤如下：

步骤3.1、在Visual Studio中创建项目并新建C#类，引用Revit API.dll和RevitAPIUI.dll程序集；

步骤3.2、继承IExternalApplication接口，并调用OnShutdown和OnStartup函数，进行Ribbon界面扩展主程序代码的编写，创建污水管网RibbonTab，并在污水管网RibbonTab中创建污水管网构件和连接数据库RibbonPanel面板，随后在新建面板中添加检查井、污水泵的下拉按钮或命令按钮；

步骤3.3、在Visual Studio中运行类库生成.dll文件并获取文件位置，在Revit中使用插件Add-In Manager加载Application生成界面扩展的.addin文件并将其放置于本地Revit的Addins文件夹，形成界面扩展插件。

步骤4的具体步骤如下：

步骤4.1、在Visual Studio引用Revit API.dll和Revit APIUI.dll程序集，在C#Framework中创建污水管网构件实体类作为传递数据的载体；

步骤4.2、在Visual Studio中创建污水管网构建实体类成功后会生成.exe可执行文件，然后在Revit中使用外部工具Add-In Manager插件载入创建管道实体类的可执行文件，成功后Revit界面绘图区域出现实体模型；

步骤4.3、建立与数据库表相对应的实体类，一个类对应一张数据库表；

步骤4.4、编写连接字符串和SQL语句，建立连接字符串与数据库之间的连接，读取数据库返回值；

步骤4.5、使用SqlHelper类对连接、打开SQL的操作代码封装成方法，设计WPF功能界面并将其搭接至Revit的Ribbon命令按钮，通过功能界面实现Revit对数据库中污水管网空间信息、属性信息的快速访问和提取并将其加载至Revit绘图区域，完成污水管网的快速建模。

本发明的有益效果是：本发明一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，建立了污水管网构件库，并基于Revit软件的二次开发实现Revit与数据库的交互，建立了一种包括排查缺陷在内的污水管网快速化建模方法，通过本方法可以在Revit中迅速调用污水管网构件库中的构件族，同时读取数据库信息，从而快速地建立污水管网模型；本发明快速地表达出污水管网的三维整体形态，解决了二维形式的信息交流和共享方式不够直观化，无法满足沟通需求的问题，为污水管网运营和维护提供了可视化数据平台，提高了管网设计、施工、运维阶段的工作效率，促进BIM技术在市政管网工程领域的发展。

附图说明

图1是本发明一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法中污水管网构件库建立流程图；

图2是本发明一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法中污水管网构件库中的主要构件族；

图3是本发明一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法中污水管网数据库示意图；

图4是本发明一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法中基于Revit软件的二次开发流程图；

图5是本发明一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法中Revit二次开发后的污水管网模块界面示意图；

图6是本发明一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法中基于Revit软件建立的污水管网实例模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，包括以下步骤：

S1：建立污水管网构件库；

S2：建立污水管网数据库；

S3：在Revit中开发污水管网建模操作界面；

S4：通过操作界面进行Revit与数据库的交互，实现污水管网及其缺陷排查信息的快速三维建模。

上述步骤S1实施的具体步骤为：

S1.1：构件规划分析。对污水管网结构进行分析，确定管道本体，管道缺陷，管线节点设备(以检查井、化粪池、沉淀池为主)，流体动力设施(污水泵)、管线控制设施(阀门)五类构件类别，并确定建每类构件的族样板；在该步骤中管道缺陷是依附于管道存在的，因此新建管道缺陷参数族时选择基于面的公制常规模型.rft族样板，该类族在项目中放置后会有一个特别的参数—主体，主体参数会显示这个族所对应的主体，这个主体一旦被移动，对应族会跟着移动；

S1.2：构件几何建模。分析构件几何特点，设计构件参数化截面后绘制构件几何截面图，然后通过拉伸、融合等命令完成三维建模；其中管道本体、管线节点设备、流体动力设施、管线控制设施的参数属性包括尺寸属性，材质属性，空间属性及排查信息属性；管道缺陷的参数属性包括空间属性和排查信息属性；

S1.3：族参数设置。选择合适的参数类型并设置各构件相应的族参数；

S1.4：参数调试。调试族参数，观察模型是否受参数驱动而变化，若驱动成功，则完成构件建模，若驱动失败，重新设置族参数。

上述步骤S2实施的具体步骤为：

S2.1：需求分析。准确了解和分析用户需求，使得设计的数据库表在保持良好的使用性的同时，尽可能减少数据冗余，确保数据的准确性；

S2.2：概念设计。对需求综合、归纳与抽象，形成概念模型，用E-R图表示，确认需求信息的正确性和完整性；

S2.3：数据库设计。根据数据库设计范式、相关规范标准设计数据库表及表结构(表的字段个数，每个字段的名称、数据类型和长度等信息)，主要的数据库表有pipeline(管线线表)、pipe_manhole(检查井表)、pipeline_defect(缺陷点表)；

S2.4：信息存储。将污水管网的管点、管线以及排查过程中的缺陷信息存储至数据库中。

上述步骤S3实施的具体步骤为：

S3.1：创建“污水管网”选项卡；

S3.2：在“污水管网”选项卡下，创建检查井、污水泵、沉淀池、化粪池、阀门、管道缺陷等构件和数据库面板。

上述步骤S4实施的具体步骤为：

S4.1：创建污水管网构件实体类；

S4.2：创建与数据库表相对应的类；

S4.2：数据库的连接与交互，将S4.1和S4.2中编写的代码搭接至S3开发的污水管网建模操作界面，通过可视化用户界面实现数据库与Revit的连接和交互。

以下结合上述步骤详细说明实施该实例的具体步骤：

S1，建立污水管网构件库；

污水管网构件库的建立流程如图1所示，首先对污水管网构件进行规划分析。将其结构确定为管道本体、管道缺陷、管线节点设备、流体动力设施、管线控制设施五类构件类别，并确定建每类构件的族样板；其次，设计构件参数化截面后绘制构件几何截面图，通过拉伸、融合等命令完成构件几何建模；然后，选择参数类型并设置各构件族参数；最后，调试族参数，实现模型受参数驱动而变化。按照上述流程依次建立构件模型从而形成污水管网构件库，构件库中的主要构件族如图2所示。

S2，建立污水管网数据库；

首先对需求综合、归纳与抽象，形成概念模型，确认需求信息的正确性和完整性；然后选用轻量级嵌入式数据库SQLite，设计存储管网缺陷信息的数据库和数据库表结构，数据库表主要包含三部分，即管线数据、检查井数据和缺陷数据。管线数据记录管点之间污水管段的空间信息、属性信息等，检查井数据记录上为检查和清理管道而设立的窨井的属性信息、勘测信息等，缺陷数据用于记录管段中检测缺陷的属性信息、评估信息等；最后使用Python 3.6中自带的sqlite3模块创建SQLite数据库，并在Python3.6、PyCharm、QtDesigner、PySide2的配置环境下设计开发操作系统进行数据库可视化，数据库的主界面如图3所示。

S3：在Revit中开发污水管网建模操作界面；

如图4所示的Revit二次开发流程图，首先，在VS中创建项目并新建C#类，引用Revit API.dll和Revit APIUI.dll程序集；然后，继承IExternalApplication接口，并调用OnShutdown和OnStartup函数，进行Ribbon界面扩展主程序代码的编写，创建污水管网RibbonTab，并在污水管网RibbonTab中创建污水管网构件和连接数据库RibbonPanel面板，随后在新建面板中添加检查井、污水泵等下拉按钮或命令按钮；最后，在Visual Studio中运行类库生成.dll文件并获取文件位置，在Revit中使用插件Add-In Manager加载Application生成界面扩展的.addin文件并将其放置于本地Revit的Addins文件夹，形成界面扩展插件，完成后的Revit扩展模块与界面如图5所示。

S4：通过操作界面进行Revit与数据库的交互，实现污水管网及其缺陷排查信息的快速三维建模；

首先，在Visual Studio引用Revit API.dll和Revit APIUI.dll程序集，在C#Framework中创建污水管网构件实体类作为传递数据的载体；其次，在Visual Studio中创建污水管网构建实体类成功后会生成.exe可执行文件，然后在Revit中使用外部工具Add-In Manager插件载入创建管道实体类的可执行文件，若创建成功，Revit界面绘图区域会出现实体模型；再次，为了便于二次开发中数据库信息与模型的交互，建立与数据库表相对应的实体类，一个类对应一张数据库表；然后，编写连接字符串和SQL语句，建立连接字符串与数据库之间的连接，读取数据库返回值；最后，为了简化连接数据库时代码的重复编写，使用SqlHelper类对连接、打开SQL等操作代码封装成方法，设计WPF功能界面并将其搭接至Revit的Ribbon命令按钮，通过功能界面可实现Revit对数据库中污水管网空间、结构等属性信息的快速访问和提取并将其加载至Revit绘图区域，完成污水管网的快速建模，如图6所示。

Claims (9)

1.一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立污水管网构件库；

步骤2、建立污水管网数据库；

步骤3、在Revit中开发污水管网建模操作界面；

步骤4、通过操作界面进行Revit与数据库的交互，实现污水管网及其缺陷排查信息的快速三维建模。

2.如权利要求1所述的一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，所述步骤1中建立的污水管网构件库包括管道本体、管道缺陷、管线节点设备、流体动力设施和管线控制设施，具体建立步骤如下：

步骤1.1、对污水管网结构进行分析，确定管道本体、管道缺陷、管线节点设备、流体动力设施、管线控制设施五类构件类别，并确定建每类构件的族样板；

步骤1.2、分析构件参数属性，设计构件参数化截面后绘制构件几何截面图，然后通过拉伸、融合命令完成三维建模；

步骤1.3、选择参数类型并设置各构件相应的族参数；

步骤1.4、调试族参数，观察模型是否受参数驱动而变化，若驱动成功，则完成构件建模，若驱动失败，重新设置族参数。

3.如权利要求2所述的一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，所述步骤1.1中的管线节点设备包括检查井、化粪池或沉淀池；流体动力设施为污水泵；管线控制设施为阀门。

4.如权利要求3所述的一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，所述步骤1.2的构件参数属性中管道、管线节点设备、流体动力设施和管线控制设施的参数属性均包括尺寸属性、材质属性、空间属性及排查信息属性；管道缺陷的参数属性包括空间属性和排查信息属性。

5.如权利要求2所述的一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，所述步骤1.3中设置管道缺陷相应的族参数时选择基于面的公制常规模型.rft族样板。

6.如权利要求4所述的一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤如下：

步骤2.1、准确了解和分析用户需求并对需求综合、归纳与抽象，形成概念模型，用E-R图表示，确认需求信息的正确性和完整性；

步骤2.2、选用轻量级嵌入式数据库SQLite，设计存储管网缺陷信息的数据库和数据库表结构；

步骤2.3、使用Python 3.6中自带的sqlite3模块创建SQLite数据库，并在Python3.6、PyCharm、Qt Designer、PySide2的配置环境下设计开发操作系统进行数据库可视化。

7.如权利要求6所述的一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，所述步骤2.2中的数据库表包括管线数据、检查井数据和缺陷数据三部分，管线数据记录管点之间污水管段的空间信息、属性信息，检查井数据记录上为检查和清理管道而设立的窨井的属性信息、勘测信息，缺陷数据用于记录管段中检测缺陷的属性信息、评估信息。

8.如权利要求7所述的一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，所述步骤3的具体步骤如下：

步骤3.1、在Visual Studio中创建项目并新建C#类，引用Revit API.dll和RevitAPIUI.dll程序集；

步骤3.2、继承IExternalApplication接口，并调用OnShutdown和OnStartup函数，进行Ribbon界面扩展主程序代码的编写，创建污水管网RibbonTab，并在污水管网RibbonTab中创建污水管网构件和连接数据库RibbonPanel面板，随后在新建面板中添加检查井、污水泵的下拉按钮或命令按钮；

步骤3.3、在Visual Studio中运行类库生成.dll文件并获取文件位置，在Revit中使用插件Add-In Manager加载Application生成界面扩展的.addin文件并将其放置于本地Revit的Addins文件夹，形成界面扩展插件。

9.如权利要求8所述的一种基于Revit二次开发的污水管网快速化建模方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤如下：

步骤4.1、在Visual Studio引用Revit API.dll和Revit APIUI.dll程序集，在C#Framework中创建污水管网构件实体类作为传递数据的载体；

步骤4.2、在Visual Studio中创建污水管网构建实体类成功后会生成.exe可执行文件，然后在Revit中使用外部工具Add-In Manager插件载入创建管道实体类的可执行文件，成功后Revit界面绘图区域出现实体模型；

步骤4.3、建立与数据库表相对应的实体类，一个类对应一张数据库表；

步骤4.4、编写连接字符串和SQL语句，建立连接字符串与数据库之间的连接，读取数据库返回值；

步骤4.5、使用SqlHelper类对连接、打开SQL的操作代码封装成方法，设计WPF功能界面并将其搭接至Revit的Ribbon命令按钮，通过功能界面实现Revit对数据库中污水管网空间信息、属性信息的快速访问和提取并将其加载至Revit绘图区域，完成污水管网的快速建模。

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