CN113468651B - 一种bim用于接触网材料快速建模及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法。本发明包括以下步骤：S1，获取组成接触网工程的所有标准零件图纸；基于所述标准零件图纸构建标准零件模型，形成标准零件族库；S2，创建多个接触网安装族，形成接触网安装族库，所述接触网安装族由所述标准零件族库中的多个标准零件族通过嵌套组装形成；S3，输入组成接触网安装族的多个标准零件族之间的关联公式；S4，在接触网安装族中添加约束参数，通过约束参数与关联公式的结合将接触网安装族参数化；并将部分约束参数设置为共享参数；S5，基于建设过程中共享参数的具体值，调节接触网安装族，以进行材料统计。具有能够提高建模效率，便于统计材料的效果。

Description

一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法

技术领域

本发明涉及一种BIM建模方法，特别涉及一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法。

背景技术

建筑信息模型（Building Information Modeling）是建筑学、工程学及土木工程的新工具。应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。在现有技术中，将BIM和接触网工程结合起来运用的普遍方法都是以线路设计资料为基础，在统一的BIM软件平台上，进行接触网的设计。将BIM技术运用到接触网工程中，能够通过BIM的特性来辅助接触网工程的建设，但是在现有的技术中，还存在以下问题：

接触网工程的建模由于材料种类繁多且没有系统族库支持而工程量巨大，建模效率低；在缺少系统厂家的支持下，自行建立的模型也严重失真，难以实现BIM技术最基础的仿真与计算工作；接触网工程的零件种类型号繁多，材料精确统计难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的建模效率低、材料统计难的问题，提供一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法，包括以下步骤：

S1，获取组成接触网工程的所有标准零件图纸；基于所述标准零件图纸构建标准零件模型，形成标准零件族库；

S2，创建多个接触网安装族，形成接触网安装族库，所述接触网安装族由所述标准零件族库中的多个标准零件族通过嵌套组装形成；

S3，输入组成接触网安装族的多个标准零件族之间的关联公式；所述关联公式用于确定组成接触网安装族的各个标准零件族之间的相互约束关系；

S4，在接触网安装族中添加约束参数，通过约束参数与关联公式的结合将接触网安装族参数化；并将部分约束参数设置为共享参数；

S5，基于建设过程中共享参数的具体值，调节接触网安装族，以进行材料统计。

通过采用上述技术方案，在对接触网工程进行建模时，首先通标准零件图中构建标准零件模型，形成了标准零件族库；再通过多个标准零件族的嵌套组装就能够形成单个接触网安装族，创建多个接触网安装族后就能够形成接触网安装族库；在形成接触网安装族库的过程中，因为单个接触网安装族的形成都是调用标准零件族库中的标准零件族构成，不需要工作人员对各个接触网安装族进行建模，所以在面对种类繁多的接触网工程时，也能够达到快速建模的效果。建模完成后，通过在接触网安装族中添加关联公式描述组成接触网安装族的各个标准零件族之间的相互约束关系，并设置约束参数，通过约束参数与关联公式的结合能够描述将接触网安装族参数化，再将涉及到工程量提取的约束参数设置为共享参数，在统计材料时，通过共享参数就能够较为方便的提取参数化后的接触网安装族的工程量，以便于进行材料统计；具有能够提高建模效率，便于统计材料的效果。

优选地，基于所述标准零件图纸构建标准零件模型，形成标准零件族库具体包括以下步骤：

S11，基于Revit软件，根据接触网的标准零件图纸确定标准零件族的族模板；

S12，基于所述族模板，构建标准零件模型的实体形状，形成单个标准零件族，所述实体形状由空心形状和实心形状组成，所述实心形状用于构建实体模型，所述空心形状用来剪切洞口，所述实体形状创建包括拉伸、融合、旋转、放样、放样融合等方法；

S13，重复上述步骤，形成所有标准零件族。

优选地，在步骤S2中，在形成接触网族库中的腕臂安装族时，具体包括以下步骤：

S21，选取腕臂安装族所需的标准零件族，包括：平腕臂、斜腕臂、定位管、腕臂上底座本体、腕臂下底座本体、腕臂支撑、棒式绝缘子、承力索座、支撑管卡子、套管双耳、接地跳线、跳线卡箍、管帽、定位支座、定位环、L型限位定位器、定位线夹和防风拉线；

S22，根据安装图册将腕臂安装族所需的标准零件族进行布设，所述布设方法包括嵌套组装。

优选地，基于接触网安装族库中腕臂安装族的变化规律和各标准零件族之间的关联公式，添加约束参数，所述腕臂安装族中，约束参数包括限界值、拉出值、超高和首尾高差。

优选地，所述关联公式包括，加、减、乘、除、幂次方、开方、勾股定理、三角函数、反三角函数和逻辑公式。

优选地，所述腕臂安装族中，关联公式和约束参数的关系包括，限界值的变化引起定位线夹的位置变化，导致腕臂变形。

优选地，在步骤S5中，所述提取工程量具体包括以下步骤：

S51，获取共享参数的具体值，基于所述关联公式，调节接触网安装族中所有约束参数的值；

S53，基于所有约束参数的值，调节接触网安装族的模型，使其与实际情况相适，以获取单个接触网安装族所需的材料；

S52，重复上述步骤，获取接触网族库中所有接触网安装族所需的材料，以完成材料统计。

优选地，在预制材料时，将材料参数导入接触网安装族中的共享参数，调用关联公式计算该接触网安装族中的其他约束参数的值，以获取接触网安装族的具体形态。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、在对接触网工程进行建模时，首先通标准零件图中构建标准零件模型，形成了标准零件族库；再通过多个标准零件族的嵌套组装就能够形成单个接触网安装族，创建多个接触网安装族后就能够形成接触网安装族库；在形成接触网安装族库的过程中，因为单个接触网安装族的形成都是调用标准零件族库中的标准零件族构成，不需要工作人员对各个接触网安装族进行建模，所以在面对种类繁多的接触网工程时，也能够达到快速建模的效果。

2、建模完成后，通过在接触网安装族中添加关联公式描述组成接触网安装族的各个标准零件族之间的相互约束关系，并设置约束参数，通过约束参数与关联公式的结合能够描述将接触网安装族参数化，再将涉及到工程量提取的约束参数设置为共享参数，在统计材料时，通过共享参数就能够较为方便的提取参数化后的接触网安装族的工程量，以便于进行材料统计；具有能够提高建模效率，便于统计材料的效果。

附图说明：

图1为本发明方法的流程框图；

图2为本发明腕臂安装族的结构；

图3为本发明腕臂安装族添加约束参数的示意图；

图4为进行材料统计时的excel表示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法，参照图1，包括以下步骤：

S1，获取组成接触网工程的所有标准零件图纸；基于标准零件图纸构建标准零件模型，形成标准零件族库。

在本实施例中，选用Revit2017、Navisworks2017、lumion、excel、EBIM等软件使用，以进行建模。在对接触网工程进行建模时，因为接触网工程材料种类繁多且没有系统族库的支持，所以建模难度较大；所以在建模的过程中，首先需要构建标准零件族库，以提高建模效率。在构建标准零件族库时，组成接触网工程的标准零件图纸能够通过设计单位来获取，通常获取到的标准零件图纸是2D格式的图纸。

获取到图纸之后，采用下列步骤来完成标准零件族库的创建。

S11，基于Revit软件，根据接触网的标准零件图纸确定标准零件族的族模板。Revit软件中，根据族的用途和类型，提供了很多种类的族模板，在自建族时首先需要选择合适的族模板，标准零件族库统一采用公制专用设备模型样板。S12，基于族模板，构建标准零件模型的实体形状，形成单个标准零件族；构建单个标准零件族即将2D格式的标准零件图纸转换为3D格式的实体形状；实体形状由空心形状和实心形状组成，其中，实心形状用于构建实体模型，空心形状用来剪切洞口，实体形状创建包括拉伸、融合、旋转、放样、放样融合等方法。

参照图2，在构建一个螺母时，首先需要在软件中创建一个圆，再通过拉伸绘制实体，形成一个圆柱体，通过旋转剪切在圆柱体中形成螺纹，在圆柱体外侧形成倒角。在构建销时，首先也是创建一个圆，然后再通过拉伸来形成销实体。

S13，重复上述步骤，形成所有标准零件族。

通过上述的步骤S11-S13，能够形成一个标准零件族，通过重复步骤，能够构建接触网工程中所有的标准零件族，所有的标准零件族组合后，就形成了标准零件族库；在后续的建模过程中，工程师就能够调用标准零件族库内的标准零件族来建模，以代替系统族库的支持，从而加快建模效率。

S2，创建多个接触网安装族，形成接触网安装族库，接触网安装族由标准零件族库中的多个标准零件族通过嵌套组装形成。

接触网安装族即构成接触网工程的各个部件，包括接触网工程腕臂、接触网工程下锚装置等，通过对这些部件进行创建，形成接触网安装族；在对接触网工程建模时，只需要在接触网安装族库中调取创建好的接触网安装族，并进行嵌套组装，就能够面对不同的需求形成不同的接触网工程模型，具有能够提高建模效率的效果。

参照图2，在本实施例中，以接触网工程中的腕臂安装族创建为例。

在步骤S2中，在创建接触网族库中的腕臂安装族时，具体包括以下步骤：

S21，选取腕臂安装族所需的标准零件族。

参照图2，腕臂安装族中所包含的标准零件族如下，平腕臂、斜腕臂、定位管、腕臂上底座本体、腕臂下底座本体、腕臂支撑、棒式绝缘子、承力索座、支撑管卡子、套管双耳、接地跳线、跳线卡箍、管帽、定位支座、定位环、L型限位定位器、定位线夹和防风拉线。这些标准零件族属于接触网工程的标准零件，都可以在步骤S1中创建的标准零件族库中找到。

S22，根据安装图册将腕臂安装族所需的标准零件族进行布设，所述布设方法包括嵌套组装。

找到组成接触网安装族的多个标准零件族后，参考标准图集将各个标准零件族布设到腕臂安装族中，多个标准零件族在腕臂安装族中的位置如图2所示。布设的过程包括嵌套组装，如将平腕臂与棒式绝缘子连接到一起时，就是属于组装，将平腕臂与支撑管卡子连接到一起时，就是将平腕臂嵌套到支撑管卡子中的过程。通过嵌套与组装的灵活使用，就能够将多个标准零件族组合形成接触网安装族。

S3，输入组成接触网安装族的多个标准零件族之间的关联公式；关联公式用于确定组成接触网安装族的各个标准零件族之间的相互约束关系。

布设完毕后，形成的的是具有腕臂安装族外形的模型，只具有相应的外形，但组成接触网安装族的各个标准零件族之间并未建立联系；则此时需要建立各标准零件族之间的关联公式，关联公式能够将组成腕臂安装族的各个标准零件族联系到一起，使得腕臂安装族形成一个整体，并让各个标准零件族之间相互约束，达到牵一发而动全身的效果。

在腕臂族中，各个组成腕臂族的标准零件族之间均具有一定的联系，该联系即关联公式；关联公式包括加、减、乘、除、幂次方、开方、勾股定理、三角函数、反三角函数和逻辑公式等。

S4，在接触网安装族中添加约束参数，通过约束参数与关联公式的结合将接触网安装族参数化；并将部分约束参数设置为共享参数。

约束参数主要用于体现腕臂安装族中各标准零件族的具体形状和长度；通过关联公式和约束参数的共同作用，能够将腕臂族参数化，使腕臂族中的各个标准零件族之间具有约束关系，改变其中一个标准零件族的约束参数后，腕臂族中其他的标准零件族的约束参数也会发生相应的变化。

如图2和图3所示，腕臂安装族中，关联公式和约束参数的关系包括，限界值的变化引起定位线夹的位置变化，导致腕臂变形。发生变形的标准零件族和变形过程包括，限界值的变化引起定位线夹的位置、定位线夹的位置变化引起定位管长度变化、定位管长度变化引起定位管上支撑管卡子和定位环位置变化、定位管上支撑管卡子和定位环位置变化引起腕臂支撑管长度及角度变化、腕臂支撑管长度及角度变化引起斜腕臂上支撑管卡子和定位环位置变化、斜腕臂上支撑管卡子和定位环位置变化引起斜腕臂长度及角度变化、斜腕臂长度及角度变化引起腕臂支撑管长度及角度变化、腕臂支撑管长度及角度变化引起平腕臂长度和承力索座位置变化等。

在腕臂族中添加了约束参数后，若是腕臂族中的其中一个约束参数发生变化，因为多个标准零件族之间通过约束参数和关联公式关联在一起，所以腕臂族中其他标准零件族的约束参数也会发生相应的变化，从而影响到整个腕臂族。

S5，基于建设过程中共享参数的具体值，调节接触网安装族，以进行材料统计。

在接触网工程中，通常情况下，长度20公里的接触网工程涉及的材料种类多达2万余种，20余万件。由于接触网工程的零件种类型号繁多，导致材料计划提报时间长，准确率低下等问题一直困扰工程技术人员，成为管理痛点。材料计划的不准确直接导致采购计划的失控，材料缺少引起窝工与材料超采同时存在几乎成了接触网工程材料管理常态。

S51，获取共享参数，将共享参数导入接触网安装族中，获取单个接触网安装族所需的材料。

在统计材料和预制材料时，将其中一个材料参数导入接触网安装族中，替换该共享参数的值，就能够调用关联公式计算该接触网安装族中的其他约束参数的值，以获取该触网安装族的具体形态，通过接触网安装族的具体形态和具体的约束参数，就能够对制作该接触网安装族的所需材料进行统计；以便于对所费材料进行统计和预制。且在获取到单个接触网安装族所需的材料后，使用excel表来统计保存，具体的统计内容如图4所示，具有便于对获取到统计信息进行分类汇总的效果。

通过步骤S51，能够统计出其中一个接触网安装族的材料。

S52，重复上述步骤，获取接触网族库中所有接触网安装族所需的材料；重复步骤S51后，能够统计接触网安装族库中的所有接触网安装族所需的材料，以完成材料统计，具有便于统计接触网工程所需材料的效果。

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 (3)

1.一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取组成接触网工程的所有标准零件图纸；基于所述标准零件图纸构建标准零件模型，形成标准零件族库；

S2，创建多个接触网安装族，形成接触网安装族库，所述接触网安装族由所述标准零件族库中的多个标准零件族通过嵌套组装形成；

S3，输入组成接触网安装族的多个标准零件族之间的关联公式；所述关联公式用于确定组成接触网安装族的各个标准零件族之间的相互约束关系；

S4，在接触网安装族中添加约束参数，通过约束参数与关联公式的结合将接触网安装族参数化；并将部分约束参数设置为共享参数；

S5，基于建设过程中共享参数的具体值，调节接触网安装族，以进行材料统计；

在步骤S2中，在形成接触网族库中的腕臂安装族时，具体包括以下步骤：

S21，选取腕臂安装族所需的标准零件族，包括：平腕臂、斜腕臂、定位管、腕臂上底座本体、腕臂下底座本体、腕臂支撑、棒式绝缘子、承力索座、支撑管卡子、套管双耳、接地跳线、跳线卡箍、管帽、定位支座、定位环、L型限位定位器、定位线夹和防风拉线；

S22，根据安装图册将腕臂安装族所需的标准零件族进行布设，布设方法包括嵌套组装；

基于接触网安装族库中腕臂安装族的变化规律和各标准零件族之间的关联公式，添加约束参数，所述腕臂安装族中，约束参数包括限界值、拉出值、超高和首尾高差；

所述腕臂安装族中，关联公式和约束参数的关系包括，限界值的变化引起定位线夹的位置变化，导致腕臂变形；发生变形的标准零件族和变形过程包括，限界值的变化引起定位线夹的位置、定位线夹的位置变化引起定位管长度变化、定位管长度变化引起定位管上支撑管卡子和定位环位置变化、定位管上支撑管卡子和定位环位置变化引起腕臂支撑管长度及角度变化、腕臂支撑管长度及角度变化引起斜腕臂上支撑管卡子和定位环位置变化、斜腕臂上支撑管卡子和定位环位置变化引起斜腕臂长度及角度变化、斜腕臂长度及角度变化引起腕臂支撑管长度及角度变化、腕臂支撑管长度及角度变化引起平腕臂长度和承力索座位置变化；

步骤S5具体包括以下步骤：

S51，获取共享参数的具体值，基于所述关联公式，调节接触网安装族中所有约束参数的值；

S53，基于所有约束参数的值，调节接触网安装族的模型，使其与实际情况相适，以获取单个接触网安装族所需的材料；

S52，重复上述步骤，获取接触网族库中所有接触网安装族所需的材料，以完成材料统计。

2.根据权利要求1所述的一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法，其特征在于，基于所述标准零件图纸构建标准零件模型，形成标准零件族库具体包括以下步骤：

S11，基于Revit软件，根据接触网的标准零件图纸确定标准零件族的族模板；

S12，基于所述族模板，构建标准零件模型的实体形状，形成单个标准零件族，所述实体形状由空心形状和实心形状组成，所述实心形状用于构建实体模型，所述空心形状用来剪切洞口，所述实体形状创建包括拉伸、融合、旋转、放样、放样融合方法；

S13，重复上述步骤，形成所有标准零件族。

3.根据权利要求1所述的一种BIM用于接触网材料快速建模及应用方法，其特征在于，在预制材料时，将材料参数导入接触网安装族中的共享参数，调用关联公式计算该接触网安装族中的其他约束参数的值，以获取接触网安装族的具体形态。