CN113569308A - 基于3de平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法，涉及水利水电工程安全监测三维设计技术领域。它包括以下步骤：步骤1：制作安全监测仪器模板库；步骤2：制作安全监测仪器符号库；步骤3：规范安全监测专业三维设计结构树；步骤4：开发符号化制图自动化工具集；本发明打通了专业正向三维设计流程，有效解决了安全监测专业在三维设计到出图工作的衔接问题，实现全过程三维设计，减少了重复性工作，提高了工作效率。

Description

基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程安全监测三维设计技术领域，更具体地说它是一种水利水电工程安全监测专业在3DE平台上正向三维设计的符号化出图的方法。

背景技术

传统水利工程设计制图采用工业设计软件，例如AutoCAD、Bentley Microstation等，均是二维设计，近年来，随着三维设计的大力推广，建筑、市政等工程领域已经将三维设计应用推向新的高度。传统水利工程行业，三维设计也在大力推广应用。

随着正向三维设计的普及应用，水利工程也从传统二维出图模式，逐渐转型为正向三维设计、三维出图。水利工程安全监测专业一直是以服务工程、保障工程安全、稳定、高效运行为宗旨，作为下游专业，如若不能与上游结构专业在设计上保持一致性，将会导致安全监测设计工作无法紧跟当今工程设计行业步伐，无法实现安全监测专业设计转型。

安全监测专业具有其特殊性，监测仪器种类繁多，监测仪器布置分散，仪器技术参数不统一等；在专业制图时，常以结构专业布置图为载体做监测仪器的布置，但因监测仪器尺寸相较于结构尺寸，比例非常小，且多数仪器结构轮廓复杂，若按据实投影方式投影，由于尺寸太小，在图中无法正常表达，因此惯用以约定的符号在图中表示仪器的布置情况；不论使用三维设计还是传统二维设计方式，目前行业上仍以图纸作为主要交付物用来指导施工；使用3DE平台做三维设计工作，可满足仪器三维建模与布置设计，但目前不能实现以符号替换模型轮廓投影在图中表达，使得工作流程中断，导致与上游结构专业出现衔接问题，往往需要结构专业在三维设计基础上，导出二维图纸，才能供安全监测专业使用，这样既导致重复性工作，也大大降低了工作效率，从而导致各大设计院仍沿用原二维出图模式进行监测设计。

为解决上述问题，同时为了安全监测专业的设计转型，为工程提供全生命周期的技术服务，安全监测专业亟需进行改革，大力提升三维设计能力，顺应行业大势。

因此，研发一种基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法很有必要。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制作安全监测仪器模板库

1.1)仪器建模前需对软件首选项配置，取消勾选“在零件实体和实体内启用混合设计”和勾选“创建轴系”；每一套监测仪器三维模板以一个“3D零件”创建；模型基于“绝对轴系”创建，原点为仪器布置定位点，xy平面为仪器放置平面，xz平面为仪器墙面安置平面，X轴为仪器控制方向，Y轴指向安装墙面，Z轴为垂直于xy平面向上方向；

1.2)按监测仪器的投影符号形式可分为两类：

a)以固定样式符号直接替换仪器投影轮廓，此类仪器简称为“第一类”；

b)替换仪器投影轮廓的符号会根据仪器测点位置变化而变化，且测点可能包含多个，此类仪器简称为“第二类”；

1.3)“第一类”监测仪器模板，设主要参数“缩放比例”，用作缩放整套模型尺寸；

“第二类”监测仪器模板，设主要参数：“测点距离i”，“测点角度j”，“缩放比例”，i和j为测点编号，取值为：1、2、3……；

1.4)模型在【属性】-【标题】中以专用代号命名；在【属性】-【描述】中输入仪器的“主要技术指标”；

1.5)将做好的仪器模型封装成“工程模板”，以模型的“绝对轴系”作为输入条件，并发布测点控制参数，模板以中文全称命名，插入到专用模板库目录中；

1.6)模型、模板、模板库目录均在安全监测专业特定“合作区”内创建与保存；

步骤2：制作安全监测仪器符号库

符号库包含两类，第一类，用于在视图中表示仪器的符号，用“2D部件”创建；第二类，用于图例表和工程量表中的光栅图标，用图片创建；

2.1)“2D部件”制作，在监测专业特定合作区中创建一张工程图纸，添加一张工程详图，比例为1:1；同一仪器应创建“平面”、“立面”、“剖面”三个符号，分别对应仪器的“俯视”、“正视”、“侧视”三个方向投影方向；

“平面”符号以U轴作为方向参照轴创建；

“立面”和“剖面”符号以V轴作为方向参照轴创建；

符号参数命名应与对应模型中“参数集”下参数名称完全一致，对“2D部件”中的尺寸值勾选“驱动几何图形”并赋予参数值，同时应将“参数集”和“关系”置于2D部件下，符号内尺寸标注应隐藏；

创建完成后需插入到专用符号库“目录”下对应“章节”中，“章节”名称应为仪器中文全称；

2.2)光栅图标制作，图片按白色背景、红色线条、PNG格式创建，默认尺寸为64x64像素，横向和竖向可按整数倍加长；每个仪器对应的光栅图标的图片应创建7个，根据投影方向，图名分别为“平面”、“立面”、“剖面”、“平面-立面”、“平面-剖面”、“立面-剖面”、“平面-立面-剖面”；光栅图标完成后，应保存于指定文件夹中；

步骤3：规范安全监测专业三维设计结构树

结合专业特点，制定了规范的安全监测专业三维设计结构树，便于管理模型与工程制图；

结构树主要按五个层级划分：

c)专业层级，按专业设定的节点；

d)建筑物层级，根据监测对象、标段等条件设定的节点；

e)设计部位层级，按建筑结构、出图范围等条件设定的节点

f)仪器类别层级，按监测仪器类别、主要技术参数不同设定的节点；

g)仪器模型层级，根据监测点放置监测仪器模型；

步骤4：开发符号化制图自动化工具集

工具集主要包含三类：

h)创建、更新、删除符号；

i)创建、更新、删除、导出工程量表；

j)创建、更新、删除图例；

技术路线：

建筑物投影视图由3DE原生功能完成，监测仪器符号在所选视图上生成，工程量表统计所有视图中表达的监测仪器，图例表统计当前图纸中表达的监测仪器；

4.1)创建符号：弹出视窗，视窗中显示当前工程图在项目结构树中位置反向查找到当前方案安全监测专业节点下完整结构树，通过结构树选择需要投影的监测仪器和投影方向，根据“仪器类别层级”名称和投影方向选择，查找并调用“2D部件”符号库中相对应的符号，同时根据仪器模型空间位置，在当前视图中生成匹配的仪器符号及代号标注；

4.2)创建工程量表：创建符号后，使用创建工程量表命令，将查找工程图中所有图纸下的所有视图中已选择过的仪器类别对象和模型对象的相关属性生成对应值，同时通过仪器类别名称查找“图片”符号库中对应光栅图标生成对应值，最后将所有值按仪器名称进行合并、统计和排序，根据专业的需求，生成包含：序号、仪器名称、主要技术指标、图例、代号、单位、数量、备注八列数据，从而得到整套工程图的工程量表；

4.3)创建图例：创建符号后，使用创建图例命令，将根据当前图纸中所有视图中已选择过的仪器类别名称查找“图片”符号库中对应光栅图标生成对应值，结果以表格展示；

所有对象更新功能会保留用户修改部分。

在上述技术方案中，在步骤1的1.2)的a中：“第一类”包括应变计，钢筋计，温度计，锚索测力计；

在步骤1的1.2)的b中：“第二类”包括多点位移计，正垂线，倒垂线，引张线。

在上述技术方案中，在步骤1的1.1)中：一套监测仪器三维模板以一个“3D零件”创建，并符合实际仪器的尺寸、外形颜色。

在上述技术方案中，在步骤1的1.3)中：在“第二类”监测仪器模板的主要参数“测点距离i”和“测点角度j”中，参数名称必须与仪器符号中的参数名称完全相同；在“第二类”监测仪器模板的主要参数“缩放比例”中，“缩放比例”参数用作缩放原点及各测点处模型尺寸，不应缩放测点位置。

在上述技术方案中，在步骤2的2.1)中：同一仪器应创建的“平面”、“立面”、“剖面”三个符号中若有符号相同，可只创建一个，但应按三个符号保存，并对应投影方向分别命名为“平面”、“立面”、“剖面”。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明打通了专业正向三维设计流程，有效解决了安全监测专业在三维设计到出图工作的衔接问题，实现全过程三维设计，减少了重复性工作，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明方法原理图。

图2为步骤1的1.1)中设计软件首选项配置的示意图。

图3为步骤1的1.1)中仪器建模轴系规定示意图。

图4为步骤1的1.2)中两种类型监测仪器的示意图。

图5为步骤1的1.5)中监测仪器模板库的示意图。

图6位步骤2的2.1)中“2D部件”符号创建规定示意图。

图7为步骤2的2.1)中“2D部件”参数设置示意图。

图8为步骤2的2.1)中“2D部件”符号库目录示意图。

图9为步骤2的2.2)中“光栅图标”符号库示意图。

图10为步骤3中为安全监测专业结构树搭建示意图。

图11为步骤4中二次开发工具图。

图12为步骤4的4.1)中根据安全监测仪器布置创建符号的示意图。

图13为步骤4的4.2)中创建工程量表的示意图。

图14为步骤4的4.3)中创建图例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：水利水电工程安全监测专业在3DE平台上正向三维设计的符号化出图的方法，包括以下步骤：

步骤1：制作安全监测仪器模板库

1.1)如图2所示，仪器建模前需对软件首选项配置，主要为取消勾选“在零件实体和实体内启用混合设计”和勾选“创建轴系”；

如图3所示，每一套监测仪器三维模板以一个“3D零件”创建，应符合实际仪器的尺寸、外形颜色；模型基于“绝对轴系”创建，原点为仪器布置定位点，xy平面为仪器放置平面，xz平面为仪器墙面安置平面，X轴为仪器控制方向(结构轴线方向)，Y轴指向安装墙面，Z轴为垂直于xy平面向上方向；

1.2)如图4所示，按监测仪器的投影符号形式可分为两类：

a)以固定样式符号直接替换仪器投影轮廓，此类仪器简称“第一类”，如：应变计，钢筋计，温度计，锚索测力计等；

b)替换仪器投影轮廓的符号会根据仪器测点位置变化而变化，且测点可能包含多个，此类仪器简称“第二类”，如：多点位移计，正垂线，倒垂线，引张线等；

1.3)“第一类”监测仪器模板，设主要参数“缩放比例”，用作缩放整套模型尺寸；

“第二类”监测仪器模板，设主要参数，如：“测点距离i”，“测点角度j”，“缩放比例”，i和j为测点编号，如1,2,3……；其中前两类参数名称必须与仪器符号中的参数名称完全相同，“缩放比例”参数用作缩放原点及各测点处模型尺寸，不应缩放测点位置；

1.4)模型在【属性】-【标题】中以专用代号命名；在【属性】-【描述】中输入仪器的“主要技术指标”；

1.5)如图5所示，将做好的仪器模型封装成“工程模板”，以模型的“绝对轴系”作为输入条件，并发布测点控制参数，模板以中文全称命名，插入到专用模板库目录中；

1.6)模型、模板、模板库目录均在安全监测专业特定“合作区”内创建与保存；

步骤2：制作安全监测仪器符号库

符号库包含两类，第一类，用于在视图中表示仪器的符号，用“2D部件”创建；第二类，用于图例表和工程量表中的光栅图标，用图片(PNG)创建；

2.1)“2D部件”制作，在监测专业特定合作区中创建一张工程图纸，添加一张工程详图，比例为1:1；同一仪器应创建“平面”、“立面”、“剖面”三个符号，分别对应仪器的“俯视”、“正视”、“侧视”三个方向投影方向，若有符号相同，可只创建一个，但应按三个符号保存，并对应投影方向分别命名为“平面”、“立面”、“剖面”；

如图6所示，“平面”符号以U轴(对应模型X轴)作为方向参照轴创建；

“立面”和“剖面”符号以V轴(对应模型Z轴)作为方向参照轴创建；

如图7所示，符号参数命名应与对应模型中“参数集”下参数名称完全一致，对“2D部件”中的尺寸值勾选“驱动几何图形”并赋予参数值，同时应将“参数集”和“关系”置于2D部件下，符号内尺寸标注应隐藏；

如图8所示，创建完成后需插入到专用符号库“目录”下对应“章节”中，“章节”名称应为仪器中文全称；

2.2)如图9所示，光栅图标制作，图片按白色背景、红色线条、PNG格式创建，默认尺寸为64x64像素，横向和竖向可按整数倍加长，如64x128像素，但不宜过长；每个仪器对应的光栅图标的图片应创建7个，根据投影方向，图名分别为“平面”、“立面”、“剖面”、“平面-立面”、“平面-剖面”、“立面-剖面”、“平面-立面-剖面”；光栅图标完成后，应保存于指定文件夹中；

步骤3：规范安全监测专业三维设计结构树

如图10所示，结合专业特点，制定了规范的安全监测专业三维设计结构树，便于管理模型与工程制图；

结构树主要按五个层级划分：

c)专业层级，按专业设定的节点；

d)建筑物层级，根据监测对象、标段等条件设定的节点；

e)设计部位层级，按建筑结构、出图范围等条件设定的节点

f)仪器类别层级，按监测仪器类别、主要技术参数不同设定的节点；

g)仪器模型层级，根据监测点放置监测仪器模型；

步骤4：开发符号化制图自动化工具集

如图11所示，工具集主要包含三类：

h)创建、更新、删除符号；

i)创建、更新、删除、导出工程量表；

j)创建、更新、删除图例；

主要技术路线：

建筑物投影视图由3DE原生功能完成，监测仪器符号在所选视图上生成，工程量表统计所有视图中表达的监测仪器，图例表统计当前图纸中表达的监测仪器；

4.1)如图12所示，创建符号：弹出视窗，视窗中显示当前工程图在项目结构树中位置反向查找到当前方案(可能存在多个比选方案)安全监测专业节点下完整结构树，通过结构树选择需要投影的监测仪器和投影方向(平面、立面、剖面)，根据“仪器类别层级”名称和投影方向选择，查找并调用“2D部件”符号库中相对应的符号，同时根据仪器模型空间位置(轴系的原点和方向)，在当前视图中生成匹配的仪器符号及代号标注；

4.2)如图13所示，创建工程量表：创建符号后，使用创建工程量表命令，将查找工程图中所有图纸下的所有视图中已选择过的仪器类别对象和模型对象的相关属性生成对应值，同时通过仪器类别名称查找“图片”符号库中对应光栅图标生成对应值，最后将所有值按仪器名称进行合并、统计和排序，根据专业的需求，生成包含：序号、仪器名称、主要技术指标、图例、代号、单位、数量、备注等八列数据，从而得到整套工程图的工程量表；

4.3)如图14所示，创建图例：创建符号后，使用创建图例命令，将根据当前图纸中所有视图中已选择过的仪器类别名称查找“图片”符号库中对应光栅图标生成对应值，结果以表格展示；

所有对象更新功能会保留用户修改部分。

实际使用中，本发明包括四个步骤：

步骤1：制作安全监测仪器模板库；

步骤2：制作安全监测仪器符号库；

步骤3：规范安全监测专业三维设计结构树；

步骤4：开发符号化制图自动化工具集，通过调用步骤1-3的资源，可在结构投影视图中创建仪器投影符号、统计整套工程图的监测工程量和在每张图纸中生成图例表。

用户可按照此方法中的步骤1-2，创建监测仪器资源库，根据步骤3规范建模设计，可自行拓展，无需反复开发。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (5)

1.基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制作安全监测仪器模板库

1.1)仪器建模前需对软件首选项配置，取消勾选“在零件实体和实体内启用混合设计”和勾选“创建轴系”；一套监测仪器三维模板以一个“3D零件”创建；模型基于“绝对轴系”创建，原点为仪器布置定位点，xy平面为仪器放置平面，xz平面为仪器墙面安置平面，X轴为仪器控制方向，Y轴指向安装墙面，Z轴为垂直于xy平面向上方向；

1.2)按监测仪器的投影符号形式可分为两类：

a)以固定样式符号直接替换仪器投影轮廓，此类仪器简称为“第一类”；

b)替换仪器投影轮廓的符号会根据仪器测点位置变化而变化，且测点可能包含多个，此类仪器简称为“第二类”；

1.3)“第一类”监测仪器模板，设主要参数“缩放比例”，用作缩放整套模型尺寸；

“第二类”监测仪器模板，设主要参数：“测点距离i”，“测点角度j”，“缩放比例”，i和j为测点编号，取值为：1、2、3……；

1.4)模型在【属性】-【标题】中以专用代号命名；在【属性】-【描述】中输入仪器的“主要技术指标”；

1.5)将做好的仪器模型封装成“工程模板”，以模型的“绝对轴系”作为输入条件，并发布测点控制参数，模板以中文全称命名，插入到专用模板库目录中；

1.6)模型、模板、模板库目录均在安全监测专业特定“合作区”内创建与保存；

步骤2：制作安全监测仪器符号库

符号库包含两类，第一类，用于在视图中表示仪器的符号，用“2D部件”创建；第二类，用于图例表和工程量表中的光栅图标，用图片创建；

2.1)“2D部件”制作，在监测专业特定合作区中创建一张工程图纸，添加一张工程详图，比例为1:1；同一仪器应创建“平面”、“立面”、“剖面”三个符号，分别对应仪器的“俯视”、“正视”、“侧视”三个方向投影方向；

“平面”符号以U轴作为方向参照轴创建；

“立面”和“剖面”符号以V轴作为方向参照轴创建；

符号参数命名应与对应模型中“参数集”下参数名称完全一致，对“2D部件”中的尺寸值勾选“驱动几何图形”并赋予参数值，同时应将“参数集”和“关系”置于2D部件下，符号内尺寸标注应隐藏；

创建完成后需插入到专用符号库“目录”下对应“章节”中，“章节”名称应为仪器中文全称；

2.2)光栅图标制作，图片按白色背景、红色线条、PNG格式创建，默认尺寸为64x64像素，横向和竖向可按整数倍加长；每个仪器对应的光栅图标的图片应创建7个，根据投影方向，图名分别为“平面”、“立面”、“剖面”、“平面-立面”、“平面-剖面”、“立面-剖面”、“平面-立面-剖面”；光栅图标完成后，应保存于指定文件夹中；

步骤3：规范安全监测专业三维设计结构树

结合专业特点，制定了规范的安全监测专业三维设计结构树，便于管理模型与工程制图；

结构树主要按五个层级划分：

c)专业层级，按专业设定的节点；

d)建筑物层级，根据监测对象、标段等条件设定的节点；

e)设计部位层级，按建筑结构、出图范围等条件设定的节点

f)仪器类别层级，按监测仪器类别、主要技术参数不同设定的节点；

g)仪器模型层级，根据监测点放置监测仪器模型；

步骤4：开发符号化制图自动化工具集

工具集主要包含三类：

h)创建、更新、删除符号；

i)创建、更新、删除、导出工程量表；

j)创建、更新、删除图例；

技术路线：

建筑物投影视图由3DE原生功能完成，监测仪器符号在所选视图上生成，工程量表统计所有视图中表达的监测仪器，图例表统计当前图纸中表达的监测仪器；

4.1)创建符号：弹出视窗，视窗中显示当前工程图在项目结构树中位置反向查找到当前方案安全监测专业节点下完整结构树，通过结构树选择需要投影的监测仪器和投影方向，根据“仪器类别层级”名称和投影方向选择，查找并调用“2D部件”符号库中相对应的符号，同时根据仪器模型空间位置，在当前视图中生成匹配的仪器符号及代号标注；

4.2)创建工程量表：创建符号后，使用创建工程量表命令，将查找工程图中所有图纸下的所有视图中已选择过的仪器类别对象和模型对象的相关属性生成对应值，同时通过仪器类别名称查找“图片”符号库中对应光栅图标生成对应值，最后将所有值按仪器名称进行合并、统计和排序，根据专业的需求，生成包含：序号、仪器名称、主要技术指标、图例、代号、单位、数量、备注八列数据，从而得到整套工程图的工程量表；

4.3)创建图例：创建符号后，使用创建图例命令，将根据当前图纸中所有视图中已选择过的仪器类别名称查找“图片”符号库中对应光栅图标生成对应值，结果以表格展示；

所有对象更新功能会保留用户修改部分。

2.根据权利要求1所述的基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法，其特征在于，在步骤1的1.1)中：一套监测仪器三维模板以一个“3D零件”创建，并符合实际仪器的尺寸、外形颜色。

3.根据权利要求2所述的基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法，其特征在于，在步骤1的1.2)的a中：“第一类”包括应变计，钢筋计，温度计，锚索测力计；

在步骤1的1.2)的b中：“第二类”包括多点位移计，正垂线，倒垂线，引张线。

4.根据权利要求3所述的基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法，其特征在于，在步骤1的1.3)中：在“第二类”监测仪器模板的主要参数“测点距离i”和“测点角度j”中，参数名称必须与仪器符号中的参数名称完全相同；在“第二类”监测仪器模板的主要参数“缩放比例”中，“缩放比例”参数用作缩放原点及各测点处模型尺寸，不应缩放测点位置。

5.根据权利要求4所述的基于3DE平台的安全监测正向三维设计符号化出图方法，其特征在于，在步骤2的2.1)中：同一仪器应创建的“平面”、“立面”、“剖面”三个符号中若有符号相同，可只创建一个，但应按三个符号保存，并对应投影方向分别命名为“平面”、“立面”、“剖面”。

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