CN113971302A - 一种钢结构桥梁验证方法及演示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢结构桥梁验证方法及演示方法，获取预设软件生成的原生BIM模型；采用中间插件，将原生BIM模型的格式转换成第一格式，获得第一模型；将第一模型导入三维设计可视化制作软件中进行优化，获得第二模型；将第二模型导出，生成第三模型；制作所述第三模型各施工技术方案的工艺节点的仿真模拟动画；将动画导入引擎内；在引擎内完成VR虚拟交互的蓝图代码封装，输出可供外部终端独立运行的VR虚拟交互体验程序；本发明可应用于复杂工艺基础建设工程BIM技术前期验证，可在PC端进行直观的展示施工过程和方法，为整个工程节约大量的资金及人力成本，大大增加施工企业的投标竞争力，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种钢结构桥梁验证方法及演示方法

技术领域

本发明涉及一种基建工程行业钢结构桥梁建设维修领域，特别是涉及一种钢结构桥梁验证方法及演示方法。

背景技术

BIM技术(Building Information Modeling)是一种应用于工程设计、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，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

BIM技术虽然发展迅速，但存在以下问题：

1、各专业采用不同软件进行建模，每个设计人员基于自己专业的交付标准，所提交的模型往往是数据量极大且多有互不兼容的情况，一座钢结构桥梁所涉及到的不同专业提交的不同格式、不同标准的BIM模型若要在某一个BIM软件内整合到一起进行协同展示，以目前的计算机软硬件技术，在单一平台内基本上是不可能完成的任务；

2、由于每个专业的差异性，BIM软件缺乏统一制作的标准、格式，以及适当的过滤机制，使得BIM软件本身存在信息不稳定、数据不足、数据过多或几何图形不够完整的质量问题；虽然BIM软件已实现了可视化，但是存在的质量问题造成在演示时容易死机、数据无法应用、大幅降低运转速度或视觉效果差，同时也导致决策者无法直观实时有效的对设计方案进行综合分析的问题。

因此，设计一种将不同专业提交的不同格式、不同标准的钢结构桥梁模型，整合到一起进行协调展示；并能在普通PC端预演、验证设计方案的可行性的钢结构桥梁验证方法及演示方法，成为急需解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢结构桥梁验证方法，用于解决现有技术中各专业使用不同的软件，生成的模型格式互不兼容，造成无法整合到一起进行协同展示的问题；以及BIM软件本身的质量问题，造成运转速度大幅降低，导致决策者无法直观实时有效的对设计方案进行综合分析的问题。

本发明提供一种钢结构桥梁验证方法，包括以下步骤：

获取预设软件制作生成的原生BIM模型；

采用中间插件，将原生BIM模型的格式转换成第一格式，获得第一模型；

将所述第一模型导入三维设计可视化制作软件中进行优化，获得第二模型，其中，所述优化包括减少面数；

将所述第二模型导出，生成第三模型。

于本发明的一实施例中，所述预设软件包括Catia、Revit、Tekla、Rhino3D、UG或ProE。

于本发明的一实施例中，所述中间插件采用Npower插件。

于本发明的一实施例中，所述第一格式包括FBX格式、STL格式或OBJ格式。

于本发明的一实施例中，所述优化还包括：修正破面及修正在数据转换过程中出现的破面、数据丢失等模型错误。

于本发明的一实施例中，所述优化还包括：赋予材质、添加灯光效果及环境仿真模拟。如上所述，本发明的一种钢结构桥梁验证方法，通过将不同专业使用的软件生成的格式不同的模型转换为通用格式模型，可应用于不同专业的不同制作软件；还通过优化导入的模型，清除多余数据，大幅降低了硬件要求，可采用普通PC端预演、验证设计方案的可行性，避免实际施工时出现管线、节点结构发生碰撞、干涉现象，不仅为整个工程节约大量的资金及人力成本，还大大增加施工企业的投标竞争力，具有良好的经济效益和社会效益。

本发明还提供一种钢结构桥梁演示方法，所述方法包括如本发明的一种钢结构桥梁验证方法中任意一项所述的方法步骤生成的所述第三模型；

所述方法还包括以下步骤：

制作所述第三模型各施工技术方案的工艺节点的仿真模拟动画。

于本发明的一实施例中，将所述动画导入引擎内；

在引擎内完成VR虚拟交互的蓝图代码封装，输出可供外部终端独立运行的VR虚拟交互体验程序。

于本发明的一实施例中，所述引擎包括：Unreal Engine引擎、UNITY3D引擎、UNIGINE引擎或CryEngine引擎。

本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明的一种钢结构桥梁验证方法及演示方法中的方法步骤。

如上所述，本发明的一种钢结构桥梁验证方法，通过将不同专业使用的软件生成的格式不同的模型转换为通用格式模型，可应用于不同专业的不同制作软件；通过优化导入的模型，清除多余数据，大幅降低了硬件要求，可采用普通PC端预演、验证设计方案的可行性；还通过将模型与虚拟仿真技术相结合，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配结果在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改；本发明不仅为整个工程节约大量的资金及人力成本，还借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和方法表现出来，大大增加施工企业的投标竞争力，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1显示为本发明第一实施方式中的工作流程示意图。

图2显示为本发明第二实施方式中的工作流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，本发明的第一实施方式涉及一种钢结构桥梁验证方法，具体如下：

步骤101，获取预设软件制作生成的原生BIM模型；

具体的说，由于各专业的差异性，BIM软件缺乏统一制作的标准、格式，设计人员基于自己专业的交付标准，采用不同的预设软件，所提交的模型往往是数据量极大且多有互不兼容的情况；其中，预设软件包括Catia、Revit、Tekla、Rhino3D、UG或ProE。

步骤102，采用中间插件，将原生BIM模型的格式转换成第一格式，获得第一模型；

具体的说，一座钢结构桥梁所涉及到的不同专业提交的不同格式、不同标准的BIM模型若要在某一个BIM软件内整合到一起进行协同展示，以目前的计算机软硬件技术，在单一平台内基本上是不可能完成的任务。

因此，需要将获得的原生BIM模型的格式转换成通用的第一格式，获得第一模型；本实施例中，中间插件采用Npower插件；通用的第一格式包括FBX格式、STL格式或OBJ格式。

步骤103，将第一模型导入三维设计可视化制作软件中进行优化，获得第二模型，其中，优化包括减少面数；

具体的说，由于本工程项目复杂，钢结构桥梁BIM模型体量数据量很大，对于电脑端实时运算会产生极大的压力，因此，在制作前期，需要与工程设计人员提前沟通，在策划阶段先删繁就简，将不必要及重复性的内容排除在未来制作的内容之外，做好相应优化，将不需要的数据清除，尽量减轻后续工作的系统承载负担。

本实施例中，三维设计可视化制作软件采用Autodesk 3ds max，将第一模型导入Autodesk 3ds max中进行相应的优化。

优化包括减少面数，具体来说，需要用户在三维动画软件中根据工作经验做相应修改器参数优化调节，减少现有的面数。通过减少模型的面数，可大幅减少模型的数据量。

优化还包括修正在数据转换过程中出现的破面、数据丢失的模型错误；若导入的第一模型出现了破面或数据丢失，可利用三维动画软件自带的修改器做一定的弥补，同时还需要用户手动根据项目需求进一步还原修改。

优化还包括赋予材质；在三维动画软件中，一个模型原始状态并没有相应的属性，需要用户对模型的属性进行调整，并给到相应的模型；比如一把白色的瓷茶壶，或一把红色的玻璃茶壶。

优化还包括添加灯光效果及环境仿真模拟，为导入的第一模型增加外观效果及放入设定环境中进行仿真模拟。

第一模型经上述优化处理后，得到第二模型。

步骤104，将第二模型导出，生成第三模型。

具体的说，将第二模型在Autodesk 3ds max中导出，生成第三模型。

采用上述方案，本发明将钢结构桥梁各行业互不兼容的模型格式转换成通用的格式，可应用于多个制作软件；并对其进行优化处理，大幅降低了模型的数据量、提高了几何图形质量，实现了在普通PC端预演、验证设计方案的可行性。

请参阅图2，本发明的第二实施方式涉及一种钢结构桥梁演示方法，具体如下：

步骤201，制作所述第三模型各施工技术方案的工艺节点的仿真模拟动画；

需要说明的是，本步骤中包括第一实施方式中的一种钢结构桥梁验证方法中任意一项所述的方法步骤生成的第三模型；

根据工程设计施工方案结合工期，选取第三模型中各状态的效果图。

步骤202，将动画导入引擎内；在引擎内完成VR虚拟交互的蓝图代码封装，输出可供外部终端独立运行的VR虚拟交互体验程序。

需要说明的是，引擎包括：Unreal Engine引擎、UNITY3D引擎、UNIGINE引擎或CryEngine引擎；本实施例中优选Unreal Engine引擎。

此外，由于数据量大幅减小，本发明的VR虚拟交互体验程序可在多种外部终端上进行演示，如ipad、电脑PC端、Android移动端、VR沉浸体验或大尺寸触控屏幕。

实际使用时，用户在外部终端运行生成的VR虚拟交互体验程序，将钢结构桥梁维修改造工程中各专业互不兼容的BIM模型数据整合到一个平台；利用VR技术，建立周围场景、结构构件及机械设备等的虚拟模型，形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配结果在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。同时，利用虚拟现实技术可以对不同方案在短时间内做大量分析，保证施工方案最优化；借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和方法表现出来，不仅节省了时间和建设投资，还大大增加施工企业的投标竞争力。

本发明的第三实施方式涉及一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一实施方式所述方法的步骤。

综上所述，本发明的一种钢结构桥梁验证方法及演示方法，通过将不同专业使用的软件生成的格式不同的模型转换为通用格式模型，可应用于不同专业的不同制作软件；通过优化导入的模型，清除多余数据，大幅降低了硬件要求，可采用普通PC端预演、验证设计方案的可行性；还通过将模型与虚拟仿真技术相结合，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配结果在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改；本发明不仅为整个工程节约大量的资金及人力成本，还借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和方法表现出来，大大增加施工企业的投标竞争力，具有良好的经济效益和社会效益。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种钢结构桥梁验证方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取预设软件制作生成的原生BIM模型；

采用中间插件，将原生BIM模型的格式转换成第一格式，获得第一模型；

将所述第一模型导入三维设计可视化制作软件中进行优化，获得第二模型，其中，所述优化包括减少面数；

将所述第二模型导出，生成第三模型。

2.根据权利要求1所述的钢结构桥梁验证方法，其特征在于：所述预设软件包括Catia、Revit、Tekla、Rhino3D、UG或ProE。

3.根据权利要求1所述的钢结构桥梁验证方法，其特征在于：所述中间插件采用Npower插件。

4.根据权利要求1所述的钢结构桥梁验证方法，其特征在于：所述第一格式包括FBX格式、STL格式或OBJ格式。

5.根据权利要求1所述的钢结构桥梁验证方法，其特征在于：所述优化还包括：修正在数据转换过程中出现的破面、数据丢失的模型错误。

6.根据权利要求1所述的钢结构桥梁验证方法，其特征在于：所述优化还包括：赋予材质、添加灯光效果及环境仿真模拟。

7.一种钢结构桥梁演示方法，其特征在于，所述方法包括如权利要求1-6中任意一项所述的方法步骤生成的所述第三模型；

所述方法还包括以下步骤：

制作所述第三模型各施工技术方案的工艺节点的仿真模拟动画。

8.根据权利要求7所述的钢结构桥梁演示方法，其特征在于：

将所述动画导入引擎内；

在引擎内完成VR虚拟交互的蓝图代码封装，输出可供外部终端独立运行的VR虚拟交互体验程序。

9.根据权利要求8所述的钢结构桥梁演示方法，其特征在于，所述引擎包括：

Unreal Engine引擎、UNITY3D引擎、UNIGINE引擎或CryEngine引擎。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任意一项所述的钢结构桥梁验证方法或如权利要求7-9中任意一项所述的钢结构桥梁演示方法。

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