CN114021226B - 一种空间线性工程bim建模及整合方法 - Google Patents

Abstract

一种空间线性工程BIM建模及整合方法，包括以下步骤：步骤1：将空间线性工程划分为若干个模型单元，在Autodesk Revit中导入设计线路图作为建模定位图；步骤2：收集空间坐标数据，将空间坐标数据和剖面导入到可视化程序中自动拟合空间曲线，生成空间线性工程BIM模型；步骤3：调整独立设计的单位或分部工程在Autodesk Revit中的项目正北方向，完成建模后再链接至中心文件中旋转模型、发布共享坐标，最后整合所有模型。本发明可以通过BIM建模软件Autodesk Revit中的Dynamo编程功能开发可视化程序，使软件能够根据关键点坐标和剖面自动生成空间线性工程模型，并通过链接设计线路图、调整项目正北和共享坐标的方法实现模型快速整合，同时显著提高设计线路更改时模型修改及重新定位的效率。

Description

一种空间线性工程BIM建模及整合方法

技术领域

本发明涉及工程BIM建模技术领域，具体涉及一种空间线性工程BIM建模及整合方法。

背景技术

空间线性工程是指线路在平面和立面上同时成曲线变化的公路、高架、轻轨、地铁、灌渠等线性工程。Autodesk Revit是市场上较为通用的BIM建模软件，其自带的建模功能不能对空间曲线进行自动拟合，在空间线性工程建模中常面临很大难题，建模过程及设计线路修改时工作量极大。同时线性工程规模大、截面变化多，需分段建模，车站、桥梁、服务区、水利枢纽等建筑物也需单独建模，且常常不是正北方向。由于Autodesk Revit不具备将一个文件中的模型复制到另一个文件的功能，整体旋转模型时存在构件偏移的问题，各个模型整合时只能采取外部链接的方式，但会出现位置和方向不一致的情况，模型定位极其困难，是空间线性工程建模面临的另一难题。

发明内容

为了解决空间线性工程建模曲线自动拟合及定位的难题。本发明提供一种空间线性工程BIM建模及整合方法，可以通过BIM建模软件Autodesk Revit中的Dynamo编程功能开发可视化程序，使软件能够根据关键点坐标和剖面自动生成空间线性工程模型，并通过链接设计线路图、调整项目正北和共享坐标的方法实现模型快速整合，同时显著提高设计线路更改时模型修改及重新定位的效率。

本发明采取的技术方案为：

一种空间线性工程BIM建模及整合方法，包括以下步骤：

步骤1：将空间线性工程划分为若干个模型单元，在Autodesk Revit中导入设计线路图作为建模定位图；

所述步骤1中，所述的模型单元，是对空间线性工程根据标段、结构尺寸、长度、规模等因素进行单独划分的。如地铁项目2km一段，公路项目5km一段，车站、桥梁、服务区、水利枢纽等建筑物均单独划分。为保证模型在软件中操作流畅，单个模型单元大小尽量控制在50M以内，不得超过100M。

所述步骤1中，设计线路图是指CAD绘制的.dwg格式的设计线路平面图，载入到Autodesk Revit中后保存为.rvt文件，作为所有建模单元的定位图参照。由于一般线路距离原点较远，在原点位置绘制一个显著的圆圈或其他标志，确保载入Autodesk Revit时软件不会自动修改定位方式。

步骤2：收集空间坐标数据，将空间坐标数据和剖面导入到可视化程序中自动拟合空间曲线，生成空间线性工程BIM模型；

所述步骤2中，所述空间坐标数据，是指设计线路图中路线的直变曲、曲变直、纵向及水平曲线、曲线控制点、高程变化点等关键控制点的空间坐标(x，y，z)，数据精确到0.001，曲线部位点坐标越多越好，并将空间坐标数据输入到Excel中。

所述步骤2中，剖面是指用Autodesk Revit绘制的空间线性工程中垂直于线路方向的典型剖面，格式为.rvt。

所述步骤2中，可视化程序是指用Autodesk Revit自带的Dynamo可视化编程软件开发的可自动根据点坐标数据逐个沿切线方向拟合成空间曲线，并通过坐标转换使剖面垂直于曲线切线方向，沿曲线路径生成三维实体模型的小程序，格式为.dyn。

步骤3：调整独立设计的单位或分部工程在Autodesk Revit中的项目正北方向，完成建模后再链接至中心文件中旋转模型、发布共享坐标，最后整合所有模型。

所述步骤3中，调整项目正北方向是指：一般车站、桥梁、服务站、水利枢纽等工程位置与正北存在一定角度，为更方便的在水平或垂直方向建模，按照设计线路图中的角度旋转项目正北方向，再在此基础上创建模型，且模型的位置要和导入的设计线路图中的工程位置对应。

所述步骤3中，一个完整的空间线性工程由若干个模型单元组成，需要把其中一个模型单元作为中心文件，将其他模型单元全部链接至这个中心文件中整合，所述其他模型单元称为：链接文件或者链接模型。

所述步骤3中，旋转模型，是指调整软件中角度读取精度为0.000000000001，选择车站等模型中的项目基点，即可获取项目正北方向的角度数值，将该模型单元链接至中心文件中，此时发现车站定位是偏移的，以项目基点为中心旋转模型至原项目方向。

所述步骤3中，发布共享坐标，是指在Autodesk Revit软件中，分别将模型单元链接模型发布坐标，并复制新建位置，作为共享参考坐标，最后保存文件，此时原模型单元和链接模型都进行了保存，模型之间的共享坐标已建立,如模型更改或删除需重新导入时，无需移动，位置即是正确的。

所述步骤3中，所有模型是指步骤1中将空间线性工程划分的若干个模型单元，包括不同长度的区间线路工程模型以及车站、桥梁、服务区、水利枢纽等建筑物模型。

与在Autodesk Revit中直接建立空间线性工程模型相比，本发明一种空间线性工程BIM建模及整合方法，技术效果如下：

1)、利用Dynamo开发可视化程序自动拟合空间曲线、并生成三维实体模型，方便快捷，节约大量建模时间，提高模型准确程度。

2)、通过调整正北和共享坐标的方式对模型进行整合，解决线性工程规模大、模型位置和方向整合困难的难题。

3)、设计线路或模型修改时，能够快速修改模型并整合。

附图说明

下面结合附图和实施对本发明作进一步说明：

图1为Dynamo开发的可视化程序节选图。

图2为Dynamo中生成的空间曲线三维实体模型图。

图3为以地铁为例设计线路示意图。

图4为调整车站项目正北方向后的线路及车站模型示意图。

图5为通过共享坐标定位前链接至中心文件示意图。

图6为通过共享坐标定位后链接至中心文件示意图。

具体实施方式

一种空间线性工程BIM建模及整合方法，包括以下步骤：

S1、工程划分：

地铁工程重要包括区间线路和车站两大类，根据标段、结构类型、长度等因素进行合理划分。如区间线路每1～3km根据截面类型划分为一个建模单元工程，每个车站都作为一个单独的建模单元工程，使每个建模单元工程模型文件大小尽量控制在50m以内，不得超过100m。

该步骤中的所述的工程划分与质量验收中的单位/分部/单元工程不是同一个概念，是指专门针对建模需要进行的建模单元划分。

S2、开发可视化程序：

利用基于Autodesk Revit的可视化编程软件Dynamo编写可以拟合控制点坐标及剖面自动生成区间线路三维实体模型的可视化程序。

S3、生成区间线路模型：

收集线路轴线关键控制点的空间坐标数据，用Autodesk Revit绘制典型剖面，导入S2中开发的可视化程序，自动生成区间线路模型，并导出至Autodesk Revit软件中。如区间线路中有多个不同的典型剖面，则本步骤S3需重复多次。

所述的关键控制点是指区间线路设计图中路线的直变曲、曲变直、纵向及水平曲线、曲线控制点、高程变化点等，曲线部位控制点越多越好；

所述的坐标数据是指上述关键控制点的空间绝对坐标(x，y，z)，数据精确到0.001，并将坐标数据输入到Excel中；

所述的典型剖面是指地铁某段地下区间线路中沿路线方向保持一致的衬砌剖面或某段地上区间线路中保持一致的箱型梁剖面等。

S4、建立车站模型：

将设计线路图导入Autodesk Revit中，按照设计线路图中的角度旋转项目正北方向，在此基础上创建车站模型，此时车站的轴网为水平或垂直方向，建模更加便捷，模型的位置要和导入的设计线路图中的车站位置对应。

所述的设计线路图是指CAD绘制的.dwg格式的设计线路平面图，载入到Revit中后保存为.rvt文件，作为所有建模单元的定位参照。由于一般线路距离原点较远，在原点位置绘制一个显著的圆圈或其他标志，确保载入Revit时软件不会自动修改定位方式；

所述的调整项目正北方向是指一般车站的工程位置与正北存在一定角度，为更方便建模，按照路线图中的角度旋转项目正北方向，使车站轴网为水平或垂直方向。

S5、整合区间模型和车站模型：

以其中一个模型为中心文件，链接其他区间段、车站模型，旋转链接模型至原项目方向，再发布链接模型的坐标，复制新建位置，作为共享参考坐标，最后保存文件，此时原模型和链接模型都进行了保存，模型之间的共享坐标已建立。如模型更改或删除需重新导入时，无需移动，位置即是正确的。

所述的旋转模型是指调整软件中角度读取精度为0.000000000001，在软件中获取车站模型与正北的角度，再以“项目基点”为中心旋转模型至原项目方向。

表1为某空间线性工程部分曲线段轴线关键点桩号及坐标数据(节选)，操作时将表1导入S2中Dynamo开发的可视化程序中，作为S3中将断面拟合成区间线路模型的路径数据依据。

表1某空间线性工程部分曲线段轴线关键点桩号及坐标数据

图1为Dynamo开发的可视化程序图(节选)，是S2中开发的可视化程序节选，图中可见各个节点的逻辑关系，本程序通过可视化的形式将多个节点根据逻辑关系进行排列组合，是实现将典型断面和表1的路径数据自动拟合成区间线路模型的关键。

图2为Dynamo中生成的空间曲线三维实体模型，是通过S2和S3步骤后生成的空间区间线路模型，图2中可见模型线路在平面和立面均呈曲线变化，为空间曲线模型。

图3为以地铁为例设计线路示意图，为S4中所述的设计线路图，是指CAD绘制的.dwg格式的设计线路平面图，图3中可见在原点位置绘制了一个显著的圆圈标志，确保载入Revit时软件不会自动修改定位方式。

图4为以建车站1为例，调整车站项目正北方向后的线路示意图。图4中可见经S4中所述的调整项目正北方向后，车站1在建模软件中视觉上已呈正北方向，线路方向在视觉上也有了变化，但建车站1模型时更加便捷。进行车站2建模时，则应根据车站2与正北的角度再次进行调整项目正北方向。

图5为通过共享坐标定位前链接至中心文件示意图。图5中可见若不进行共享坐标定位，链接至中心文件的模型和实际的线路方向存在偏差。

图6为通过共享坐标定位后再链接至中心文件示意图。图6中可见进行共享坐标定位后，链接至中心文件的模型和实际的线路方向一致，无需再调整模型方向。

Claims (1)

1.一种空间线性工程BIM建模及整合方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将空间线性工程划分为若干个模型单元，在Autodesk Revit中导入设计线路图作为建模定位图；

步骤2：收集空间坐标数据，将空间坐标数据和剖面导入到可视化程序中自动拟合空间曲线，生成空间线性工程BIM模型；

步骤3：调整工程单元在Autodesk Revit中的项目正北方向，完成建模后再链接至中心文件中旋转模型、发布共享坐标，最后整合所有模型；

所述步骤1中，所述的模型单元是对空间线性工程根据标段、结构尺寸、长度、规模因素进行单独划分的；

所述步骤1中，设计线路图是指CAD绘制的.dwg格式的设计线路平面图，载入到Autodesk Revit中后保存为.rvt文件，作为所有建模单元的定位图参照；

所述步骤2中，所述空间坐标数据是指设计线路图中路线的直变曲、曲变直、纵向及水平曲线、曲线控制点、高程变化点等关键控制点的空间坐标（x，y，z），数据精确到0.001，曲线部位点坐标越多越好，并将空间坐标数据输入到Excel中；

所述步骤2中，剖面是指用Autodesk Revit绘制的空间线性工程中垂直于线路方向的典型剖面，格式为.rvt；

所述步骤2中，可视化程序是指用Autodesk Revit自带的Dynamo可视化编程软件开发的可自动根据点坐标数据逐个沿切线方向拟合成空间曲线，并通过坐标转换使剖面垂直于曲线切线方向，沿曲线路径生成三维实体模型的小程序，格式为.dyn；

所述步骤3中，调整项目正北方向是指按照设计线路图中的角度旋转项目正北方向，再在此基础上创建模型，且模型的位置要和导入的设计线路图中的工程位置对应；

所述步骤3中，一个完整的空间线性工程由若干个模型单元组成，将其中一个模型单元作为中心文件，将其他模型单元全部链接至这个中心文件中整合，所述其他模型单元称为：链接文件或者链接模型；

所述步骤3中，旋转模型是指调整软件中角度读取精度为0.000000000001，选择某一模型单元中的项目基点，即可获取项目正北方向的角度数值，将该模型单元链接至中心文件中，此时发现该模型单元定位是偏移的，以项目基点为中心旋转模型至原项目方向；

所述步骤3中，发布共享坐标是指在Autodesk Revit软件中，分别将模型单元链接模型发布坐标，并复制新建位置，作为共享参考坐标，最后保存文件，此时原模型单元和链接模型都进行了保存，模型之间的共享坐标已建立。