CN114896677B - 基于bim模型的施工仿真方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于BIM模型的施工仿真方法及系统，方法包括如下：构建基础构架和构架参数；依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块，每一单元模块以一主体结构作为支撑件，其他附属结构以主体结构为核心进行构建；基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务，将BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元和BIM子单元；基于序列码将所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元进行分别关联，关联后生成构建BIM主单元的第一文本文件和构建BIM子单元的第二文本文件，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以建立BIM主单元和BIM子单元施工仿真。

Description

基于BIM模型的施工仿真方法及系统
技术领域
本发明涉及工程建设BIM模型技术领域，特别是涉及一种基于BIM模型的施工仿真方法及系统。
背景技术
建筑信息模型，简称BIM(building information modeling),是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。现如今，BIM技术已在工程建设领域中得到广泛应用。
在传统的工程建设BIM模型的构建过程中，一般都是经过在三维软件中要进行三维结构模拟图制作，进行受力分析后再去调控BIM模型的结构，BIM模型构建好后只能用于工程可视化、工程进度预测等，还是需要人工布设施工过程中的计划和施工工艺。对于较大的工程建设，一般都是分段施工的，因此很难形成统一部署和统一规划，在仿真过程中，也都是按照整个工程进行仿真，只有仿真效果，区而不能对整个施工过程也进行仿真。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于BIM模型的施工仿真方法及系统。
本发明采用的技术方案如下：
基于BIM模型的施工仿真方法，包括如下步骤：
基于施工图纸采用Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证；
导出结构骨架和骨架参数并进行格式转化输入至BIM模型中作为基础构架和构架参数；
依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块，每一单元模块以一主体结构作为支撑件，其他附属结构以主体结构为核心进行构建；
基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
将BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元；
基于序列码将所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元进行分别关联，关联后生成构建BIM主单元的第一文本文件和构建BIM子单元的第二文本文件，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以建立BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
进一步地，依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块包括：
将施工图纸分别输入至识别模型；
获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系；
判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构；
基于在包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构的分图将基础构架划分为若干个独立的单元模块。
本发明还提供了一种基于BIM模型的施工仿真方法，包括：
基础骨架构建模块，用于基于施工图纸采用Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证，导出结构骨架和骨架参数并进行格式转化输入至BIM模型中作为基础构架和构架参数；
识别模型，用于获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系，判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构；
分割模块；基于在包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构的分图将基础构架划分为若干个独立的单元模块；
任务管理单元，所述任务管理单元用于基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
将所述BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元；
仿真模块，通过任务管理单元依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元，基于BIM主单元判断所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元的关联关系，基于关联关系生成配置BIM主单元的第一文本文件和配置BIM子单元的第二文本文件，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以配置BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
进一步地，所述基础骨架构建模块包括：
Midas Civil软件，用于基于施工图纸在Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证；
导出单元，用于从Midas Civil软件中导出结构骨架以及结构骨架对应的骨架参数；
导入单元，用于将结构骨架以及结构骨架对应的骨架参数经过格式转化后形成BIM模型接受的基础构架和构架参数，并将基础构架和构架参数导入在BIM模型中。
进一步地，所述识别模型包括：
接收单元，用于接收导入的施工图纸；
识别单元，用于获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系；
第一判断单元，用于判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构。
进一步地，所述任务管理单元包括：
施工工艺配置单元，用于基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺；
施工任务配置单元，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
加载单元，依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元。
进一步地，所述BIM模型包括：
多个基于单元模块配置的独立运行的BIM主单元；
以及以BIM主单元为主线设置的用于施工任务开展的BIM子单元。
进一步地，所述BIM主单元包括：
第二判断单元，用于判断所述施工任务是否为构建主体结构所用；
第一执行单元，经第二判断单元判断后为构建主体结构所用，则第一执行单元控制BIM主单元按照序列码对应的将所述施工任务应用于主体结构的构建中；
第二执行单元，经第二判断单元判断后不是为构建主体结构所用，则第二执行单元控制BIM主单元按照所述序列码将所述施工任务分配到对应的BIM子单元以完成对其他附属结构的构建。
进一步地，所述仿真模块包括：
施工文件配置单元，用于通过任务管理单元依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元，基于BIM主单元判断所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元的关联关系，基于关联关系生成配置BIM主单元的第一文本文件和配置BIM子单元的第二文本文件；
施工仿真配置单元，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以配置BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
在本申请中，依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块，每一单元模块在划分成以一主体结构作为支撑件，其他附属结构以主体结构为核心进行构建，基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务；任务管理单元用于分别调度每一施工任务的进行。在BIM模型中，将所述BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元，当任务管理单元分别调度每一施工任务进行施工时，BIM主单元用于完成主体结构的构建，BIM子单元用于完成其他附属结构的构建。通过任务管理单元依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元，基于BIM主单元判断所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元的关联关系，基于关联关系生成配置BIM主单元的第一文本文件和配置BIM子单元的第二文本文件；通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以配置BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
附图说明
以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：
图1为本发明的方法图；
图2为本发明的系统框架原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图2，本发明提供了一种基于BIM模型的施工仿真方法，包括如下步骤：基于施工图纸采用Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证；
在上述中，Midas Civil软件作为专业的工程建设结构骨架绘制和受力分析的工具，为了使得Midas Civil软件可以和BIM互通，本申请设置了导出单元和导入单元，导出单元用于从Midas Civil软件中导出结构骨架以及结构骨架对应的骨架参数；导入单元用于将结构骨架以及结构骨架对应的骨架参数经过格式转化后形成BIM模型接受的基础构架和构架参数，并将基础构架和构架参数导入在BIM模型中。
依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块，每一单元模块以一主体结构作为支撑件，其他附属结构以主体结构为核心进行构建；
基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
将BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元；
在BIM模型中，将所述BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元，当任务管理单元分别调度每一施工任务进行施工时，BIM主单元用于完成主体结构的构建，BIM子单元用于完成其他附属结构的构建。
基于序列码将所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元进行分别关联，关联后生成构建BIM主单元的第一文本文件和构建BIM子单元的第二文本文件，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以建立BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
在上述中，在本申请中，依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块，每一单元模块在划分成以一主体结构作为支撑件，其他附属结构以主体结构为核心进行构建，基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务；任务管理单元用于分别调度每一施工任务的进行。在BIM模型中，将所述BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元，当任务管理单元分别调度每一施工任务进行施工时，BIM主单元用于完成主体结构的构建，BIM子单元用于完成其他附属结构的构建。通过任务管理单元依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元，基于BIM主单元判断所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元的关联关系，基于关联关系生成配置BIM主单元的第一文本文件和配置BIM子单元的第二文本文件；通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以配置BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
在上述中，依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块包括：
将施工图纸分别输入至识别模型；
获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系；
判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构；
基于在包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构的分图将基础构架划分为若干个独立的单元模块。
本发明还提供了一种基于BIM模型的施工仿真方法，包括：
基础骨架构建模块，用于基于施工图纸采用Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证，导出结构骨架和骨架参数并进行格式转化输入至BIM模型中作为基础构架和构架参数；
识别模型，用于获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系，判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构；
分割模块；基于在包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构的分图将基础构架划分为若干个独立的单元模块；
任务管理单元，所述任务管理单元用于基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
将所述BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元；
在BIM模型中，将所述BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元，当任务管理单元分别调度每一施工任务进行施工时，BIM主单元用于完成主体结构的构建，BIM子单元用于完成其他附属结构的构建。
在BIM模型中，将所述BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元，当任务管理单元分别调度每一施工任务进行施工时，BIM主单元用于完成主体结构的构建，BIM子单元用于完成其他附属结构的构建。
仿真模块，通过任务管理单元依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元，基于BIM主单元判断所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元的关联关系，基于关联关系生成配置BIM主单元的第一文本文件和配置BIM子单元的第二文本文件，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以配置BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
进一步地，所述基础骨架构建模块包括：
Midas Civil软件，用于基于施工图纸在Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证；
导出单元，用于从Midas Civil软件中导出结构骨架以及结构骨架对应的骨架参数；
导入单元，用于将结构骨架以及结构骨架对应的骨架参数经过格式转化后形成BIM模型接受的基础构架和构架参数，并将基础构架和构架参数导入在BIM模型中。
进一步地，所述识别模型包括：
接收单元，用于接收导入的施工图纸；
识别单元，用于获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系；
第一判断单元，用于判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构。
进一步地，所述任务管理单元包括：
施工工艺配置单元，用于基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺；
施工任务配置单元，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
加载单元，依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元。
进一步地，所述BIM模型包括：
多个基于单元模块配置的独立运行的BIM主单元；
以及以BIM主单元为主线设置的用于施工任务开展的BIM子单元。
进一步地，所述BIM主单元包括：
第二判断单元，用于判断所述施工任务是否为构建主体结构所用；
第一执行单元，经第二判断单元判断后为构建主体结构所用，则第一执行单元控制BIM主单元按照序列码对应的将所述施工任务应用于主体结构的构建中；
第二执行单元，经第二判断单元判断后不是为构建主体结构所用，则第二执行单元控制BIM主单元按照所述序列码将所述施工任务分配到对应的BIM子单元以完成对其他附属结构的构建。
进一步地，所述仿真模块包括：
施工文件配置单元，用于通过任务管理单元依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元，基于BIM主单元判断所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元的关联关系，基于关联关系生成配置BIM主单元的第一文本文件和配置BIM子单元的第二文本文件；
施工仿真配置单元，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以配置BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
在本申请中，依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块，每一单元模块在划分成以一主体结构作为支撑件，其他附属结构以主体结构为核心进行构建，基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务；任务管理单元用于分别调度每一施工任务的进行，不同的施工工艺和施工过程都可以转化为具体的参数，通过将整个工程进行分解成若干个独立的单元模块，每一单元模块又分解成了以一主体结构作为支撑件和以主体结构为核心的其他附属结构；这样每一个施工任务就可以细化到具体的某一模块单元的主体结构和其他附属结构，通过对这些主体结构和其他附属结构施工工艺转化为具体的参数形成可以进行数据转化和仿真的配置文件，也就是第一文本文件和第二文本文件，通过修改第一文本文件和第二文本文件中的具体参数就可以在仿真软件中对主体结构和其他附属结构进行施工仿真。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.基于BIM模型的施工仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：
基于施工图纸采用Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证；
导出结构骨架和骨架参数并进行格式转化输入至BIM模型中作为基础构架和构架参数；
依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块，每一单元模块以一主体结构作为支撑件，其他附属结构以主体结构为核心进行构建；
基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
将BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元；
基于序列码将所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元进行分别关联，关联后生成构建BIM主单元的第一文本文件和构建BIM子单元的第二文本文件，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以建立BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
2.根据权利要求1所述的基于BIM模型的施工仿真方法，其特征在于，依据施工图纸将基础构架划分为若干个独立的单元模块包括：
将施工图纸分别输入至识别模型；
获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系；
判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构；
基于在包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构的分图将基础构架划分为若干个独立的单元模块。
3.一种基于BIM模型的施工仿真系统，其特征在于，包括：
基础骨架构建模块，用于基于施工图纸采用Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证，导出结构骨架和骨架参数并进行格式转化输入至BIM模型中作为基础构架和构架参数；
识别模型，用于获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系，判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构；
分割模块；基于在包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构的分图将基础构架划分为若干个独立的单元模块；
任务管理单元，所述任务管理单元用于基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
将所述BIM模型依据每一单元模块配置成一个BIM主单元，以及以BIM主单元为主线来构建用于其他附属结构所对应的施工任务开展的BIM子单元；
仿真模块，通过任务管理单元依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元，基于BIM主单元判断所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元的关联关系，基于关联关系生成配置BIM主单元的第一文本文件和配置BIM子单元的第二文本文件，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以配置BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
4.根据权利要求3所述的基于BIM模型的施工仿真系统，其特征在于，所述基础骨架构建模块包括：
Midas Civil软件，用于基于施工图纸在Midas Civil软件建立结构骨架，基于结构骨架在Midas Civil软件中进行受力分析以进行结构骨架验证；
导出单元，用于从Midas Civil软件中导出结构骨架以及结构骨架对应的骨架参数；
导入单元，用于将结构骨架以及结构骨架对应的骨架参数经过格式转化后形成BIM模型接受的基础构架和构架参数，并将基础构架和构架参数导入在BIM模型中。
5.根据权利要求3所述的基于BIM模型的施工仿真系统，其特征在于，所述识别模型包括：
接收单元，用于接收导入的施工图纸；
识别单元，用于获取施工图纸中的总图和多个分图，并获取分图与总图之间的关联关系；
第一判断单元，用于判断每一分图中是否包含了主体结构和以主体结构为核心的附属结构。
6.根据权利要求3所述的基于BIM模型的施工仿真系统，其特征在于，所述任务管理单元包括：
施工工艺配置单元，用于基于每一单元模块的施工图纸布设主体结构和其他附属结构的施工工艺；
施工任务配置单元，基于施工工艺来划分施工任务，并基于施工工艺的进行以标记所述施工任务的序列码；
加载单元，依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元。
7.根据权利要求3所述的基于BIM模型的施工仿真系统，其特征在于，所述BIM模型包括：
多个基于单元模块配置的独立运行的BIM主单元；
以及以BIM主单元为主线设置的用于施工任务开展的BIM子单元。
8.根据权利要求3或7所述的基于BIM模型的施工仿真系统，其特征在于，所述BIM主单元包括：
第二判断单元，用于判断所述施工任务是否为构建主体结构所用；
第一执行单元，经第二判断单元判断后为构建主体结构所用，则第一执行单元控制BIM主单元按照序列码对应的将所述施工任务应用于主体结构的构建中；
第二执行单元，经第二判断单元判断后不是为构建主体结构所用，则第二执行单元控制BIM主单元按照所述序列码将所述施工任务分配到对应的BIM子单元以完成对其他附属结构的构建。
9.根据权利要求3所述的基于BIM模型的施工仿真系统，其特征在于，所述仿真模块包括：
施工文件配置单元，用于通过任务管理单元依据所述序列码将所述施工任务加载至BIM主单元，基于BIM主单元判断所述施工任务与BIM主单元和BIM子单元的关联关系，基于关联关系生成配置BIM主单元的第一文本文件和配置BIM子单元的第二文本文件；
施工仿真配置单元，通过向第一文本文件和第二文本文件注入仿真参数以配置BIM主单元和BIM子单元施工仿真。
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