CN117113495A - 一种基于bim空间选取周边适配设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，包括S1建立区域空间BIM模型；S2确定模型内设备坐标并划定区域界限；S3匹配相关设备实现周边设备的适配。建立BIM空间模型反馈出所选区域内建筑相关的结构以及空间内存在的所有设备以及设备相关信息，确定目的地坐标或者目标设备的坐标后，确定所需周边设备类型，计算所有周边设备与目的地坐标或者目标设备坐标之间的距离，在考虑区域划分因素以及距离因素之后选择最适配的周边设备并标注在BIM中，便于相关人员寻找到相关设备，通过该方式能够节省相关人员盲目寻找周边相关设备的时间，区域划分和距离因素的同步考量也提高寻找相关设备的效率和精确度。

Description

一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法

技术领域

本发明涉及周边设备匹配选取领域，尤其涉及一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法。

背景技术

由于设备和其周边设备的性能上的改善，设备和周边设备可以提供各种功能。此外，由于通信技术的进步，设备和周边设备可以根据实际应用需求彼此连接。此外，根据设备和周边设备之间的连接关系，设备和周边设备可以从各种功能中选择性地执行一些功能。因此，根据设备的上下文、设备和周边设备中适当的周边设备需要配置拓扑，而设备和周边设备需要有效地彼此连接。此外，需要一种技术，允许包含于拓扑中的设备和周边设备能够有效的彼此控制。

中国专利文献CN102577361B公开了一种“周边设备信息显示系统、显示装置及周边设备”。采用了其中将至少一个周边设备和能显示该周边设备的设备相关数据的显示装置相连接，该周边设备信息显示系统的特征在于，所述显示装置包括存储有显示区域信息的存储部，该显示区域信息所包含的区域识别信息用于识别配置有所述周边设备的设备相关数据的显示区域，所述周边设备包括设备相关数据发送部，该设备相关数据发送部根据从所述显示装置获取的所述显示区域信息，将所述周边设备的设备相关数据与所述区域识别信息对应起来发送到所述显示装置，所述显示装置在利用所述区域识别信息所识别的显示区域中配置从所述周边设备发送的所述设备相关数据并进行显示。但是该专利周边设备选取精度不高，相关设备匹配精度欠缺。

发明内容

本发明主要解决原有周边相关设备选取并匹配精度较低的技术问题，提供一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，本专利通过建立一定空间内的BIM模型展现该空间内所有的建筑以及设备信息，再根据模型进行空间内的区域界定以及设备坐标的确定，最后选定需求点坐标以及所需设备类型，根据区域完整性以及关联设备与需求点的距离确定最优相关设备。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明步骤包括S1建立区域空间BIM模型；

S2确定模型内设备坐标并划定区域界限；

S3匹配相关设备实现周边设备的适配。

现代建筑楼层建造程度愈加复杂，同时内置结构也同步愈加复杂，身处其中的相关人员若是有相关方面的需求，难以快速的找到最近的或是最快能够找寻到的相关设备，为了能够更快地以相关人员或是需求点为中心找寻到所需的相关设备，本发明采用一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法来快速寻找建筑内任意位置附近的相关设备。首先通过建立BIM空间模型明确任意区域内建筑的分布情况以及建筑内存在的设备状况和分布位置。再确定需求点坐标或者需求设备的坐标，再设定好所需寻找的距离界限，以寻找点坐标为中心寻找满足条件的相关设备。例举出所有满足条件的相关设备，按照既定的筛选标准选择出匹配度最高的相关设备输出并在BIM模型上进行高亮显示，找寻出需求点周边最适合的设备。

作为优选，所述步骤S1划定所需确定的空间范围，建立该空间范围内包含建筑信息的BIM模型，BIM模型内还包括建筑内的结构信息和设备信息。建立BIM模型能够清晰地展示出划定区域内建筑内各个区域的具体结构情况以及分布在建筑内不同区域内的各类设备。通过BIM模型，相关人员能够更加直观地把握建筑内的情况以及设备信息，根据已建立的BIM模型的实际情况，相关人员能够制定更准确的寻找策略以及更快捷地寻找到不同区域内的相关设备。

作为优选，所述步骤S1所述步骤S1中已生成的BIM空间模型进行轻量化处理生成离线数据包，并将离线数据包放置在服务器中。完成建立BIM模型后，为了便于后续能够便捷调取使用建立完成的BIM模型，将BIM模型进行轻量化处理，以离线数据包的形式放置在服务器中，后续能够在多种情况快速调用BIM模型，便于相关人员根据实际需求及时调用需求点坐标附近满足需求的最匹配设备。

作为优选，所述步骤S1中将建立好的BIM模型按照设备类型，区域界限进行分类，再次调用BIM模型时可按照查询类别对BIM模型进行局部浏览，同时对可生成标准件的部分进行编码放置入模型库内。现代社会中建筑内的部分结构以及若干类型的设备是通用的，为了加快后续BIM模型建立的速度，将通用类型的设备和区域结构制作成标准件并编码放置在BIM模型库内，后续在建立不同空间的BIM模型时，可以查询BIM模型库内是否存在已经制成的标准件调用，若存在直接调取编码即可而无需重新进行建模，极大地缩减BIM空间模型构建所需耗费的时间。

作为优选，所述步骤S2中根据实际应用需求选定任意设备坐标或者是目的地坐标作为选定点中心，再以选定中心选取与其距离最近且区域性最接近的相关周边设备。当某个空间内有需求时，打开该空间对应的BIM模型，找出需求点的坐标或者所需设备的坐标并将其标注在BIM空间模型上，再以改坐标为中心点与周边附近所相关设备的中心点相连接计算两点之间的距离，根据实际需求选择满足距离的相关设备。

作为优选，所述步骤S2中将一整片空间按照实际建筑结构划分为若干区域并进行界定，同时标记边界坐标。由于建筑存在三维立体性，放置在实际的建筑空间内由于墙体的分隔划分为若干不同的区域，可能存在两点之间在空间上距离及其相近，但是不存在与同一片区域的情况。若是仅按照距离作为衡量最适配的周边设备的标准，虽然在空间计算中不存在相应问题，但是代入至实际情况时，相关人员无法客服物理上的障碍，穿过建筑的墙体实现跨越不同区域寻找周边设备，因此需要标记不同区域的边界坐标，将建筑空间的区域是否同一作为周边设备寻找的标准之一。

作为优选，所述步骤S3中匹配相关设备时，需要计算设备之间距离，具体实现步骤如下：首先通过BIM模型获取区域的中心坐标(x1、y1、z1)，所需设备的所有坐标信息并获取同一设备的中心点P坐标(x2、y2、z2)，计算两点之间的距离：D＝(x2-x1)2+(y2-y1)2+(z2-z1)2。寻找需求点坐标周边适配设备最主要的开率因素即为周边设备中心点和需求点之间的距离，通过计算方式能够直观地获得在立体空间内两点之间的距离，便于相关人员寻找到周边适配设备。

作为优选，所述步骤S3中将所有相关设备与选定中心区域之间的距离计算完成后，按照设定的匹配规则将符合条件的设备与目标设备进行匹配，选择相适配的设备输出结果。寻找周边设备主要考量空间划分因素和距离因素，首先寻找出距离最近的若干相关设备，若需求点或是需求点设备与周边相关设备之间的距离相对较近，但是两者不属于同一区域内，通过考量空间划分因素以及距离因素对不同周边相关设备的影响，在抉择出最适合的周边相关设备。

作为优选，所述步骤S3中输出结果时，显示所有D小于设定距离的相关设备并在BIM模型上显示出来，BIM模型上还会标注相应的设备信息。将满足条件的相关设备全部高亮在BIM模型上标注出来能够便于相关人员根据BIM模型内的建筑空间布局情况来判断哪个周边设备为最适配。

作为优选，所述步骤S3中，设定的规则包括区域完整性，空间相关性以及空间分析的分析目的。再选择最适配的周边设备时，除了考虑需求点和周边任一相关设备两者之间的距离还需要考虑两者是否为同一空间内。例如需求点a与相关设备A两者之间的距离非常近但是分别处于上下两个楼层空间内，而需求点a和相关设备B之间的距离略大于需求点a与相关设备A两者之间的距离，但是需求点a和相关设备B之间同属于同一空间内，因此需求点a最适配的周边相关设备为B而非A，选择A虽然在空间距离上为最优选择，但是相关人员无法克服实际的建筑空间障碍完成上下楼的直接跨越，实际从需求点a到达相关设备A的距离远大于需求点a到达相关设备B之间的距离，因此区域完整性和空间相关性以及距离这三个因素需要同步考虑，才能够确定出最适配的周边相关设备。

本发明的有益效果是：建立BIM空间模型反馈出所选区域内建筑相关的结构以及空间内存在的所有设备以及设备相关信息，确定目的地坐标或者目标设备的坐标后，确定所需周边设备类型，计算所有周边设备与目的地坐标或者目标设备坐标之间的距离，在考虑区域划分因素以及距离因素之后选择最适配的周边设备并标准在BIM中，便于相关人员寻找到相关设备，通过该方式能够节省相关人员盲目寻找周边相关设备的时间，区域划分和距离因素的同步考量也提高寻找相关设备的效率和精确度。

附图说明

图1是本发明的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，如图1所示，包括S1建立区域空间BIM模型；S2确定模型内设备坐标并划定区域界限；S3匹配相关设备实现周边设备的适配。现有建筑空间愈加复杂，建筑内设备的类型和数量愈加多样并且分布愈加分散，有时处于建筑空间内某一位置时，想要根据及时需要快速找寻周边相关设备难度较高，为了解决该情况，本实施例提供一种基于BIM空间计算周边设备的方法，包括：建立了任一空间内BIM建筑模型和设备模型并进行轻量化处理，所有的设备模型在BIM上有了对应空间位置，将设备的三维空间坐标存储在BIM空间数据库里。确定要计算周边设备的目标位置，根据周边设备的定义确定搜索的范围，使用BIM模型中的几何信息和设备信息进行空间计算，根据特定的匹配规则，将符合条件的设备与目标设备进行匹配，最后输出匹配结果，展示目标设备周边符合条件的设备信息。本实施的方法基于BIM模型提供了丰富的空间和设备信息，通过空间计算和设备匹配，可以准确地确定目标设备周边的设备。这样的方法在建筑设计、设备安装、设备管理等领域都具有应用潜力，可以提高工作效率和准确性。同时BIM模型还可以与其他工具和系统进行集成，做一些报警联动、控制联动、空间信息管理等功能，实现全空间、全时段和全内容(各类数据)的信息采集、处理、管理和支撑管理应用。具体实现步骤如下，首先建立一个包含建筑信息的BIM模型，该模型可以包含建筑的几何信息和结构信息以及设备信息。再将已经建立的BIM模型进行轻量化处理，将基于建筑的土建和机电设备BIM模型进行轻量化处理生成了离线数据包，将这些离线数据包部署在本地服务器中，通过链接集成方式按照世界坐标和链接关系把每个文件合并到一起，配置好参数后放到Web应用里，后续相关人员需要使用任意空间内的BIM模型时可以直接本地浏览各类模型。完成一定量的BIM模型建立后，建立一个BIM空间数据库，将BIM模型内的建筑、楼层、设备等模型进行名称标识并在数据库表里定义好模型的名称、编码、构件ID、构件位置坐标等字段信息，在模型初始化时这些信息自动加入到数据表里，同时后续在搭建其他BIM空间模型时，若需要相同类型的建筑或者区域模型以及设备模型时，可以直接从BIM空间数据库内调取，节约搭建模型的时间，提高搭建效率。此外根据建筑中设备设施的编码体系，在BIM模型中对相应的设备构件进行模型编码，模型编码与设备编码相互映射，将模型上传至平台后，平台会自动进行模型编码和设备编码的自动挂接匹配，实现模型与设备的绑定。而当根据实际需要打开BIM模型时首先需要加载BIM模型信息，浏览器访问时通过引擎加载模型，在浏览器中实现BIM模型的浏览、漫游、剖切、保存视点、测量、标记、材质、搜索、过滤、隐藏、隔离显示，可以查询到任何部位或构件的模型信息。打开对应区域内的BIM模型后，首先需要确定目标设备位置或者目标地点的坐标位置，同时还需要确定要计算周边设备的目标设备位置，可以通过选择模型中的某个设备元素或指定一个位置点来完成。确定不同设备的位置坐标后，还需要划定区域的边界范围，将设备所属的区域进行界定，根据周边设备的定义，确定搜索的范围，设置一个固定的半径或面积范围，表示要查找的设备在目标设备周围的范围内：1)在BIM模型中寻找合适的元素来定义区域的边界，这可以是墙体、楼板、天花板等具有空间约束的元素，选择一个或多个元素来形成区域的外部边界：2)根据区域的形状和约束，确定区域的边界构造方式，使用直线、曲线等方式构建边界，并确保边界与选择的元素相交或连接：3)根据选择的边界构造方式，在BIM模型中构建闭合的边界线，确保边界线的每个端点都与模型中的元素相连接或相交，形成一个完整的闭合边界。然后进行空间计算，使用BIM模型中的几何信息和设备信息，进行空间计算，包括计算目标设备周围的闭合区域、计算设备之间的距离、计算设备之间的相对位置等，BIM模型区域中心点坐标和BIM模型设备距离的计算过程如下：1)通过BIM模型的数据结构或API来获取BIM模型中所有构件的坐标信息；2)对于每个构件，获取其坐标信息，这通常是构件的位置向量或三维坐标；3)将所有构件的坐标累加得到总和，对于每个坐标轴(x、y、z)，将所有构件在该轴上的坐标值相加；4)将每个坐标轴的累加值除以构件数量，得到平均值，这就是区域的中心点坐标(x1、y1、z1)；5)确定周边设备构件P的中心点坐标为(x2、y2、z2)，可以分别计算P点到区域中心点x轴、y轴、z轴的距离，然后将这三个距离平方相加，再开方即可得到点P到的定位区域中心点距离D，计算D的实际公式如下：D＝(x2-x1)2+(y2-y1)2+(z2-z1)2。距离D计算完成后进行设备匹配，根据特定的匹配规则，匹配规则需要考虑区域的完整性：闭合区域的边界定义了一个完整的地理实体，包括内部和外部区域，这使得对区域内部的空间关系进行准确的分析和计算成为可能；空间相关性：闭合区域内的对象具有共同的空间属性和关系，通过考虑这些空间属性，可以更好地理解和分析区域内部的数据和现象，从而提高计算的准确性；空间分析的目的：在许多应用中，我们关注的是区域内的特定空间关系，例如区域面积、边界长度、相对位置等，这些关系在很大程度上与区域的形状和完整性有关，而与区域之间的距离相对较小；根据设定的匹配规则将符合条件的设备与目标设备进行匹配，匹配规则可以定义为设备类型、空间关系、距离等因素。为了提高设备计算的准确性，需要同步考虑闭合区域的空间关系以及距离。最后定义好一个测量距离L，以此距离划定一个区域，计算出距离D≤L的所有设备构件，在BIM模型上高亮显示出来，展示出设备的材质、编码、基础档案等信息。将满足上述规则的最适配的周边设备作为结果输出并在BIM模型上进行标注便于相关人员寻找到该设备。本实施例中的BIM模型对已经存储的空间数据可进行分类检索，空间检索的结果在三维可视化界面中实现定位，通过对接设备的开放接口获取实时状态监测数据，不同设备在特定区域空间位置内相互关联，以不同颜色、流向表示建筑中设备的运行状态、运行参数和空间位置，更加便于相关人员寻找到所需的信息，提高工作的效率。

Claims (10)

1.一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，其特征在于，步骤包括

S1建立区域空间BIM模型；

S2确定模型内设备坐标并划定区域界限；

S3匹配相关设备实现周边设备的适配。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，其特征在于，所述步骤S1划定所需确定的空间范围，建立该空间范围内包含建筑信息的BIM模型，BIM模型内还包括建筑内的结构信息和设备信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，其特征在于，所述步骤S1所述步骤S1中已生成的BIM空间模型进行轻量化处理生成离线数据包，并将离线数据包放置在服务器中。

4.根据权利要求1至3所述的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，其特征在于，所述步骤S1中将建立好的BIM模型按照设备类型，区域界限进行分类，再次调用BIM模型时可按照查询类别对BIM模型进行局部浏览，同时对可生成标准件的部分进行编码放置入模型库内。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，其特征在于，所述步骤S2中根据实际应用需求选定任意设备坐标或者是目的地坐标作为选定点中心，再以选定中心选取与其距离最近且区域性最接近的相关周边设备。

6.根据权利要求1所述的一种分析并预防新能源电网风险状态的方法，其特征在于，所述步骤S2中将一整片空间按照实际建筑结构划分为若干区域并进行界定，同时标记边界坐标。

7.根据权利要求1所述的一种分析并预防新能源电网风险状态的方法，其特征在于，所述步骤S3中匹配相关设备时，需要计算设备之间距离，具体实现步骤如下：首先通过BIM模型获取区域的中心坐标(x1、y1、z1)，所需设备的所有坐标信息并获取同一设备的中心点P坐标(x2、y2、z2)，计算两点之间的距离：

8.根据权利要求7所述的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，其特征在于，所述步骤S3中将所有相关设备与选定中心区域之间的距离计算完成后，按照设定的匹配规则将符合条件的设备与目标设备进行匹配，选择相适配的设备输出结果。

9.根据权利要求7和8所述的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，其特征在于，所述步骤S3中输出结果时，显示所有D小于设定距离的相关设备并在BIM模型上显示出来，BIM模型上还会标注相应的设备信息。

10.根据权利要求8所述的一种基于BIM空间选取周边适配设备的方法，其特征在于，所述步骤S3中，设定的规则包括区域完整性，空间相关性以及空间分析的分析目的。