CN117251923B - Bim模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑设计软件领域，尤其涉及BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，包括：将BIM模型中的视图导出为DWG文件并进行格式加工；在合图文件中为所述视图创建引用图层并对所述DWG文件进行引用，并创建对应的二维设计图层；所述二维设计图层更新后，将所述二维设计图层拆分得到二维设计文件并进行格式加工得到挂接文件；为视图创建对应的挂接空间，将所述挂接文件存入所述挂接空间；对所述视图、挂接文件、引用图层进行更新监测，当监测到更新时发出更新通知；实现了BIM模型与二维设计的高效协同，解决了BIM设计软件和二维设计软件在设计习惯上的差异，消除了BIM设计软件和CAD软件中浏览设计内容的不一致，且避免了设计版本冲突的问题。

Description

BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法及系统

技术领域

本发明涉及建筑设计软件技术领域，尤其涉及BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法及系统。

背景技术

BIM（建筑信息模型）广泛应用于设计、施工、运维等各个环节，但当前的工程设计领域使用BIM设计软件进行设计的比例仍然非常低，原因包括BIM设计软件的设计效率仍满足不了工程设计进度的需要，成本也较高，BIM设计软件复杂难学导致人才稀缺。所以目前的主流设计方式为，先绘制二维图纸，再根据二维图纸建立BIM模型，当二维图纸更新时，整个BIM模型要重新建立，造成了许多重复的工作影响效率，而且，由于先设计的二维图纸，再建立BIM模型，在二维图纸的设计阶段无法利用BIM模型提供的信息来辅助设计；同时，BIM模型更新时，二维图纸还保持旧的版本，造成了设计上的冲突。

公开号为CN117251923A的中国发明专利公开了一种三维项目多用户协作管理方法、系统、终端及存储介质，通过将BIM模型的信息存入服务器中，将设计人员的每次修改都提交到服务器，服务器判定修改成功后将BIM模型的更新信息分发给所有参与设计的设计人员，以此完成了三维项目多用户协作设计；但是该发明只解决了BIM模型多用户的协同设计，并未完成二维图纸与BIM模型的相互协同。

公开号为CN115033968A的中国发明专利公开了一种基于CAD和Revit的二、三维协同设计平台，其中图模一致协作部分公开了一种三维模型与CAD图纸之间的协作方法，但该协作方法中，三维模型与CAD图纸之间的更新不具有即时性，且具体如何实现协同工作的方案并未充分公开。另外，该方法没有对BIM设计软件和CAD软件在设计习惯上的差异，以及显示图元的差异性提出解决方案。

为此本发明提出一种BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法及系统。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法及系统，旨在实现一种二维图纸与BIM模型能够并行得进行响应式设计且不会产生设计冲突的方案。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，包括：

导出步骤：将BIM模型中需要与二维图纸协同设计的视图导出为DWG文件，并对所述DWG文件进行第一文件加工得到第一DWG文件；

合图步骤：创建合图文件，在所述合图文件中为所述视图创建对应的引用图层，在所述引用图层中对所述第一DWG文件进行引用，并根据所述引用图层创建对应的二维设计图层；

拆图步骤：所述二维设计图层发生更新后，将更新的所述二维设计图层从所述合图文件中拆分得到二维设计文件，并对所述二维设计文件进行第二文件加工得到第二DWG文件，将所述第二DWG文件作为挂接文件；

挂接步骤：为视图创建对应的挂接空间，将所述挂接文件存入所述挂接空间；

监测步骤：对所述视图进行监测，当所述视图发生更新时，再次执行所述导出步骤；对所述挂接文件进行监测，当所述挂接文件被新挂接文件替换时，检查所述视图是否需要按照所述新挂接文件进行更新，若是，则发出BIM模型需要更新的通知；对所述引用图层进行监测，当所述引用图层发生更新时，检查所述二维设计图层是否需要按照更新后的所述引用图层进行更新，若是，则发出二维设计图层需要更新的通知。

进一步的，所述导出步骤中，包括：

选择子步骤：若所述引用图层为空，则将所述BIM模型中需要跟随所述二维图纸更新的视图作为协同视图并选中，否则，将所述协同视图中发生更新的视图作为更新视图并选中；

导出子步骤：将选中的视图导出为DWG文件；

存储子步骤：根据所述BIM模型的信息创建第一存储路径，根据所述视图的信息对所述DWG文件进行命名并存储到所述第一存储路径中；

第一文件加工子步骤：根据所述二维图纸的设计需求对所述DWG文件进行格式处理得到第一DWG文件。

进一步的，所述第一文件加工子步骤中，包括：

设置基点孙步骤：若所述BIM模型的原点在所选模型视图对应平面的投影点落在视图的裁剪范围内，将所述投影点设为基点，否则，以裁剪范围的左下角的投影点作为基点；

字体转换孙步骤：将所述DWG文件中的TTF字体转换为CAD适用的SHX字体，并根据所述TTF字体的宽度与所述SHX字体的宽度的比例调整所述SHX字体的宽度；

特殊符号转换孙步骤：根据特殊符号在不同字体中的编码规则对所述特殊符号进行格式转换；

线型转换孙步骤：将所述DWG文件中不被CAD支持的线型转换为CAD支持的线型。

进一步的，所述合图步骤中，包括：

创建子步骤：创建一个空白DWG文件，并在所述空白DWG文件中创建所述视图对应的引用图层，为所述引用图层设置对应的独立图框；

引用子步骤：通过所述第一DWG文件的存储路径，将所述第一DWG文件作为引用文件引用在对应的所述引用图层中，并设置为不可修改；

标记子步骤：在所述独立图框中标注出所述引用文件的文件名称，将所述第一DWG文件中与所述视图的基点对应的位置设为拆图基点，并在所述引用图层中进行标注。

进一步的，所述拆图步骤中，包括：

拆分子步骤：从所述二维设计图层中与对应的引用图层的拆图基点的位置，将所述二维设计图层拆分成独立的二维设计文件，根据所述二维设计图层对应的第一DWG文件的文件名称为所述二维设计文件命名；

第二文件加工子步骤：对所述二维设计文件进行加工得到第二DWG文件，将所述第二DWG文件作为挂接文件。

进一步的，所述第二文件加工子步骤中，包括：

文件格式转换孙步骤：将所述二维设计文件的格式转换为所述BIM模型的设计软件能够显示的格式；

逆加工孙步骤：按照所述第一文件加工的逆向加工过程对所述二维设计文件进行加工；

图块剪切孙步骤：把图块中剪切范围以外的图元删除。

进一步的，所述挂接步骤中，包括：

视图选择子步骤：根据所述第二DWG文件的文件名称选择对应的挂接视图；

确定地址子步骤：根据所述挂接视图的信息确定所述挂接文件的存储路径和所述挂接空间的地址；

替换子步骤：将所述挂接文件替换所述挂接空间中的文件。

一种BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计系统，应用上述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，包括：

导出模块：将BIM模型中需要与二维图纸协同设计的视图导出为DWG文件，并对所述DWG文件进行第一文件加工得到第一DWG文件；

合图模块：创建合图文件，在所述合图文件中为所述视图创建对应的引用图层，在所述引用图层中对所述第一DWG文件进行引用，并根据所述引用图层创建对应的二维设计图层；

拆图模块：所述二维设计图层发生更新后，将更新的所述二维设计图层从所述合图文件中拆分得到二维设计文件，并对所述二维设计文件进行第二文件加工得到第二DWG文件；

挂接模块：为视图创建对应的挂接空间，将所述挂接文件存入所述挂接空间；

监测模块：对所述视图进行监测，当所述视图发生更新时，由所述导出模块将更新的视图导出；对所述挂接文件进行监测，当所述挂接文件被所述新挂接文件替换时，检查所述视图是否需要按照所述新挂接文件进行更新，若是，则发出所述BIM模型需要更新的通知；对所述引用图层进行监测，当所述引用图层发生更新时，检查所述二维设计图层是否需要按照更新后的所述引用图层进行更新，若是，则发出所述二维设计图层需要更新的通知。

进一步的，所述导出模块包括：

选择子模块：若所述引用图层为空，则将所述BIM模型中需要跟随所述二维图纸更新的视图作为协同视图并选中，否则，将所述协同视图中发生更新的视图作为更新视图并选中；

导出子模块：将选中的视图导出为DWG文件；

存储子模块：根据所述BIM模型的信息创建第一存储路径，根据所述视图的信息对所述DWG文件进行命名并存储到所述第一存储路径中；

第一文件加工子模块：根据所述二维图纸的设计需求对所述DWG文件进行格式处理得到第一DWG文件。

进一步的，所述第一文件加工子模块包括：

设置基点孙模块：若所述BIM模型的原点在所选模型视图对应平面的投影点落在视图的裁剪范围内，将所述投影点设为基点，否则，以裁剪范围的左下角的投影点作为基点；

字体转换孙模块：将所述DWG文件中的TTF字体转换为CAD适用的SHX字体，并根据所述TTF字体的宽度与所述SHX字体的宽度的比例调整所述SHX字体的宽度；

特殊符号转换孙模块：根据特殊符号在不同字体中的编码规则对所述特殊符号进行格式转换；

线型转换孙模块：将所述DWG文件中不被CAD支持的线型转换为CAD支持的线型。

本发明的有益效果是：通过建立将BIM模型中需要协同设计的视图导出为DWG文件，并创建一个合图文件进行引用，在合图文件中参照引用的文件进行二维设计，将二维设计更新后拆分得到的独立文件挂接在视图上，以比对视图决定BIM模型是否需要协同更新，BIM模型中视图更新后会在所述合图文件中自动显示更新，以供二维设计人员做协同设计参照，完成了BIM模型与二维图纸的并行响应式设计方案，使BIM模型设计人员与二维图纸设计人员能够协同工作，其中一方的做出的更新会在另一方显示出来，根据对方的更新做协同设计；同时又保持二维图纸与BIM模型之间相互隔离，双方都不会直接修改对方的设计，从而提高了协同工作的效率的同时，避免了二维图纸与BIM模型的设计冲突。另外，由于BIM设计和二维设计在操作习惯上的差异，二维设计把多个图纸放在一个文件中进行显示和设计，而BIM设计软件是分视图逐个内容进行显示。因此从BIM设计软件输出内容到二维文件的时候使用了合图步骤，把多个视图内容合并在一张图纸中；从二维软件输出内容到BIM设计软件的时候，反过来使用了拆图步骤，把图纸拆分成适合视图显示的单个文件。

附图说明

图1是本发明提出的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法流程图。

图2是本发明提出的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计系统示意图。

图3是BIM模型和二维图纸之间建立双向链接的示意图。

图4是BIM模型和二维图纸之间建立双向链接和双向迭代更新的处理方法流程。

图5是DWG文件中图块出现剪切的效果示意图。

图6是合图后用于区分视图内容和辅助拆图的图框示意图。

图7是BIM模型中对应视图导出的DWG文件未设置基点时的示意图。

图8是BIM模型中对应视图导出的DWG文件已设置基点时的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1、图3及图4所示，为BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法流程图，包括：导出步骤，合图步骤，拆图步骤，挂接步骤及监测步骤，具体的，本方案通过建立将BIM模型中需要协同设计的视图导出为DWG文件，并创建一个合图文件进行引用，在合图文件中参照引用的文件进行二维设计，将二维设计更新后拆分得到的独立文件挂接在视图上，以比对视图决定BIM模型是否需要协同更新，BIM模型中视图更新后会在所述合图文件中自动显示更新，以供二维设计人员做协同设计参照，完成了BIM模型与二维图纸的协同设计方案，进而，使BIM模型设计人员与二维图纸设计人员能够协同工作，又保持了相互隔离，不会直接修改对方的设计，提高了协同工作的效率的同时，避免了二维图纸与BIM模型的设计冲突。同时，通过将所选视图导出的DWG文件在一个合图文件中引用，达到三维导出文件符合二维的设计习惯的技术效果。二维设计完成或更新后，根据拆图基点将二维设计图从合图文件中拆分为独立的文件挂接到对应的视图上，使三维设计人员看到的二维设计图纸与合图文件中的设计图一致，满足三维设计的设计需要。

导出步骤：将BIM模型中需要与二维图纸协同设计的视图导出为DWG文件，并对所述DWG文件进行第一文件加工得到第一DWG文件；具体的，在项目刚创建时，将所有需要协同设计的视图导出为DWG文件，并将格式加工为适合二维设计的格式，进而实现了从BIM模型中的视图分离出二维设计图并交付给二维设计的技术效果。

通过加工BIM模型视图导出的DWG文件，消除了导出的DWG文件在CAD软件中浏览时和正常DWG文件的差异，如浏览卡顿、字体大小不对；进而消除了BIM设计软件和CAD软件中浏览设计内容的不一致的问题。

合图步骤：创建合图文件，在所述合图文件中为所述视图创建对应的引用图层，在所述引用图层中对所述第一DWG文件进行引用，并根据所述引用图层创建对应的二维设计图层；具体的，将导出的二维设计文件存放在一个特定的地址，根据地址在合图文件中进行引用和显示，二维设计人员在合图文件中参考引用的文件进行二维设计，不对引用的文件本身做修改，进而实现了二维设计人员可以响应式得根据BIM模型中对应视图的更新做设计更新，且BIM模型的更新不会直接修改二维图纸的技术效果。

拆图步骤和挂接步骤：所述二维设计图层发生更新后，将更新的所述二维设计图层从所述合图文件中拆分得到二维设计文件，并对所述二维设计文件进行第二文件加工得到第二DWG文件；为视图创建对应的挂接空间，将所述挂接文件存入所述挂接空间。

具体的，将设计好的二维设计模型，从合图文件中拆出并建立为一个独立的文件后，每个需要协同设计的视图，在最初会挂接一个空白的DWG文件，后续在二维设计文件更新后，会将二维设计文件的格式更改为BIM模型可以显示的格式，将空白的DWG文件替换；进而实现了使BIM模型即时感知二维图纸设计发生了更新，且二维图纸的更新不会直接改变BIM模型视图的技术效果。

监测步骤：对所述视图进行监测，当所述视图发生更新时，再次执行所述导出步骤；对所述挂接文件进行监测，当所述挂接文件被新挂接文件替换时，检查所述视图是否需要按照所述新挂接文件进行更新，若是，则发出BIM模型需要更新的通知；对所述引用图层进行监测，当所述引用图层发生更新时，检查所述二维设计图层是否需要按照更新后的所述引用图层进行更新，若是，则发出二维设计图层需要更新的通知。具体的，对视图、引用图层中的文件、挂接文件进行监测，二维设计人员与BIM设计人员可以并行得对各自的设计图进行更新，响应式得将更新显示给对方且不影响对方的设计文件，进而实现了二维图纸与BIM模型并行得响应式协同设计的技术效果。

在另一个实施例中，所述导出步骤中，包括选择子步骤、导出子步骤、存储子步骤及第一文件加工子步骤，通过将需要协同设计的视图导出并加工为适合二维设计的格式，进而实现了二维设计能够即时跟踪BIM模型更新的技术效果。

在具体实施时，选择子步骤：若所述引用图层为空，则将所述BIM模型中需要跟随所述二维图纸更新的视图作为协同视图并选中，否则，将所述协同视图中发生更新的视图作为更新视图并选中；导出子步骤：将选中的视图导出为DWG文件；存储子步骤：根据所述BIM模型的信息创建第一存储路径，根据所述视图的信息对所述DWG文件进行命名并存储到所述第一存储路径中；第一文件加工子步骤：根据所述二维图纸的设计需求对所述DWG文件进行加工得到第一DWG文件。所述第一文件加工子步骤中，包括：设置基点孙步骤：若所述BIM模型的原点在所选模型视图对应平面的投影点落在视图的裁剪范围内，将所述投影点设为基点，否则，以裁剪范围的左下角的投影点作为基点；字体转换孙步骤：将所述DWG文件中的TTF字体转换为CAD适用的SHX字体，并根据所述TTF字体的宽度与所述SHX字体的宽度的比例调整所述SHX字体的宽度；特殊符号转换孙步骤：根据特殊符号在不同字体中的编码规则对所述特殊符号进行格式转换；线型转换孙步骤：将所述DWG文件中不被CAD支持的线型转换为CAD支持的线型。

具体的，确定导出的DWG文件的文件名称和存储路径时，存储位置应该和项目内容、项目的设计阶段、BIM模型本身直接关联，例如：项目名称为“住宅一期”，设计阶段为“初步设计”，模型名称为“1#楼建筑模型”，则导出的文件名称设为“一层”，则导出的总的DWG文件的存储路径可以设为：硬盘编号:\工程目录\XX住宅一期\初步设计\1#楼建筑模型\一层\一层.DWG，这里只需要指定导出名称，其它要素可以从BIM模型中或项目信息中自动获取，这一信息获取过程和存储路径设定过程由编写好的程序自动完成。

第一文件加工包括如下过程：首先，设置基点：为导出的DWG文件设置基点是BIM模型和DWG文件能对齐坐标进行设计的关键。一般情况下，将模型原点在所选视图所在平面的投影点设为视图的基点，但有一些情况，视图的可见范围远离模型原点，这时如果不加处理，导出的DWG将出现大片的空白，影响美观和设计效率，如图7所示。这时需要选择一个合适的基点，比如视图裁剪范围的左下角，这样就可以使得基点靠近视图的有效部分，避免出现大片空白，设置基点后的效果如图8所示。

然后，进行格式转换，把文件中的TTF字体转换成CAD的SHX字体，BIM设计软件中使用TTF字体，而CAD中虽然支持TTF字体，但是大量的TTF字体会导致CAD操作卡顿，严重影响设计效率，所以转换成SHX字体后以解决这个问题；但是TTF字体和SHX字体的宽度不同会导致文字错位，影响设计内容的表达，因此转换后还需要对文字的宽度进行调整，调整方法是：依据当前文字使用的SHX字体和转换后的TTF字体的平均字符宽度比例，按照比例对SHX字体进行缩放。然后，TTF字体转换成SHX字体后带来的另外一个问题就是一些特殊字符，所以要进行特殊符号的转换，例如，把文件里的钢筋符号转换成SHX字体支持的钢筋符号；解决方法是根据不同钢筋符号在两种字体里对应的编码，进行编码替换。最后，把文件里的线型转成二维出图需要的线型。CAD图纸里要求的直线的某些字母线型，在BIM模型导出的DWG文件产生不了，所以需要在加工环节，根据指定的图元类型进行线型转换。进而实现了将视图对应的二维文件导出且加工为适合二维设计软件格式的技术效果。

BIM模型导出后的DWG文件经过合图处理后的例子示意图；

在另一个实施例中，所述合图步骤中，包括：

创建子步骤：创建一个空白DWG文件，并在所述空白DWG文件中创建所述视图对应的引用图层，为所述引用图层设置对应的独立图框；

引用子步骤：通过所述第一DWG文件的存储路径，将所述第一DWG文件作为引用文件引用在对应的所述引用图层中，并设置为不可修改；

标记子步骤：在所述独立图框中标注出所述引用文件的文件名称，将所述第一DWG文件中与所述视图的基点对应的位置设为拆图基点，并在所述引用图层中进行标注。

具体的，根据BIM模型视图中的基点，用以下方法确定导出的DWG文件中的基点的对应坐标：设三维坐标origin为视图的基点坐标，二维坐标q为origin在视图所在平面的投影点坐标；二维坐标q0为原点（0，0，0）在视图所在平面的投影点，则在导出的DWG文件中的基点坐标为：base=q-q0。

具体的，导出DWG文件是与BIM模型中对应的视图保持一致，供二维设计人员参考，不能直接被修改，所以通过引用的方式加载到合图文件中，合图文件是创建的一个空白DWG文件，所有导出的文件都加载到空白DWG文件中对应的图层中，这个图层叫作引用图层，引用文件显示出来后用图框隔开，使互不影响显示，并且在图框右下角写上视图名称，方便后续的拆分。每个导出的DWG文件，还需要有一个对应原来BIM模型视图原点的位置，用于后续链接DWG文件时的坐标对齐。这个位置在合图文件的图框中用一个红色的十字标记来表示，称为拆图基点。合图的目的一个是方便二维设计人员在CAD中进行设计，一个是避免设计人员直接修改BIM模型导出的DWG文件。二维设计通常的习惯是把平面图、立面图、剖面图等不同要素的设计图放在一张图纸里进行设计，方便相互参考。导出的DWG文件不能直接进行修改的原因是后续BIM模型内容修改后，会覆盖这些导出的DWG文件。通过引用的方式查看这些导出的DWG文件，就能避免无意修改，同时也不影响接下来的二维设计。设计好之后，通过拆图基点拆分为独立的文件，经过加工后通过视图名称找到对应的视图以及挂接空间的存储路径进行挂接。通过这种方式，进而实现了将导出文件放置在同一个文件中便于二维设计人员参照设计，消除了三维设计与二维设计习惯上的差异，使二维设计的参照图与三维设计对应视图一致，并避免了二维设计人员对导出的文件进行直接修改、避免了二维图纸与BIM模型之间的设计冲突的技术效果。

如图6所示，为拆图基点示意图，在另一个实施例中，所述拆图步骤中，包括：

拆分子步骤：从所述二维设计图层中与对应的引用图层的拆图基点的位置，将所述二维设计图层拆分成独立的二维设计文件，根据所述二维设计图层对应的第一DWG文件的文件名称为所述二维设计文件命名；第二文件加工子步骤：根据所述挂接文件的格式需求对所述二维设计文件进行加工得到第二DWG文件。所述第二文件加工子步骤中，包括：文件格式转换孙步骤：将所述二维设计文件的格式转换为所述BIM模型的设计软件能够显示的格式；逆加工孙步骤：按照所述第一文件加工的逆向加工过程对所述二维设计文件进行加工；图块剪切孙步骤：把图块中剪切范围以外的图元删除。

具体的，二维设计完成后，在CAD中进行拆分，把原来BIM模型中每个视图对应的二维设计部分拆分成一个独立的DWG文件，加工后挂接到对应的挂接空间中，方便BIM设计人员对照查看；在挂接之前，对拆分出来的独立的DWG文件进行第二文件加工，第二文件加工过程一部分为第一文件加工的逆加工过程，即，将字体和线型等格式转换为适合BIM设计软件查看的格式，另一部分为图块剪切，把图块中剪切范围以外的图元删除，防止在BIM设计软件中的BIM视图中显示出来，导致设计信息传递不准。“图块引用”图元的剪切，又称XCLIP，是指在CAD中某个“图块引用”图元，设定了一个剪切多边形边界，根据剪切的类型，如果是正向剪切，其对应图块的图元中，落在剪切多边形以外的图元在CAD中不显示；如果是反向剪切，落在剪切多边形以内的图元在CAD中不显示。图块剪切是一种重要的设计手段，一个图块用在不同的场合，可能有一些不适宜显示的部分，就用剪切方法临时隐藏，这样就不需要重复制作多个图块对象。虽然在CAD中不显示，这些被隐藏的图元在DWG文件中还是存在的。由于BIM设计软件对于剪切图元的兼容性支持不够，会忽略剪切信息全部显示出来，会造成图纸链接到BIM模型后内容失真，产生设计风险。具体剪切过程为：1.根据框选的范围，把框选范围内的图元复制到拆分后的DWG文件。2.如果框选范围内的图元，包含有剪切的“图块引用”类型的图元，则需要在复制其对应的图块的时候，单独复制一份，并把图元引用的图块指向复制后的图块。这是为了防止后续的剪切处理，对其它引用了同一个图块但没有剪切的图元受到影响。3.遍历导出文件的“图块引用”类型的图元，检查是否有剪切标记。4.有剪切的图元，找到它引用的图块，遍历图块内的图元，如果剪切类型为“正向剪切”，则图块内的图元如果落在剪切多边形以外，就删除；如果剪切类型为“反向剪切”，则图块内的图元如果落在剪切多边形以内就删除。通过拆分和格式加工的过程，得到二维设计对应能够在BIM模型中显示的文件，进而实现了将二维设计映射到BIM模型中，供BIM设计人员参考更新的技术效果。如图5所示为图块剪切前后的对比示意图。

在另一个实施例中，所述挂接步骤中，包括：视图选择步骤：根据所述第二DWG文件的文件名称选择对应的挂接视图；确定地址步骤：根据所述挂接视图的信息确定所述挂接文件的存储路径和所述挂接空间的地址；替换步骤：将所述挂接文件替换所述挂接空间中的文件。具体的，在合图文件中已经标出了拆图基点和视图名称，根据视图名称确定第二DWG文件对应的视图，然后根据视图信息确定挂接空间的地址，即存储路径，将第二DWG文件覆盖对应旧的挂接文件，进而实现了将二维设计的更新即时反映在BIM模型中的技术效果。具体的，监测过程与对比过程由程序自动执行，当设计人员做出确定更新的操作后，程序会对照BIM模型与二维设计模型，判断更新的部分是否需要协同更新，如果需要，就向对应的设计软件发出更新通知，设计人员收到通知后，开始对更新的部分进行自己专业范围内的设计。

如图2所示，为本发明提出的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计系统示意图，包括导出模块、挂接模块、合图模块、拆图模块及监测模块；通过多个模块配合实现上述的协同设计方案，进而实现了一种BIM模型与二维图纸能够协同设计的方案。

具体的，本方案通过建立将BIM模型中需要协同设计的视图导出为DWG文件，并创建一个合图文件进行引用，在合图文件中参照引用的文件进行二维设计，将二维设计更新后拆分得到的独立文件挂接在视图上，以比对视图决定BIM模型是否需要协同更新，BIM模型中视图更新后会在所述合图文件中自动显示更新，以供二维设计人员做协同设计参照，完成了BIM模型与二维图纸的协同设计方案，进而，使BIM模型设计人员与二维图纸设计人员能够协同工作，又保持了相互隔离，不会直接修改对方的设计，提高了协同工作的效率的同时，避免了二维图纸与BIM模型的设计冲突。同时，通过将所选视图导出的DWG文件在一个合图文件中引用，达到三维导出文件符合二维的设计习惯的技术效果。二维设计完成或更新后，根据拆图基点将二维设计图从合图文件中拆分为独立的文件挂接到对应的视图上，使三维设计人员看到的二维设计图纸与合图文件中的设计图一致，满足三维设计的设计需要。

导出模块：将BIM模型中需要与二维图纸协同设计的视图导出为DWG文件，并对所述DWG文件进行第一文件加工得到第一DWG文件；

合图模块：创建合图文件，在所述合图文件中为所述视图创建对应的引用图层，在所述引用图层中对所述第一DWG文件进行引用，并根据所述引用图层创建对应的二维设计图层；

拆图模块：所述二维设计图层发生更新后，将更新的所述二维设计图层从所述合图文件中拆分得到二维设计文件，并对所述二维设计文件进行第二文件加工得到第二DWG文件；

挂接模块：为视图创建对应的挂接空间，将所述挂接文件存入所述挂接空间。

监测模块：对所述视图进行监测，当所述视图发生更新时，由所述导出模块将更新的视图导出；对所述挂接文件进行监测，当所述挂接文件被所述新挂接文件替换时，检查所述视图是否需要按照所述新挂接文件进行更新，若是，则发出所述BIM模型需要更新的通知；对所述引用图层进行监测，当所述引用图层发生更新时，检查所述二维设计图层是否需要按照更新后的所述引用图层进行更新，若是，则发出所述二维设计图层需要更新的通知。

本方案通过建立将BIM模型中需要协同设计的视图导出为DWG文件，并创建一个合图文件进行引用，在合图文件中参照引用的文件进行二维设计，将二维设计更新后拆分得到的独立文件挂接在视图上，以比对视图决定BIM模型是否需要协同更新，BIM模型中视图更新后会在所述合图文件中自动显示更新，以供二维设计人员做协同设计参照，完成了BIM模型与二维图纸的协同设计方案，进而，使BIM模型设计人员与二维图纸设计人员能够协同工作，又保持了相互隔离，不会直接修改对方的设计，提高了协同工作的效率的同时，避免了二维图纸与BIM模型的设计冲突。

在具体实施时，所述导出模块包括：选择子模块、导出子模块、存储子模块及第一文件加工子模块；

具体的，选择子模块的功能为：若所述引用图层为空，则将所述BIM模型中需要跟随所述二维图纸更新的视图作为协同视图并选中，否则，将所述协同视图中发生更新的视图作为更新视图并选中；导出子模块的功能为：将选中的视图导出为DWG文件；存储子模块的功能为：根据所述BIM模型的信息创建第一存储路径，根据所述视图的信息对所述DWG文件进行命名并存储到所述第一存储路径中；第一文件加工子模块的功能为：根据所述二维图纸的设计需求对所述DWG文件进行格式处理得到第一DWG文件。

所述第一文件加工子模块包括：设置基点孙模块：若所述BIM模型的原点在所选模型视图对应平面的投影点落在视图的裁剪范围内，将所述投影点设为基点，否则，以裁剪范围的左下角的投影点作为基点；字体转换孙模块：将所述DWG文件中的TTF字体转换为CAD适用的SHX字体，并根据所述TTF字体的宽度与所述SHX字体的宽度的比例调整所述SHX字体的宽度；特殊符号转换孙模块：根据特殊符号在不同字体中的编码规则对所述特殊符号进行格式转换；线型转换孙模块：将所述DWG文件中不被CAD支持的线型转换为CAD支持的线型。

具体的，导出模块的工作为：确定导出的DWG文件的文件名称和存储路径时，存储位置应该和项目内容、项目的设计阶段、BIM模型本身直接关联，例如：项目名称为“住宅一期”，设计阶段为“初步设计”，模型名称为“1#楼建筑模型”，则导出的文件名称设为“一层”，则导出的总的DWG文件的存储路径可以设为：硬盘编号:\工程目录\XX住宅一期\初步设计\1#楼建筑模型\一层\一层.DWG，这里只需要指定导出名称，其它要素可以从BIM模型中或项目信息中自动获取，这一信息获取过程和存储路径设定过程由编写好的程序自动完成。

第一文件加工子模块的工作过程为：首先，设置基点：为导出的DWG文件设置基点是BIM模型和DWG文件能对齐坐标进行设计的关键。一般情况下，将模型原点在所选视图所在平面的投影点设为视图的基点，但有一些情况，视图的可见范围远离模型原点，这时如果不加处理，导出的DWG将出现大片的空白，影响美观和设计效率，如图7所示。这时需要选择一个合适的基点，比如视图裁剪范围的左下角，这样就可以使得基点靠近视图的有效部分，避免出现大片空白，设置基点后的效果如图8所示。在BIM模型视图中设置了基点以后，用以下方法确定在导出的DWG文件中的对应基点坐标：设三维坐标origin为视图的基点坐标，二维坐标q为origin在视图所在平面的投影点坐标；二维坐标q0为原点（0，0，0）在视图所在平面的投影点，则在导出的DWG文件中的基点坐标为：base=q-q0。

然后，把文件中的TTF字体转换成CAD的SHX字体，BIM设计软件中使用TTF字体，而CAD中虽然支持TTF字体，但是大量的TTF字体会导致CAD操作卡顿，严重影响设计效率，所以转换成SHX字体后以解决这个问题；但是TTF字体和SHX字体的宽度不同会导致文字错位，影响设计内容的表达，因此转换后还需要对文字的宽度进行调整，调整方法是：依据当前文字使用的SHX字体和转换后的TTF字体的平均字符宽度比例，按照比例对SHX字体进行缩放。然后，TTF字体转换成SHX字体后带来的另外一个问题就是一些特殊字符，所以要进行特殊符号的转换，例如，把文件里的钢筋符号转换成SHX字体支持的钢筋符号；解决方法是根据不同钢筋符号在两种字体里对应的编码，进行编码替换。最后，把文件里的线型转成二维出图需要的线型。CAD图纸里要求的直线的某些字母线型，在BIM模型导出的DWG文件产生不了，所以需要在加工环节，根据指定的图元类型进行线型转换。进而实现了将视图对应的二维文件导出且加工为适合二维设计软件格式的技术效果。

在另一个实施例中，所述合图模块中，包括：

创建子模块：创建一个空白DWG文件，并在所述空白DWG文件中创建所述视图对应的引用图层，为所述引用图层设置对应的独立图框；

引用子模块：通过所述第一DWG文件的存储路径，将所述第一DWG文件作为引用文件引用在对应的所述引用图层中，并设置为不可修改；

标记子模块：在所述独立图框中标注出所述引用文件的文件名称，将所述第一DWG文件中与所述视图的基点对应的位置设为拆图基点，并在所述引用图层中进行标注。

具体的，根据BIM模型视图中的基点，用以下方法确定导出的DWG文件中的基点的对应坐标：设三维坐标origin为视图的基点坐标，二维坐标q为origin在视图所在平面的投影点坐标；二维坐标q0为原点（0，0，0）在视图所在平面的投影点，则在导出的DWG文件中的基点坐标为：base=q-q0。

具体的，导出DWG文件是与BIM模型中对应的视图保持一致，供二维设计人员参考，不能直接被修改，所以通过引用的方式加载到合图文件中，合图文件是创建的一个空白DWG文件，所有导出的文件都加载到空白DWG文件中对应的图层中，这个图层叫作引用图层，引用文件显示出来后用图框隔开，使互不影响显示，并且在图框右下角写上视图名称，方便后续的拆分。每个导出的DWG文件，还需要有一个对应原来BIM模型视图原点的位置，用于后续链接DWG文件时的坐标对齐。这个位置在合图文件的图框中用一个红色的十字标记来表示，称为拆图基点。合图的目的一个是方便二维设计人员在CAD中进行设计，一个是避免设计人员直接修改BIM模型导出的DWG文件。二维设计通常的习惯是把平面图、立面图、剖面图等不同要素的设计图放在一张图纸里进行设计，方便相互参考。导出的DWG文件不能直接进行修改的原因是后续BIM模型内容修改后，会覆盖这些导出的DWG文件。通过引用的方式查看这些导出的DWG文件，就能避免无意修改，同时也不影响接下来的二维设计。设计好之后，通过拆图基点拆分为独立的文件，经过加工后通过视图名称找到对应的视图以及挂接空间的存储路径进行挂接。通过这种方式，进而实现了将导出文件放置在同一个文件中便于二维设计人员参照设计，消除了三维设计与二维设计习惯上的差异，使二维设计的参照图与三维设计对应视图一致，并避免了二维设计人员对导出的文件进行直接修改、避免了二维图纸与BIM模型之间的设计冲突的技术效果。

在另一个实施例中，所述拆图模块中，包括：

拆分子模块：从所述二维设计图层中与对应的引用图层的拆图基点的位置，将所述二维设计图层拆分成独立的二维设计文件，根据所述二维设计图层对应的第一DWG文件的文件名称为所述二维设计文件命名；第二文件加工子模块：根据所述挂接文件的格式需求对所述二维设计文件进行加工得到第二DWG文件。所述第二文件加工子模块中，包括：文件格式转换孙模块：将所述二维设计文件的格式转换为所述BIM模型的设计软件能够显示的格式；逆加工孙模块：按照所述第一文件加工的逆向加工过程对所述二维设计文件进行加工；图块剪切孙模块：把图块中剪切范围以外的图元删除。

具体的，二维设计完成后，在CAD中进行拆分，把原来BIM模型中每个视图对应的二维设计部分拆分成一个独立的DWG文件，加工后挂接到对应的挂接空间中，方便BIM设计人员对照查看；在挂接之前，对拆分出来的独立的DWG文件进行第二文件加工，第二文件加工过程一部分为第一文件加工的逆加工过程，即，将字体和线型等格式转换为适合BIM设计软件查看的格式，另一部分为图块剪切，把图块中剪切范围以外的图元删除，防止在BIM设计软件中的BIM视图中显示出来，导致设计信息传递不准。“图块引用”图元的剪切，又称XCLIP，是指在CAD中某个“图块引用”图元，设定了一个剪切多边形边界，根据剪切的类型，如果是正向剪切，其对应图块的图元中，落在剪切多边形以外的图元在CAD中不显示；如果是反向剪切，落在剪切多边形以内的图元在CAD中不显示。图块剪切是一种重要的设计手段，一个图块用在不同的场合，可能有一些不适宜显示的部分，就用剪切系统临时隐藏，这样就不需要重复制作多个图块对象。虽然在CAD中不显示，这些被隐藏的图元在DWG文件中还是存在的。由于BIM设计软件对于剪切图元的兼容性支持不够，会忽略剪切信息全部显示出来，会造成图纸链接到BIM模型后内容失真，产生设计风险。具体剪切过程为：1.根据框选的范围，把框选范围内的图元复制到拆分后的DWG文件。2.如果框选范围内的图元，包含有剪切的“图块引用”类型的图元，则需要在复制其对应的图块的时候，单独复制一份，并把图元引用的图块指向复制后的图块。这是为了防止后续的剪切处理，对其它引用了同一个图块但没有剪切的图元受到影响。3.遍历导出文件的“图块引用”类型的图元，检查是否有剪切标记。4.有剪切的图元，找到它引用的图块，遍历图块内的图元，如果剪切类型为“正向剪切”，则图块内的图元如果落在剪切多边形以外，就删除；如果剪切类型为“反向剪切”，则图块内的图元如果落在剪切多边形以内就删除。通过拆分和格式加工的过程，得到二维设计对应能够在BIM模型中显示的文件，进而实现了将二维设计映射到BIM模型中，供BIM设计人员参考更新的技术效果。

在另一个实施例中，所述挂接模块中，包括：视图选择模块：根据所述第二DWG文件的文件名称选择对应的挂接视图；确定地址模块：根据所述挂接视图的信息确定所述挂接文件的存储路径和所述挂接空间的地址；替换模块：将所述挂接文件替换所述挂接空间中的文件。具体的，在合图文件中已经标出了拆图基点和视图名称，根据视图名称确定第二DWG文件对应的视图，然后根据视图信息确定挂接空间的地址，即存储路径，将第二DWG文件覆盖对应旧的挂接文件，进而实现了将二维设计的更新即时反映在BIM模型中的技术效果。具体的，监测过程与对比过程由程序自动执行，当设计人员做出确定更新的操作后，程序会对照BIM模型与二维设计模型，判断更新的部分是否需要协同更新，如果需要，就向对应的设计软件发出更新通知，设计人员收到通知后，开始对更新的部分进行自己专业范围内的设计。

上述系统为一个开发完成的软件系统，各个模块对应一份程序模块的文件，存储在计算机中，在工作时调用执行，辅助二维端与BIM端协同设计。

按照上述方案，只要是支持视图导出成DWG和视图链接DWG的BIM设计软件，加上支持DWG格式的CAD软件，都可以实现BIM模型与二维图纸的协同设计，把BIM设计和二维设计有效融合在一起，为成功实现BIM正向设计提供过渡的桥梁。

综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，其特征在于，包括：

导出步骤：将BIM模型中需要与二维图纸协同设计的视图导出为DWG文件，并对所述DWG文件进行第一文件加工得到第一DWG文件；

合图步骤：创建合图文件，合图文件是创建的一个空白DWG文件，在所述合图文件中为所述视图创建对应的引用图层，在所述引用图层中对所述第一DWG文件进行引用，并根据所述引用图层创建对应的二维设计图层；

拆图步骤：所述二维设计图层发生更新后，将更新的所述二维设计图层从所述合图文件中拆分得到二维设计文件，并对所述二维设计文件进行第二文件加工得到第二DWG文件，将所述第二DWG文件作为挂接文件；

挂接步骤：为视图创建对应的挂接空间，将所述挂接文件存入所述挂接空间；

监测步骤：对所述视图进行监测，当所述视图发生更新时，再次执行所述导出步骤；对所述挂接文件进行监测，当所述挂接文件被新挂接文件替换时，检查所述视图是否需要按照所述新挂接文件进行更新，若是，则发出BIM模型需要更新的通知；对所述引用图层进行监测，当所述引用图层发生更新时，检查所述二维设计图层是否需要按照更新后的所述引用图层进行更新，若是，则发出二维设计图层需要更新的通知。

2.根据权利要求1所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，其特征在于，所述导出步骤中，包括：

选择子步骤：若所述引用图层为空，则将所述BIM模型中需要跟随所述二维图纸更新的视图作为协同视图并选中，否则，将所述协同视图中发生更新的视图作为更新视图并选中；

导出子步骤：将选中的视图导出为DWG文件；

存储子步骤：根据所述BIM模型的信息创建第一存储路径，根据所述视图的信息对所述DWG文件进行命名并存储到所述第一存储路径中；

第一文件加工子步骤：根据所述二维图纸的设计需求对所述DWG文件进行格式处理得到第一DWG文件。

3.根据权利要求2所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，其特征在于，所述第一文件加工子步骤中，包括：

设置基点孙步骤：若所述BIM模型的原点在所选模型视图对应平面的投影点落在视图的裁剪范围内，将所述投影点设为基点，否则，以裁剪范围的左下角的投影点作为基点；

字体转换孙步骤：将所述DWG文件中的TTF字体转换为CAD适用的SHX字体，并根据所述TTF字体的宽度与所述SHX字体的宽度的比例调整所述SHX字体的宽度；

特殊符号转换孙步骤：根据特殊符号在不同字体中的编码规则对所述特殊符号进行格式转换；

线型转换孙步骤：将所述DWG文件中不被CAD支持的线型转换为CAD支持的线型。

4.根据权利要求1所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，其特征在于，所述合图步骤中，包括：

创建子步骤：创建一个空白DWG文件，并在所述空白DWG文件中创建所述视图对应的引用图层，为所述引用图层设置对应的独立图框；

引用子步骤：通过所述第一DWG文件的存储路径，将所述第一DWG文件作为引用文件引用在对应的所述引用图层中，并设置为不可修改；

标记子步骤：在所述独立图框中标注出所述引用文件的文件名称，将BIM模型原点在所选视图所在平面的投影点设为视图的基点，将所述第一DWG文件中与所述视图的基点对应的位置设为拆图基点，并在所述引用图层中进行标注。

5.根据权利要求4所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，其特征在于，所述拆图步骤中，包括：

拆分子步骤：从所述二维设计图层中与对应的引用图层的拆图基点的位置，将所述二维设计图层拆分成独立的二维设计文件，根据所述二维设计图层对应的第一DWG文件的文件名称为所述二维设计文件命名；

第二文件加工子步骤：对所述二维设计文件进行加工得到第二DWG文件，将所述第二DWG文件作为挂接文件。

6.根据权利要求5所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，其特征在于，所述第二文件加工子步骤中，包括：

文件格式转换孙步骤：将所述二维设计文件的格式转换为所述BIM模型的设计软件能够显示的格式；

逆加工孙步骤：按照所述第一文件加工的逆向加工过程对所述二维设计文件进行加工；

图块剪切孙步骤：把图块中剪切范围以外的图元删除。

7.根据权利要求1所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，其特征在于，所述挂接步骤中，包括：

视图选择子步骤：根据所述第二DWG文件的文件名称选择对应的挂接视图；

确定地址子步骤：根据所述挂接视图的信息确定所述挂接文件的存储路径和所述挂接空间的地址；

替换子步骤：将所述挂接文件替换所述挂接空间中的文件。

8.一种BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计系统，应用权利要求1-7中任意一项所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计方法，其特征在于，包括：

导出模块：将BIM模型中需要与二维图纸协同设计的视图导出为DWG文件，并对所述DWG文件进行第一文件加工得到第一DWG文件；

合图模块：创建合图文件，合图文件是创建的一个空白DWG文件，在所述合图文件中为所述视图创建对应的引用图层，在所述引用图层中对所述第一DWG文件进行引用，并根据所述引用图层创建对应的二维设计图层；

拆图模块：所述二维设计图层发生更新后，将更新的所述二维设计图层从所述合图文件中拆分得到二维设计文件，并对所述二维设计文件进行第二文件加工得到第二DWG文件；

挂接模块：为视图创建对应的挂接空间，将所述挂接文件存入所述挂接空间；

监测模块：对所述视图进行监测，当所述视图发生更新时，由所述导出模块将更新的视图导出；对所述挂接文件进行监测，当所述挂接文件被所述新挂接文件替换时，检查所述视图是否需要按照所述新挂接文件进行更新，若是，则发出所述BIM模型需要更新的通知；对所述引用图层进行监测，当所述引用图层发生更新时，检查所述二维设计图层是否需要按照更新后的所述引用图层进行更新，若是，则发出所述二维设计图层需要更新的通知。

9.根据权利要求8所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计系统，其特征在于，所述导出模块包括：

选择子模块：若所述引用图层为空，则将所述BIM模型中需要跟随所述二维图纸更新的视图作为协同视图并选中，否则，将所述协同视图中发生更新的视图作为更新视图并选中；

导出子模块：将选中的视图导出为DWG文件；

存储子模块：根据所述BIM模型的信息创建第一存储路径，根据所述视图的信息对所述DWG文件进行命名并存储到所述第一存储路径中；

第一文件加工子模块：根据所述二维图纸的设计需求对所述DWG文件进行格式处理得到第一DWG文件。

10.根据权利要求9所述的BIM模型和二维图纸双向并行的响应式设计系统，其特征在于，所述第一文件加工子模块包括：

设置基点孙模块：若所述BIM模型的原点在所选模型视图对应平面的投影点落在视图的裁剪范围内，将所述投影点设为基点，否则，以裁剪范围的左下角的投影点作为基点；

字体转换孙模块：将所述DWG文件中的TTF字体转换为CAD适用的SHX字体，并根据所述TTF字体的宽度与所述SHX字体的宽度的比例调整所述SHX字体的宽度；

特殊符号转换孙模块：根据特殊符号在不同字体中的编码规则对所述特殊符号进行格式转换；

线型转换孙模块：将所述DWG文件中不被CAD支持的线型转换为CAD支持的线型。