CN117407964A - 基于二三维交互的明挖隧道基坑bim参数化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑设计技术领域，提供一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；将路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；基于三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。本发明解决了现有明挖隧道基坑建筑模型设计过程中复杂度高、设计效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑设计技术领域，尤其涉及一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法。
背景技术
自2002年BIM技术引入我国以来，该技术得到了快速发展，BIM技术在建筑行业中有了相对成熟的应用，形成了完善的标准和规范，积累了丰富的应用技术经验。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是建筑学、工程学及土木工程的新工具。然而，BIM技术在交通行业的应用相对较晚，为了适应新的发展需求，在社会共同推动下，许多城市纷纷开展了以BIM技术应用为代表的数字化城市建设和数字化交通基础设施建设工作，进而推动了"数字城市"和"数字交通"的发展。
目前，主流的商业BIM平台已推出专门针对建筑、道路、桥梁、机械制造等领域的专用建模软件。然而，相对于这些领域，隧道BIM技术的起步较晚，并且目前尚未形成一款被广泛认可的隧道BIM设计软件。由于隧道作为一种带状工程，其构造形式和设计逻辑与建筑、道路、桥梁和机械存在较大差异。当前行业内，隧道BIM设计主要依赖于建筑、机械或道路领域的BIM设计软件开展。然而，这些相关软件的原生功能并不完全适配隧道业务需求，难以满足隧道BIM设计的要求。因此，一些设计公司或软件公司尝试通过对现有BIM平台进行二次开发来提高隧道BIM设计的质量和效率。然而，仍然存在许多技术需要突破的问题。
基坑工程作为明挖隧道的重要组成部分，其构造复杂，沿线基坑支护类型和尺寸往往变化频繁。特别是在明挖隧道中经常出现的分合流隧道，其基坑支护结构较为异型，难以用一套参数直接描述。目前还没有软件能很好实现明挖隧道基坑工程的BIM设计，尤其是未能解决分合流隧道基坑工程的BIM设计难题。使用其它专业软件做基坑工程BIM设计时操作复杂、耗时长、参数化程度低，设计调整过程繁琐。因此，急需根据明挖隧道基坑工程的具体特点，设计一套特有的参数取值方式，并形成相应的BIM参数化设计软件，解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，用以解决现有明挖隧道基坑建筑模型设计过程中复杂度高、设计效率低的问题。
本发明提供一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，包括：
获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
根据本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，所述获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据，具体包括：
所述族库内具有多种型号的构件，并且用户能够自行创建族库；
所述路线信息包括隧道的桩号、坐标、超高信息；
所述设计数据包括字符型数据和图形数据，所述字符型数据包括：外围护字符型数据、支撑字符型数据、腰梁与围檩字符型数据、格构柱字符型数据、系梁字符型数据、垫层字符型数据和地基处理字符型数据，所述图形数据包括用户导入或在二维控件中绘制的二维图形数据。
根据本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型，具体包括：
所述业务参数计算模型的二维控件进行外围护参数计算、支撑参数计算、腰梁与围檩参数计算、格构柱参数计算、系梁参数计算、垫层参数计算和地基处理参数计算；
通过多个参数的计算在二维控件中自动绘制支撑中心线、垫层边线，并通过偏移、求交的图形运算方式计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，生成三维模型。
根据本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，所述外围护参数计算获取外围护边线的图形数据以及字符型设计数据，在二维控件中自动沿外围护边线逐幅绘制地连墙轮廓或逐根绘制围护桩图块，解析地连墙或围护桩图形的得到地连墙、冠梁或围护桩的准确平面布置坐标，根据外围护顶标高和高度参数计算得到每幅地连墙、冠梁或每根围护桩的顶底标高；
所述支撑参数计算获取支撑设计桩号范围、纵向布置间距设计数据，在二维控件中沿路线按桩号逐根绘制支撑中线，用支撑中线与外围护边线求交的方式获取支撑平面端点坐标，根据路线标高和支撑竖向布置间距计算得到每根支撑标高；
腰梁与围檩参数计算，由于腰梁与围檩沿支撑端点纵向布置，相邻支撑的端点连接即可得到腰梁与围檩中线，将支撑端点坐标沿纵向重新组合，即可得到腰梁与围檩端点坐标。
根据本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，所述格构柱参数计算获取格构柱设计桩号范围、纵向布置间距、横向布置间距设计数据，在外围护边线范围内通过点位偏移的方式绘制格构柱图块，统计得到格构柱中心点平面坐标，根据外围护顶标高、路线标高和格构柱插入深度数据计算得到格构柱顶底标高；
所述系梁参数计算，由于系梁沿格构柱纵向布置，相邻格构柱的端点沿纵向连接即可得到系梁平面中心线，将格构柱中心点坐标沿纵向重新组合后得到系梁端点平面坐标；由于系梁布置于支撑下部，根据系梁端点处桩号的支撑标高值竖向偏移得到每根系梁的标高值。
根据本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，所述垫层参数计算获取垫层设计桩号范围、厚度设计数据，在二维控件中沿路线绘制垫层侧边线，并通过与外围护边线求交的方式得到垫层两侧平面轮廓，根据路线标高、垫层厚度数据计算得到垫层标高值；
所述地基处理参数计算获取地基处理设计桩号范围、地基处理厚度设计数据，在二维控件中沿路线绘制地基处理侧边线，并通过与外围护边线的求交方式得到地基处理范围的两侧轮廓，根据路线标高和地基处理深度数据计算得到地基处理顶底标高值。
根据本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，具体包括：
通过三维控件根据三维模型的特征点和线位置计算得到二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数；
通过三维控件根据三维模型的数量、尺寸和规格计算得到输出工程表参数。
根据本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计，具体包括：
通过接收三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，在三维控件中调用相应的族库资源生成三维模型成果；
通过接收三维控件计算发送是二维出图、输出工程表、输出施工定位坐标高程表参数，调用二维控件和表格控件工具，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
本发明还提供一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计系统，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
三维模型生成模块，用于将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
二维参数生成模块，用于基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
输出模块，用于基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法。
本发明提供的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，通过采用二三维交互的方式，计算得到生成模型、图纸、工程量、施工定位高程坐标表等成果所需的所有参数。其中，部分设计参数来源于用户界面输入，而另一部分参数则通过二维设计软件中的图形计算获得。这样实现了明挖隧道基坑工程的快速定义和参数计算，进而实现了参数化BIM设计以及多个设计内容之间的参数化联动。由此，明挖隧道基坑工程的BIM设计效率和变更效率得到了极大提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法的流程示意图之二；
图3是本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法的流程示意图之三；
图4是本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法的流程示意图之四；
图5是本发明提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计系统的模块连接示意图；
图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
附图标记：
110：数据获取模块；120：三维模型生成模块；130：二维参数生成模块；140：输出模块；
610：处理器；620：通信接口；630：存储器；640：通信总线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图4描述本发明的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，包括：
S100、获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
S200、将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
S300、基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
S400、基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
在本发明中，将二三维控件嵌入系统中，路线、基坑工程构件规格、布置间距等基础数据由用户输入，考虑明挖隧道基坑工程常出现的复杂构造情况，针对难以直接用描述的外围护边线内容，采用解析图形数据的方式来获取参数，图形数据可由用户在二维控件中绘制也可导入获取。支撑、腰梁与围檩、垫层、地基处理等系列构件的尺寸与放置位置都与外围护边线紧密关联，在二维控件中沿外围护边线绘制支撑、腰梁与围檩、垫层等构件的中心线或轮廓，采用偏移、求交等图形运算方式得到各类构件的放置位置坐标和具体尺寸参数，将计算得到的参数传入三维控件中生成模型。然后结合三维空间中模型投影、图形运算等方式得到图纸、工程量、施工定位高程坐标表等二维成果生成的参数，最后输出模型、图纸、工程量、施工定位高程坐标表等二三维成果。采用此二三维交互的方式，可实现明挖隧道基坑工程的BIM参数化设计。
获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据，具体包括：
S101、所述族库内具有多种型号的构件，并且用户能够自行创建族库；
S102、所述路线信息包括隧道的桩号、坐标、超高信息；
S103、所述设计数据包括字符型数据和图形数据，所述字符型数据包括：外围护字符型数据、支撑字符型数据、腰梁与围檩字符型数据、格构柱字符型数据、系梁字符型数据、垫层字符型数据和地基处理字符型数据，所述图形数据包括用户导入或在二维控件中绘制的二维图形数据。
本发明中，通过族库管理器存储各类构件不同型号的族库在建模时调用，用户也能够按照规则自行建立族库并上传至族库管理器。
设计数据按类型可分为字符型数据和图形数据。字符型数据按构件类别依次从用户界面输入，其中：外围护字符型数据包括：外围护设计桩号范围、外围护类型、布置间距、外围护厚度、冠梁尺寸、挡土墙尺寸、外围护顶标高、外围护高度；支撑字符型数据包括：支撑设计桩号范围、支撑类型、纵向布置间距、竖向布置间距；腰梁与围檩字符型数据包括：各类型支撑对应的腰梁与围檩规格；格构柱字符型数据包括：格构柱设计桩号范围、格构柱型号、纵向布置间距、格构柱插入深度；系梁字符型数据包括：各类型格构柱对应的系梁；垫层字符型数据包括：垫层设计桩号范围、垫层厚度；地基处理字符型数据包括：地基处理设计桩号范围、地基处理类型、换填厚度或桩基加固深度、桩基间距。而图形数据包括外围护边线等用户导入或在二维控件中绘制的二维图形数据。
将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型，具体包括：
S201、所述业务参数计算模型的二维控件进行外围护参数计算、支撑参数计算、腰梁与围檩参数计算、格构柱参数计算、系梁参数计算、垫层参数计算和地基处理参数计算；
S202、通过多个参数的计算在二维控件中自动绘制支撑中心线、垫层边线，并通过偏移、求交的图形运算方式计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，生成三维模型。
在本发明中，业务参数计算模型的二维控件计算多项参数，具体包括：
外围护参数计算：获取外围护边线的图形数据和设计桩号范围、外围护类型、布置间距字符型设计数据。在二维控件中自动沿外围护边线逐幅绘制地连墙轮廓或逐根绘制围护桩图块，解析地连墙或围护桩图形的得到地连墙、冠梁或围护桩的准确平面布置坐标，根据外围护顶标高和高度参数计算得到每幅地连墙、冠梁或每根围护桩的顶底标高。
支撑参数计算：考虑支撑两端位置与外围护紧密关联的特性，获取支撑设计桩号范围、纵向布置间距设计数据，在二维控件中沿路线按桩号逐根绘制支撑中线，用支撑中线与外围护边线求交的方式获取支撑平面端点坐标，根据路线标高和支撑竖向布置间距计算得到每根支撑标高。
腰梁与围檩参数计算：由于腰梁与围檩沿支撑端点纵向布置，相邻支撑的端点连接即可得到腰梁与围檩中线。将支撑端点坐标沿纵向重新组合，即可得到腰梁与围檩端点坐标。
格构柱参数计算：考虑格构柱的布置个数和位置与外围护边线相关联的特性，获取格构柱设计桩号范围、纵向布置间距、横向布置间距等设计数据，在外围护边线范围内通过点位偏移的方式绘制格构柱图块，统计得到格构柱中心点平面坐标，根据外围护顶标高、路线标高和格构柱插入深度等数据计算得到格构柱顶底标高。
系梁参数计算：由于系梁沿格构柱纵向布置，相邻格构柱的端点沿纵向连接即可得到系梁平面中心线，将格构柱中心点坐标沿纵向重新组合后得到系梁端点平面坐标。由于系梁布置于支撑下部，根据系梁端点处桩号的支撑标高值竖向偏移得到每根系梁的标高值。
垫层参数计算：获取垫层设计桩号范围、厚度设计数据，在二维控件中沿路线绘制垫层侧边线，并通过与外围护边线求交的方式得到垫层两侧平面轮廓，根据路线标高、垫层厚度等数据计算得到垫层标高值。
地基处理参数计算：获取地基处理设计桩号范围、地基处理厚度设计数据，在二维控件中沿路线绘制地基处理侧边线，并通过与外围护边线的求交方式得到地基处理范围的两侧轮廓。如地基处理类型为换填，则根据路线标高、换填厚度等数据计算得到换填顶底标高值；如地基处理类型为桩基，则在地基处理范围内通过点位偏移的方式绘制桩基图块，统计得到桩基中心点平面坐标，根据桩基加固深度、路线标高等数据计算得到桩基顶底标高。
基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，具体包括：
S301、通过三维控件根据三维模型的特征点和线位置计算得到二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数；
S302、通过三维控件根据三维模型的数量、尺寸和规格计算得到输出工程表参数。
基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计，包括：
通过接收三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，在三维控件中调用相应的族库资源生成三维模型成果；
通过接收三维控件计算发送的二维出图、输出工程表、输出施工定位坐标高程表参数，调用二维控件和表格控件工具，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
通过本发明提供的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，采用二三维交互的方式，计算得到生成模型、图纸、工程量、施工定位高程坐标表等成果所需的所有参数。其中，部分设计参数来源于用户界面输入，而另一部分参数则通过二维设计软件中的图形计算获得。这样实现了明挖隧道基坑工程的快速定义和参数计算，进而实现了参数化BIM设计以及多个设计内容之间的参数化联动。由此，明挖隧道基坑工程的BIM设计效率和变更效率得到了极大提高。
参考图5，本发明还公开了一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计系统，所述系统包括：
数据获取模块110，用于获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
三维模型生成模块120，用于将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
二维参数生成模块130，用于基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
输出模块140，用于基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
其中，数据获取模块，包括所述族库内具有多种型号的构件，并且用户能够自行创建族库；
所述路线信息包括隧道的桩号、坐标、超高信息；
所述设计数据包括字符型数据和图形数据，所述字符型数据包括：外围护字符型数据、支撑字符型数据、腰梁与围檩字符型数据、格构柱字符型数据、系梁字符型数据、垫层字符型数据和地基处理字符型数据，所述图形数据包括外围护边线等用户导入或在二维控件中绘制的二维图形数据。
三维模型生成模块，通过所述业务参数计算模型的二维控件进行外围护参数计算、支撑参数计算、腰梁与围檩参数计算、格构柱参数计算、系梁参数计算、垫层参数计算和地基处理参数计算；
通过多个参数的计算在二维控件中自动绘制支撑中心线、垫层边线，并通过偏移、求交的图形运算方式计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，生成三维模型。
其中，外围护参数计算获取外围护边线的图形数据以及字符型设计数据，在二维控件中自动沿外围护边线逐幅绘制地连墙轮廓或逐根绘制围护桩图块，解析地连墙或围护桩图形的得到地连墙、冠梁或围护桩的准确平面布置坐标，根据外围护顶标高和高度参数计算得到每幅地连墙、冠梁或每根围护桩的顶底标高；
所述支撑参数计算获取支撑设计桩号范围、纵向布置间距设计数据，在二维控件中沿路线按桩号逐根绘制支撑中线，用支撑中线与外围护边线求交的方式获取支撑平面端点坐标，根据路线标高和支撑竖向布置间距计算得到每根支撑标高；
腰梁与围檩参数计算，由于腰梁与围檩沿支撑端点纵向布置，相邻支撑的端点连接即可得到腰梁与围檩中线，将支撑端点坐标沿纵向重新组合，即可得到腰梁与围檩端点坐标。
所述格构柱参数计算获取格构柱设计桩号范围、纵向布置间距、横向布置间距设计数据，在外围护边线范围内通过点位偏移的方式绘制格构柱图块，统计得到格构柱中心点平面坐标，根据外围护顶标高、路线标高和格构柱插入深度等数据计算得到格构柱顶底标高；
所述系梁参数计算，由于系梁沿格构柱纵向布置，相邻格构柱的端点沿纵向连接即可得到系梁平面中心线，将格构柱中心点坐标沿纵向重新组合后得到系梁端点平面坐标；由于系梁布置于支撑下部，根据系梁端点处桩号的支撑标高值竖向偏移得到每根系梁的标高值。
所述垫层参数计算获取垫层设计桩号范围、厚度设计数据，在二维控件中沿路线绘制垫层侧边线，并通过与外围护边线的求交方式得到垫层两侧平面轮廓，根据路线标高、垫层厚度等数据计算得到垫层标高值；
所述地基处理参数计算获取地基处理设计桩号范围、地基处理厚度等设计数据，在二维控件中沿路线绘制地基处理侧边线，并通过与外围护边线的求交方式得到地基处理范围的两侧轮廓，根据地基处理类型分别得到换填顶底标高值和桩基顶底标高。
二维参数生成模块，通过三维控件根据三维模型的特征点和线位置计算得到二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数；
通过三维控件根据三维模型的数量、尺寸和规格计算得到输出工程表参数。
输出模块，通过接收三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，在三维控件中调用相应的族库资源生成三维模型成果；
通过接收三维控件计算发送的二维出图、输出工程表、输出施工定位坐标高程表参数，调用二维控件和表格控件工具，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
通过本发明提供的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计系统，采用二三维交互的方式，计算得到生成模型、图纸、工程量、施工定位高程坐标表等成果所需的所有参数。其中，部分设计参数来源于用户界面输入，而另一部分参数则通过二维设计软件中的图形计算获得。这样实现了明挖隧道基坑工程的快速定义和参数计算，进而实现了参数化BIM设计以及多个设计内容之间的参数化联动。由此，明挖隧道基坑工程的BIM设计效率和变更效率得到了极大提高。
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，该方法包括：获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，该方法包括：获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，该方法包括：获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，其特征在于，包括：
获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
2.根据权利要求1所述的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，其特征在于，所述获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据，具体包括：
所述族库内具有多种型号的构件，并且用户能够自行创建族库；
所述路线信息包括隧道的桩号、坐标、超高信息；
所述设计数据包括字符型数据和图形数据，所述字符型数据包括：外围护字符型数据、支撑字符型数据、腰梁与围檩字符型数据、格构柱字符型数据、系梁字符型数据、垫层字符型数据和地基处理字符型数据，所述图形数据包括用户导入或在二维控件中绘制的二维图形数据。
3.根据权利要求1所述的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，其特征在于，将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型，具体包括：
所述业务参数计算模型的二维控件进行外围护参数计算、支撑参数计算、腰梁与围檩参数计算、格构柱参数计算、系梁参数计算、垫层参数计算和地基处理参数计算；
通过多个参数的计算在二维控件中自动绘制支撑中心线、垫层边线，并通过偏移、求交的图形运算方式计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，生成三维模型。
4.根据权利要求3所述的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，其特征在于，所述外围护参数计算获取外围护边线的图形数据以及字符型设计数据，在二维控件中自动沿外围护边线逐幅绘制地连墙轮廓或逐根绘制围护桩图块，解析地连墙或围护桩图形的得到地连墙、冠梁或围护桩的准确平面布置坐标，根据外围护顶标高和高度参数计算得到每幅地连墙、冠梁或每根围护桩的顶底标高；
所述支撑参数计算获取支撑设计桩号范围、纵向布置间距设计数据，在二维控件中沿路线按桩号逐根绘制支撑中线，用支撑中线与外围护边线求交的方式获取支撑平面端点坐标，根据路线标高和支撑竖向布置间距计算得到每根支撑标高；
腰梁与围檩参数计算，由于腰梁与围檩沿支撑端点纵向布置，相邻支撑的端点连接即可得到腰梁与围檩中线，将支撑端点坐标沿纵向重新组合，即可得到腰梁与围檩端点坐标。
5.根据权利要求3所述的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，其特征在于，所述格构柱参数计算获取格构柱设计桩号范围、纵向布置间距、横向布置间距设计数据，在外围护边线范围内通过点位偏移的方式绘制格构柱图块，统计得到格构柱中心点平面坐标，根据外围护顶标高、路线标高和格构柱插入深度数据计算得到格构柱顶底标高；
所述系梁参数计算，由于系梁沿格构柱纵向布置，相邻格构柱的端点沿纵向连接即可得到系梁平面中心线，将格构柱中心点坐标沿纵向重新组合后得到系梁端点平面坐标；由于系梁布置于支撑下部，根据系梁端点处桩号的支撑标高值竖向偏移得到每根系梁的标高值。
6.根据权利要求3所述的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，其特征在于，所述垫层参数计算获取垫层设计桩号范围、厚度设计数据，在二维控件中沿路线绘制垫层侧边线，并通过与外围护边线求交的方式得到垫层两侧平面轮廓，根据路线标高、垫层厚度数据计算得到垫层标高值；
所述地基处理参数计算获取地基处理设计桩号范围、地基处理厚度设计数据，在二维控件中沿路线绘制地基处理侧边线，并通过与外围护边线的求交方式得到地基处理范围的两侧轮廓，根据路线标高和地基处理深度数据计算得到地基处理顶底标高值。
7.根据权利要求1所述的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，其特征在于，基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，具体包括：
通过三维控件根据三维模型的特征点和线位置计算得到二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数；
通过三维控件根据三维模型的数量、尺寸和规格计算得到输出工程表参数。
8.根据权利要求1所述的基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法，其特征在于，基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计，具体包括：
通过接收三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，在三维控件中调用相应的族库资源生成三维模型成果；
通过接收三维控件计算发送的二维出图、输出工程表、输出施工定位坐标高程表参数，调用二维控件和表格控件工具，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
9.一种基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计系统，其特征在于，所述系统包括：
数据获取模块，用于获取各类构件不同型号的族库、路线信息和设计数据；
三维模型生成模块，用于将所述路线信息和设计数据发送至预设的业务参数计算模型，所述业务参数计算模型内置的二维控件解析接收到的路线信息和设计数据后，自动绘制各种边线并计算各类构件的布置位置坐标和尺寸参数，再通过三维控件输出三维模型；
二维参数生成模块，用于基于所述三维模型通过业务参数计算模型内置的三维控件计算生成二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数；
输出模块，用于基于三维控件计算发送的二维出图参数、输出施工定位坐标高程表参数和输出工程表参数，调用二维控件和表格控件，输出图纸、工程量、施工定位坐标高程表成果，完成参数化设计。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述基于二三维交互的明挖隧道基坑BIM参数化设计方法。
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