專利名稱：基于bim的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地鐵綜合管線計(jì)算機(jī)相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種基于BM的三維可視化平臺(tái)中對(duì)地鐵綜合管線凈空規(guī)范檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市軌道交通進(jìn)入高速發(fā)展期，并成為衡量一座城市是否為現(xiàn)代化國際都市的標(biāo)準(zhǔn)之一。目前，全國已有四十多座城市已建成或正在建設(shè)地鐵線路。地鐵車站屬于地下結(jié)構(gòu)，空間狹小，且人流密集。因此，地鐵車站的通風(fēng)，消防，列車安全等因素顯得格外的重要。地鐵綜合管線是地鐵重要的設(shè)施設(shè)備，包括通風(fēng)、消費(fèi)、 給排水、強(qiáng)電、弱電等，是保證地鐵正常運(yùn)行的關(guān)鍵，同時(shí)也是地鐵車站正常運(yùn)營的保證。在地鐵車站的建設(shè)過程中，綜合管線的敷設(shè)是一個(gè)非常復(fù)雜的環(huán)節(jié)，所涉及到的管線種類繁多，且每種管線在不同的區(qū)域內(nèi)有不同的設(shè)計(jì)要求，如站臺(tái)、站廳等有吊頂?shù)膮^(qū)域，管線下方凈空高度為吊頂?shù)准?50mm ;變電所設(shè)備用房及設(shè)備運(yùn)輸通道上，管線下方凈空不低于一定高度。然而，在傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)模式中，由于二維平面設(shè)計(jì)的局限性，無法表達(dá)三維空間信息，管線的凈高是以文本的形式標(biāo)注在管線的旁邊，管線的凈高與管線模型是獨(dú)立的，管線凈高是否符合規(guī)范需要人工檢測(cè)。雖然部分軟件通過CAD 二次開發(fā)將管線高度作為管線模型的一個(gè)屬性，但因無法自動(dòng)獲取管線所穿過的房間等區(qū)域，依舊需要人為檢測(cè)。人工檢測(cè)的勞動(dòng)量大，工作重復(fù)單一，而且效率低下，容易出錯(cuò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于BIM的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)地鐵綜合管線凈空的智能檢測(cè)，克服現(xiàn)有技術(shù)采用人工檢測(cè)存在的勞動(dòng)量大、效率低的問題。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，基于BM的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法，是在創(chuàng)建BIM模型的基礎(chǔ)上獲得管線凈高度，判斷管線模型與區(qū)域模型是否相交，如果相交，則獲取此管線的凈高度，以及該類管線在相交區(qū)域內(nèi)所規(guī)定的最低凈高度或者最高凈高度，如果該管線凈高度超出最低凈高度或者最高凈高度，則認(rèn)為此管線不符合設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)記并記錄此管線，然后，繼續(xù)判斷下一根管線是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)記并記錄，檢測(cè)完所有管線后，提交所有被標(biāo)記的管線相關(guān)信息。所述創(chuàng)建BM模型包括步驟I、根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的CAD圖紙，在BM平臺(tái)中創(chuàng)建三維建筑模型，包括墻、門、窗、樓梯、眷墻；步驟2、依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CAD圖紙，在建筑模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建三維結(jié)構(gòu)模型，包括結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)板、各種梁；步驟3、在步驟I所建的建筑模型、步驟2所建的結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)各管線的CAD設(shè)計(jì)圖紙，創(chuàng)建消防、給排水、污水、新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)管線。所述獲得管線凈高度的方法，是將地鐵綜合管線的形狀根據(jù)其端口剖面形狀分為兩大類矩形管線與柱形管線；管線模型作為實(shí)體模型，端口剖面的高HT、寬WH、直徑DT以及管線高度Offset均為其基本屬性，根據(jù)管線垂直對(duì)齊的方式，可得其凈高高度Height如下
f Offiet-HT/2 或 Offset-DT/2①屮心對(duì)齊
Height = < Offset②底對(duì)齊
、Offset-HT 或 Offset-DT③頂對(duì)齊所述判斷管線模型與區(qū)域模型是否相交的方法，是確定管線兩端口中心點(diǎn)的空間坐標(biāo)SC (XI，Yl，Zl)與EC (X2，Y2，Z2)，結(jié)合管線的直徑或者寬度，確定中心剖面輪廓線OutLinel :Ρ0_Ρ1_Ρ2_Ρ3_Ρ0各邊方程，同理，確定區(qū)域模型各個(gè)面的法向量，以及構(gòu)成底面輪廓線0utLine2:A0_AlA2_A3_A4_A5_A0的各邊方程，具體判斷步驟如下 步驟I、判斷管線的高度是否大于區(qū)域高度，是則說明此管線不在該區(qū)域內(nèi)，停止判斷，否則進(jìn)行下一步；步驟2、取OutLinel —邊P0P1，可得線段POPl在平面0utLine2上的投影PO’Pl’；步驟3、若點(diǎn)PO’或ΡΓ在區(qū)域0utLine2內(nèi)部，則說明管線模型至少一端位于區(qū)域模型內(nèi)部，即管線模型與區(qū)域模型相交，停止判斷；否則進(jìn)行下一步；步驟4、獲取PO’ ΡΓ所在射線與0utLine2 —邊AOAl所在射線的交點(diǎn)C，若交點(diǎn)C在線段PO’ΡΓ內(nèi)部，則線段PO’ΡΓ與0utLine2相交，即管線模型穿過區(qū)域模型，即得OutLinel與區(qū)域模型相交,停止判斷；否則進(jìn)行下一步；步驟5、取0utLine2另一邊,重復(fù)步驟3;步驟6、若0utLine2所有邊參與判斷,且未檢測(cè)到相交,取OutLinel另一邊重復(fù)步驟 1、2、3、4、5 ；步驟7、若OutLinel所有邊檢測(cè)完畢，且未檢測(cè)到相交，則可確定管線模型與區(qū)域模型未相交。本發(fā)明具有如下有益效果，本發(fā)明以BM模型為基礎(chǔ)，可以快速有效地判斷管線在特定區(qū)域內(nèi)的凈空是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范，降低了設(shè)計(jì)出錯(cuò)率，提高設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量。本發(fā)明適應(yīng)于各種基于BM技術(shù)的三維輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)。


圖I是本發(fā)明管線中心剖面輪廓示意圖；圖2是本發(fā)明區(qū)域模型底面輪廓示意圖；圖3是本發(fā)明管線在區(qū)域模型內(nèi)部示意圖；圖4是本發(fā)明管線模型穿過區(qū)域模型示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明?；贐M的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法，是在創(chuàng)建BM模型的基礎(chǔ)上獲得管線凈高度，判斷管線模型與區(qū)域模型是否相交，如果相交，則獲取此管線的凈高度，以及該類管線在相交區(qū)域內(nèi)所規(guī)定的最低凈高度或者最高凈高度，如果該管線凈高度超出最低凈高度或者最高凈高度，則認(rèn)為此管線不符合設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)記并記錄此管線，然后，繼續(xù)判斷下一根管線是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)記并記錄，檢測(cè)完所有管線后，提交所有被標(biāo)記的管線相關(guān)信息I、創(chuàng)建BM模型包括步驟I、根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的CAD圖紙，在BM平臺(tái)中創(chuàng)建三維建筑模型，包括墻、門、窗、樓梯、眷墻；步驟2、依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CAD圖紙，在建筑模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建三維結(jié)構(gòu)模型，包括結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)板、各種梁；步驟3、在步驟I所建的建筑模型、步驟2所建的結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)各管線的 CAD設(shè)計(jì)圖紙，創(chuàng)建消防、給排水、污水、新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)管線。2、獲得管線凈高度地鐵綜合管線的形狀根據(jù)其端口剖面形狀可分為兩大類矩形管線(如矩形送風(fēng)管等)與柱形管線(如消防管道等)。管線模型作為實(shí)體模型，端口剖面的高HT與寬WH或者直徑DT，以及管線高度(又稱“偏移量”)Offset均為其基本屬性，且易得這些屬性值，根據(jù)管線垂直對(duì)齊的方式，可得其凈高高度Height如下
Γ Offset-HT/2 或 Offset —DT/2①中心對(duì)齊
Height = < Offset②底對(duì)齊
、Offset-HT 或 Offiet-DT ③頂對(duì)齊3、判斷管線模型與區(qū)域模型是否相交管線作為幾何模型，易得其兩端口中心點(diǎn)的空間坐標(biāo)SC (XI，Yl，Zl)與EC(X2, Y2, Z2)，結(jié)合管線的直徑或者寬度，可確定中心剖面輪廓線OutLinel :P0_P1_P2_P3_P0各邊方程，如圖I所示。同理，易得區(qū)域模型各個(gè)面的法向量，以及構(gòu)成底面輪廓線0utLine2:A0_AlA2_A3_A4_A5_A0的各邊方程，如圖2所示，具體步驟如下步驟I、判斷管線的高度是否大于區(qū)域高度，是則說明此管線不在該區(qū)域內(nèi)，停止判斷，否則進(jìn)行下一步；步驟2、取OutLinel —邊P0P1，可得線段POPl在平面0utLine2上的投影PO’Pl’；步驟3、若點(diǎn)PO’或ΡΓ在區(qū)域0utLine2內(nèi)部，則說明管線模型至少一端位于區(qū)域模型內(nèi)部，如圖3所示，即管線模型與區(qū)域模型相交，停止判斷；否則進(jìn)行下一步；步驟4、獲取PO’ ΡΓ所在射線與0utLine2 —邊AOAl所在射線的交點(diǎn)C，若交點(diǎn)C在線段ΡΟ’ΡΓ內(nèi)部，則線段PO’ΡΓ與0utLine2相交，即管線模型穿過區(qū)域模型，如圖4所示，即得OutLinel與區(qū)域模型相交，停止判斷；否則進(jìn)行下一步；步驟5、取0utLine2另一邊,重復(fù)步驟3;步驟6、若0utLine2所有邊參與判斷,且未檢測(cè)到相交，取OutLinel另一邊重復(fù)步驟 1、2、3、4、5 ；步驟7、若OutLinel所有邊檢測(cè)完畢，且未檢測(cè)到相交，則可確定管線模型與區(qū)域模型未相交。4、判斷車站內(nèi)所有管線模型是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范通過以上方法依次遍歷地鐵車站內(nèi)的所有管線，判定當(dāng)前管線模型是否與車站區(qū)域模型相交，如果相交，則獲取此管線的凈高度，以及該類管線在相交區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的最低凈高度或者最高凈高度，如果該管線凈高超出最低凈高或者最高凈高，則認(rèn)為此管線不符合設(shè)計(jì)規(guī)范，則標(biāo)記此管線并將其記錄，繼續(xù)判斷下一條管線是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范。當(dāng)所有管線遍歷完以后，以列表形式提交所有被標(biāo)記的管線相關(guān)信息。BIM (Building Information Modeling,建筑信息模型)是利用開放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)施的物理和功能特性及其相關(guān)的項(xiàng)目生命周期信息進(jìn)行數(shù)字化形式的表現(xiàn)，從而為項(xiàng)目決策提供支持，有利于更好地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的價(jià)值。BIM將所有的相關(guān)方面集成在一個(gè)連貫有序的數(shù)據(jù)組織中，相關(guān)的應(yīng)用軟件在被許可的情況下可以獲取、修改或增加數(shù)據(jù)。BIM是以三維模型為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)，其能夠連接建筑項(xiàng)目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過程和資源， 是對(duì)工程對(duì)象的完整描述，可被建設(shè)項(xiàng)目各參與方普遍使用。在以BM為基礎(chǔ)的三維設(shè)計(jì)平臺(tái)中，針對(duì)地鐵綜合管線的設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)比較成熟。在以BM為基礎(chǔ)的三維可視化基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)地鐵車站建筑、結(jié)構(gòu)的三維設(shè)計(jì)模型，依據(jù)檢測(cè)報(bào)告，可以總體規(guī)劃管線的布局，優(yōu)化管線的空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，合理地解決上述的難點(diǎn)。實(shí)施例，下面結(jié)合實(shí)施例說明本方法實(shí)施過程以重慶市某地鐵站舉例說明。步驟I :統(tǒng)計(jì)該地鐵站的所有區(qū)域，如站臺(tái)、站廳、設(shè)備、O. 4KV開關(guān)柜室、環(huán)控電控室、變電所設(shè)備用房，以及其它無特殊要求的設(shè)備用房等。步驟2 :根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，統(tǒng)計(jì)每一天區(qū)域內(nèi)管線的凈空要求。如站臺(tái)、站廳等有吊頂?shù)膮^(qū)域，管線下方凈空高度為吊頂?shù)准?50_;設(shè)備區(qū)內(nèi)走道管線下方凈空不低于
2.50m ；0. 4KV開關(guān)柜室、環(huán)控電控室等房間管線凈空應(yīng)不低于2. 80m。變電所設(shè)備用房及設(shè)備運(yùn)輸通道上，管線下方凈空不低于3. 50m,困難時(shí)不低于3. 30m ;其它無特殊要求的設(shè)備用房，管線下方凈空不低于3. OOm0步驟3 :在具有完整建筑、管線等三維模型的BM平臺(tái)中，輸入每一個(gè)區(qū)域名稱及對(duì)應(yīng)的管線凈空要求。步驟4 :運(yùn)行該方法對(duì)應(yīng)的功能模塊，查看檢測(cè)結(jié)果。與人工檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，本方法能夠快速有效地發(fā)現(xiàn)BM平臺(tái)中凈空不符合設(shè)計(jì)規(guī)范要的管線，對(duì)提高綜合管線設(shè)計(jì)效率及設(shè)計(jì)質(zhì)量有著重要的作用。
權(quán)利要求
1.基于BM的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法，其特征在于是在創(chuàng)建BM模型的基礎(chǔ)上獲得管線凈高度，判斷管線模型與區(qū)域模型是否相交，如果相交，則獲取此管線的凈高度，以及該類管線在相交區(qū)域內(nèi)所規(guī)定的最低凈高度或者最高凈高度，如果該管線凈高度超出最低凈高度或者最高凈高度，則認(rèn)為此管線不符合設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)記并記錄此管線，然后，繼續(xù)判斷下一根管線是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)記并記錄，檢測(cè)完所有管線后，提交所有被標(biāo)記的管線相關(guān)信息。
2.如權(quán)利要求I所述的基于BIM的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法，其特征在于所述創(chuàng)建BM模型包括 步驟I、根據(jù)建筑CAD圖紙，在BM平臺(tái)中創(chuàng)建三維建筑模型，包括墻、門、窗、樓梯、幕m ; 步驟2、依據(jù)結(jié)構(gòu)CAD圖紙，在建筑模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建三維結(jié)構(gòu)模型，包括結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)板、各種梁； 步驟3、在步驟I所建的建筑模型、步驟2所建的結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)各管線的CAD設(shè)計(jì)圖紙，創(chuàng)建消防、給排水、污水、新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)管線。
3.如權(quán)利要求I所述的基于BIM的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法，其特征在于所述獲得管線凈高度的方法，是將地鐵綜合管線的形狀根據(jù)其端口剖面形狀分為兩大類矩形管線與柱形管線；管線模型作為實(shí)體模型，端口剖面的高HT、寬WH、直徑DT以及管線高度Offset均為其基本屬性，根據(jù)管線垂直對(duì)齊的方式，可得其凈高高度Height如下
4.如權(quán)利要求3所述的基于BIM的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法，其特征在于所述判斷管線模型與區(qū)域模型是否相交的方法，是確定管線兩端口中心點(diǎn)的空間坐標(biāo)SC (XI, Yl,Zl)與EC (X2，Y2，Z2)，結(jié)合管線的直徑或者寬度，確定中心剖面輪廓線OutLinel :Ρ0_Ρ1_Ρ2_Ρ3_Ρ0各邊方程，同理，確定區(qū)域模型各個(gè)面的法向量，以及構(gòu)成底面輪廓線0utLine2:A0_AlA2_A3_A4_A5_A0的各邊方程，具體判斷步驟如下 步驟I、判斷管線的高度是否大于區(qū)域高度，是則說明此管線不在該區(qū)域內(nèi)，停止判斷，否則進(jìn)行下一步； 步驟2、取OutLinel —邊P0P1，可得線段POPl在平面0utLine2上的投影PO’ P1’ ； 步驟3、若點(diǎn)PO’或ΡΓ在區(qū)域0utLine2內(nèi)部，則說明管線模型至少一端位于區(qū)域模型內(nèi)部，即管線模型與區(qū)域模型相交，停止判斷；否則進(jìn)行下一步； 步驟4、獲取PO’ΡΓ所在射線與0utLine2 —邊AOAl所在射線的交點(diǎn)C，若交點(diǎn)C在線段ΡΟ’ΡΓ內(nèi)部，則線段ΡΟ’ΡΓ與0utLine2相交，即管線模型穿過區(qū)域模型，即得OutLinel與區(qū)域模型相交，停止判斷；否則進(jìn)行下一步； 步驟5、取0utLine2另一邊,重復(fù)步驟3 ； 步驟6、若0utLine2所有邊參與判斷,且未檢測(cè)到相交，取OutLinel另一邊重復(fù)步驟1、2、3、4、5 ；步驟7、若OutL inel所有邊檢測(cè)完畢，且未檢測(cè)到相交，則可確定管線模型與區(qū)域模型未相交。
全文摘要
基于BIM的地鐵綜合管線凈空檢測(cè)方法，是在創(chuàng)建BIM模型的基礎(chǔ)上獲得管線凈高度，判斷管線模型與區(qū)域模型是否相交，如果相交，則獲取此管線的凈高度，以及該類管線在相交區(qū)域內(nèi)所規(guī)定的最低凈高度或者最高凈高度，如果該管線凈高度超出最低凈高度或者最高凈高度，則認(rèn)為此管線不符合設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)記并記錄此管線，然后，繼續(xù)判斷下一根管線是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范，標(biāo)記并記錄，檢測(cè)完所有管線后，提交所有被標(biāo)記的管線相關(guān)信息。本發(fā)明以BIM模型為基礎(chǔ)，可以快速有效地判斷管線在特定區(qū)域內(nèi)的凈空是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范，降低了設(shè)計(jì)出錯(cuò)率，提高設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量。本發(fā)明適應(yīng)于各種基于BIM技術(shù)的三維輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102867076SQ201210231540
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者趙欽, 黑新宏, 張鵬飛, 王磊, 王曉帆 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)