基于BIM的地铁综合管线调整方法

摘要

基于BIM的地铁综合管线调整方法，其特征在于：是在创建BIM模型的基础上采用手动或自动方法调整管线。本发明在创建BIM模型的基础上采用手动或自动调整管线方式，可自由灵活地实现避让调整，避免管线碰撞，可提高设计效率与设计质量，并可避免因管线碰撞而导致的废弃工程，降低了施工成本。本发明适用于各种基于BIM技术的三维辅助设计平台。

主权项

基于BIM的地铁综合管线调整方法，其特征在于：是在创建BIM模型的基础上采用手动或自动方法调整管线；所述手动方法调整管线为人为确定所需调整的管线以及调整位置，在调整对象及调整位置确定的基础上实现避让过程，具体包括1)拾取管线，确定调整对象根据管线调整原则或者设计规范，确定并选取需要调整的管线，获取此管线的类型、规格、空间高度、两端口中心点空间坐标等信息；2)拾取两端点，确定调整位置根据管线两端口中心点的空间坐标C1(cx1,cy1,cz1)、C2(cx2,cy2,cz2)，确定管线中心线所在的直线，在线段C1C2上，选取除两端C1点、C2点以外的两点D1、D2点，并获取D1、D2点的空间坐标分别为(dx1,dy1,dz1)、(dx2,dy2,dz2)，由此确定调整位置；3)确定调整的六个基点依据调整原则或者设计规范，获得调整高度h，调整高度h通常为管线高度或者直径的1.5倍；根据C1(cx1,cy1,cz1)、C2(cx2,cy2,cz2)点空间坐标，确定中心线与水平面XOY的倾角α，以及与平面YOZ的夹角β，得点D1’(dx1’,dy1’,dz1’)的空间坐标，其中D1’满足：dz’为满足①、②的所有点的z坐标；D1’的坐标为：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{dx}1}^{,}=\mathrm{dx}1+h*\sin \left(\alpha \right)*\sin \left(\beta \right)\\ \mathrm{dy}{1}^{,}=\mathrm{dy}1+h*\sin \left(\alpha \right)*\cos \left(\beta \right)\\ {\mathrm{dz}1}^{,}=\mathrm{dz}1+h*\cos \left(\alpha \right)\end{array}\right.$同理，得点D2’(dx2’,dy2’,dz2’)的坐标；由此，可得确定调整后管线位置的六个基点：C1，C2，D1，D1’，D2，D2’；4)重绘管线根据六个基点以及之前获得的管线类型、规格等信息可依次确定五条管线，且根据D1，D1’，D2，D2’四个基点可以确定4个管线连接件将五条管线连接起来，绘制五条管线及连接件，删除原有管线；所述自动调整是基于碰撞检测报表，自动判定调整管线及调整范围的过程，所述碰撞检测报表至少包含每一对碰撞管线的ID信息，由ID可确定对应管线的所有信息；具体包括1)自动判断需调整的管线根据碰撞检测报告的ID信息，获取两条碰撞管线的长度、规格、压力等属性，并进行对比，确定需调整的管线；2)获取调整范围两条端口宽度或直径分别为W1与W2的管线交叉的角度γ不同，相交区域的长度l不同；若P1作为调整管线，则相交区域的长度l与交叉的角度γ的关系为：l＝W1/tg(γ)+W2/sin(γ)考虑到要为检修预留一定的空间，避让长度通常大于相交长度，因此调整长度L为：L＝l+l0l0为设计规范所规定的检修预留长度的2倍；3)确定D1、D2两个断点断点为将直线形管线截断的地方，确定两个断点D1、D2的坐标值，根据两个管线的中心线空间方程，得两中心线的交点或者公垂线的在调整管线中心线上的垂足F(Fx,Fy,Fz)；以点F为中心，在调整管线的中心线上确定D1、D2点，D1、D2点满足$\left\{\begin{array}{c}\left|D1F\right|=L/2\\ |\mathrm{FD}2=L/2|\end{array}\right.$点D1(dx1,dy1,dz1)、D2(dx2,dy2,dz2)的坐标值分别为：$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{dx}1=\mathrm{Fx}+L*(\mathrm{cx}1-\mathrm{cx}2)/(2*\sqrt{{(\mathrm{cy}1-\mathrm{cy}2)}^2+{(\mathrm{cz}1-\mathrm{cz}2)}^2+{(\mathrm{cx}1-\mathrm{cx}2)}^2})\\ \mathrm{dy}1=\mathrm{Fy}+L*(\mathrm{cy}1-\mathrm{cy}2)/(2*\sqrt{{(\mathrm{cy}1-\mathrm{cy}2)}^2+{(\mathrm{cz}1-\mathrm{cz}2)}^2+{(\mathrm{cx}1-\mathrm{cx}2)}^2})\\ \mathrm{dz}1=\mathrm{Fz}+L*(\mathrm{cz}1-\mathrm{cz}2)/(2*\sqrt{{(\mathrm{cy}1-\mathrm{cy}2)}^2+{(\mathrm{cz}1-\mathrm{cz}2)}^2+{(\mathrm{cx}1-\mathrm{cx}2)}^2})\end{array}\right.$$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{dx}2=\mathrm{Fx}+L*(\mathrm{cx}1-\mathrm{cx}2)/(2*\sqrt{{(\mathrm{cy}1-\mathrm{cy}2)}^2+{(\mathrm{cz}1-\mathrm{cz}2)}^2+{(\mathrm{cx}1-\mathrm{cx}2)}^2})\\ \mathrm{dy}2=\mathrm{Fy}+L*(\mathrm{cy}1-\mathrm{cy}2)/(2*\sqrt{{(\mathrm{cy}1-\mathrm{cy}2)}^2+{(\mathrm{cz}1-\mathrm{cz}2)}^2+{(\mathrm{cx}1-\mathrm{cx}2)}^2})\\ \mathrm{dz}2=\mathrm{Fz}+L*(\mathrm{cz}1-\mathrm{cz}2)/(2*\sqrt{{(\mathrm{cy}1-\mathrm{cy}2)}^2+{(\mathrm{cz}1-\mathrm{cz}2)}^2+{(\mathrm{cx}1-\mathrm{cx}2)}^2})\end{array}\right.$cx1、cy1、cz1为端点C1的空间坐标，cx2、cy2、cz1为端点C2的空间坐标；4)确定调整基点，重绘管线已知C1(cx1,cy1,cz1)、C2(cx2,cy2,cz2)，以及D1(dx1,dy1,dz1)、D2(dx2,dy2,dz2)，可以确定另外两个基点D1’(dx1’,dy1’,dz1’)、D2’(dx2’,dy2’,dz2’)，通过六个基点可以确定5条管线及4个接口，创建这5条管线，并分别用4个接口连接，删除原有避让管线，从而达到避让效果。