一种快速精细化的山岭隧道BIM建模方法技术

本发明专利技术涉及一种快速精细化的山岭隧道BIM建模方法，包括以下步骤：1)确定山岭隧道BIM建模标准，确定CAD底图在BIM模型中的平面图和立面图；2)运用Revit和Civil 3D进行山岭隧道的土建建模；3)结合Civil 3D确定断面的方式，进行山岭隧道的机电建模。与现有技术相比，本发明专利技术参照现有的市政工程BIM建模标准，确定了一套山岭隧道BIM建模标准，可保证模型的精度要求，并将模型构件分类表达，有利于模型信息交流；避免了Revit中难以直接创建空间曲线的缺点，采用道路装配来给隧道中心线标明里程，有利于精确选择隧道位置；采用Civil 3D创建隧道轮廓装配的方式，便于大量机电设备的快速放置。

A fast and refined BIM modeling method for mountain tunnels

The invention relates to a fast and refined BIM modeling method for mountain tunnels, which comprises the following steps: 1) determining the BIM modeling standard for mountain tunnels, determining the plane and elevation maps of CAD base maps in the BIM model; 2) using Revit and Civil 3D for civil modeling of mountain tunnels; 3) combining Civil 3D to determine the cross-section of mountain tunnels. Electromechanical modeling of tunnels. Compared with the prior art, the invention determines a set of BIM modeling standards for mountain tunnel by referring to the existing BIM modeling standards for municipal engineering, which can guarantee the accuracy requirements of the model, and classifies and expresses the model components, thus facilitating the exchange of model information, avoiding the disadvantage that it is difficult to create spatial curves directly in the Revit and adopting road assembly. Marking the mileage of the tunnel center line is helpful to select the location of the tunnel accurately, and using Civil 3D to create the tunnel contour assembly method is convenient for the rapid placement of a large number of mechanical and electrical equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种快速精细化的山岭隧道BIM建模方法
本专利技术涉及一种BIM建模方法，尤其是涉及一种快速精细化的山岭隧道BIM建模方法。
技术介绍
近年来，随着国家对基建的重视，山岭隧道得到了大量的建设和长足的发展。铁路隧道修筑规模不断扩大的同时，公路隧道也在以年均350公里的速度递增。山岭隧道的大量建设，促使了其设计、施工、管理等各方面技术的快速发展，一个典型代表就是BIM技术的应用。BIM技术在土建领域的应用历史不长，主要应用在可视化管理、辅助设计、项目运维等领域。BIM在山岭隧道中的应用更是处于起步阶段。将BIM技术应用到山岭隧道中，可以搭建各专业协同工作平台，提高管理效率；可减少设计外变更，并指导施工；可做到可视化运维，保证工程安全。但应用BIM技术首先要解决的问题，就是山岭隧道的BIM建模。然而，国内外山岭隧道BIM建模的先例很少，相关技术极不成熟、精度不高、效率低下。以往的山岭隧道BIM建模，通常借鉴盾构隧道的BIM建模方法，采用管片拼环的方式，不能反映山岭隧道的真实状况，且模型精度不高。因此，寻找一整套快速精细化的山岭隧道BIM建模方法极为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快速精细化的山岭隧道BIM建模方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种快速精细化的山岭隧道BIM建模方法，包括以下步骤：21)在Civil3D中，采取创建道路的方式，分别在平面和立面上拾取CAD底图建立空间线，生成Civil3D中的隧道中心线；22)在Civil3D中的隧道中心线上，每隔十米里程贴一个道路标签，标签样式采用AeccTickLine型号，以便在隧道中心线上注明里程；23)新建Revit公制常规模型，导入CAD底图以便作为定位参考；在Civil3D中将隧道中心线放在原点，并导入Revit，和CAD底图对齐；24)将导入Revit的隧道中心线复制一次，两条隧道中心线重合在一起。将工作平面设置为水平参照平面，将其中的一条隧道中心线分解一次变成块集合，此时隧道中心线会变成水平参照平面上的单位长度的一条条小线段；25)根据山岭隧道断面轮廓的不同，将山岭隧道分段。用样条曲线拾取24)中每段山岭隧道里程内的小线段生成一条完整的中心线。此时的各段隧道中心线并不是空间曲线，而是中心线在水平参照平面上的投影；26)将工作平面设置为竖直参照平面，例如可以设置为东立面，将另一条导入的隧道中心线分解一次变成块集合，此时隧道中心线会变成竖直参照平面上的单位长度的一条条小线段。同理根据25)中的步骤在竖直参照平面内用样条曲线拾取单位长度小线段，生成隧道中心线在竖直参照平面上的投影；27)分别拓展隧道中心线在水平参照平面、竖直参照平面内的投影形成闭合曲线，投影线为闭合曲线的关键边，根据闭合曲线创建拉伸。此时两个垂直参照平面内的拉伸会相交，由关建边拉伸出的面相交得到的曲线即为山岭隧道中心线；28)在Revit中新建公制轮廓，把隧道断面分为多个部分并分别存储为轮廓族，拾取各段隧道中心线，载入相应的隧道轮廓族，放样融合建立各段主体隧道；29)将各段主体隧道拼接起来，设置轮廓转角的实例参数，输入不同角度数值进行尝试，将各相邻隧道段拼接对齐；210)创建山岭隧道附属结构的模型，并与主体隧道进行拼接，在附属结构与主体隧道邻接部位，创建空心模型将多余部分剪切掉。3)结合Civil3D确定断面的方式，进行山岭隧道的机电建模，具体包括：31)根据山岭隧道内常见的机电设备种类，将机电设备进行分类，可以分为隧道供配电、隧道照明系统、隧道通风系统、火灾报警与隧道消防、交通控制系统、环境检测系统、事件检测系统、紧急电话及广播系统、中央控制管理系统等九个大类，分别完成各大类中机电设备族库的Revit建模。由于很多机电设备Revit模型可从网上下载，且建模方法都相对成熟，本专利不再赘述；32)完成各机电设备族库的建模工作后，在Civil3D中，建立隧道横断面的轮廓线，从组成轮廓的多段线创建部件，并将该部件创建为装配；33)在步骤27)中创建好的隧道中心线上添加隧道轮廓线装配，将装配添加在各机电设备所在的里程断面。由于机电设备通常是隔固定间距设置的，故该方法可以快速在相应里程断面添加装配。对于机电设备不是间隔固定距离设置的，可手动在设备所在里程添加轮廓装配；34)将带有隧道轮廓装配的隧道中心线、创建好的机电设备族库导入Revit，直接拾取目标断面，将工作平面设置在该目标断面上；35)将相应的机电设备载入到该工作平面上，调整机电设备旋转角度，使其与隧道表面紧密贴合，完成大量机电设备的空间放置工作。所述的步骤27)中，能解决隧道中心线二维CAD图纸中平面图、沿里程展开的纵断面图几何上不能对应的问题，将平面图和沿里程展开的纵断面图在几何上对应起来，完成山岭隧道中心线的创建。所述的步骤29)中，在放样融合过程中建立轮廓转角的实例参数，实现相邻两主体隧道段的紧密拼接。所述的步骤210)中，附属结构与主体隧道拼接时，在有碰撞的多余部分建立空心拉伸，将多余部分剪切，实现附属结构和主体隧道的紧密拼接。所述的步骤31)中，完成了山岭隧道土建附属结构BIM族库的建模工作，附属结构包括横通道、地下风机房、变电所。所述的步骤34)中，结合Civil3D中隧道轮廓装配的创建，能快速完成大量机电设备的空间位置放置工作。所述的步骤1)中，建模标准包括文件命名标准、视图命名标准、工作集设置和视图设置。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)参照现有的市政工程BIM建模标准，确定了一套山岭隧道BIM建模标准，在该标准下建模可以保证模型的精度要求，并将模型构件分类表达，有利于模型信息交流。(2)运用Civil3D创建道路的方式来建立隧道中心线，避免了Revit中难以直接创建空间曲线的缺点，同时采用道路装配来给隧道中心线标明里程，有利于精确选择隧道位置。(3)在放样融合中建立轮廓转角的实例参数，可以对轮廓转角进行微调，避免了相邻隧道段拼接不齐的问题。(4)在隧道中心线上创建轮廓装配，可以直接将机电设备载入到相应断面上，高效解决了机电设备的定位问题，缩短了山岭隧道机电建模的时间。(5)根据具体的建模流程，编写了自动拾取中心线和自动放样融合两个插件，提高了该山岭隧道建模方法的效率。附图说明图1为本实施例建模方法流程图；图2为一段隧道中心线模型图；图3为放样融合创建的一段隧道主体结构图；图4为在目标断面上放置机电设备示意图；图5为本实施例建立山岭隧道模型图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例本实施例通过确定山岭隧道BIM建模的一些标准，将山岭隧道分为土建模型和机电模型两大块，综合运用AutoCAD、Civil3D、Revit等多种软件，并编写插件高建模效率，实现山岭隧道的快速精细化建模。如图1所示为本专利技术公开的山岭隧道快速精细化BIM建模方法。首先，参照现有的市政工程BIM建模标准，确定山岭隧道的BIM建模标准；其次在Civil3D中创建隧道中心线，导入Revit中，并载入轮廓族进行放样融合，完成隧道主体土建建模；将相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速精细化的山岭隧道BIM建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定山岭隧道BIM建模标准，确定CAD底图在BIM模型中的平面图和立面图；2)运用Revit和Civil 3D进行山岭隧道的土建建模，具体包括：21)在Civil 3D中，采取创建道路的方式，分别在平面和立面上拾取CAD底图建立空间线，生成Civil 3D中的隧道中心线；22)在Civil 3D中的隧道中心线上，每隔十米里程贴一个道路标签，用于注明里程；23)新建Revit公制常规模型，导入CAD底图，在Civil 3D中将隧道中心线放在原点，并导入Revit，和CAD底图的隧道中心线对齐；24)将导入Revit的隧道中心线复制一次，两条隧道中心线重合在一起，将工作平面设置为水平参照平面，将其中的一条隧道中心线分解一次变成块集合；25)根据山岭隧道断面轮廓的不同，将山岭隧道分段，用样条曲线拾取24)中每段山岭隧道里程内的小线段生成中心线在水平参照平面上的投影；26)将工作平面设置为竖直参照平面，将另一条隧道中心线分解一次变成块集合，用步骤25)中相同的方式在竖直参照平面内用样条曲线拾取单位长度小线段，生成隧道中心线在竖直参照平面上的投影；27)分别拓展隧道中心线在水平参照平面、竖直参照平面内的投影形成闭合曲线，投影线为闭合曲线的关键边，根据闭合曲线创建拉伸，由关键边拉伸出的面相交得到的曲线即为山岭隧道中心线；28)在Revit中新建公制轮廓，把隧道断面分为多个部分并分别存储为轮廓族，拾取各段隧道中心线，载入相应的隧道轮廓族，放样融合建立各段主体隧道；29)将各段主体隧道拼接起来，设置轮廓转角的实例参数，将各相邻隧道段拼接对齐；210)创建山岭隧道附属结构的模型，并与主体隧道进行拼接，在附属结构与主体隧道邻接部位，创建空心模型并将多余部分剪切；3)结合Civil 3D确定断面的方式，进行山岭隧道的机电建模，具体包括以下步骤：31)根据山岭隧道内常见的机电设备种类，将机电设备进行分类，分别完成各大类中机电设备族库的Revit建模；32)完成各机电设备族库的建模工作后，在Civil 3D中，建立隧道横断面的轮廓线，从组成轮廓的多段线创建部件，并将该部件创建为装配；33)在步骤27)中创建好的山岭隧道中心线上添加隧道轮廓线装配，将装配添加在各机电设备所在的里程断面；34)将带有隧道轮廓装配的隧道中心线、创建好的机电设备族库导入Revit，直接拾取目标断面，将工作平面设置在该目标断面上；35)将相应的机电设备载入到该工作平面上，调整机电设备旋转角度，使其与隧道表面紧密贴合，完成大量机电设备的空间放置工作。...

【技术特征摘要】
1.一种快速精细化的山岭隧道BIM建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定山岭隧道BIM建模标准，确定CAD底图在BIM模型中的平面图和立面图；2)运用Revit和Civil3D进行山岭隧道的土建建模，具体包括：21)在Civil3D中，采取创建道路的方式，分别在平面和立面上拾取CAD底图建立空间线，生成Civil3D中的隧道中心线；22)在Civil3D中的隧道中心线上，每隔十米里程贴一个道路标签，用于注明里程；23)新建Revit公制常规模型，导入CAD底图，在Civil3D中将隧道中心线放在原点，并导入Revit，和CAD底图的隧道中心线对齐；24)将导入Revit的隧道中心线复制一次，两条隧道中心线重合在一起，将工作平面设置为水平参照平面，将其中的一条隧道中心线分解一次变成块集合；25)根据山岭隧道断面轮廓的不同，将山岭隧道分段，用样条曲线拾取24)中每段山岭隧道里程内的小线段生成中心线在水平参照平面上的投影；26)将工作平面设置为竖直参照平面，将另一条隧道中心线分解一次变成块集合，用步骤25)中相同的方式在竖直参照平面内用样条曲线拾取单位长度小线段，生成隧道中心线在竖直参照平面上的投影；27)分别拓展隧道中心线在水平参照平面、竖直参照平面内的投影形成闭合曲线，投影线为闭合曲线的关键边，根据闭合曲线创建拉伸，由关键边拉伸出的面相交得到的曲线即为山岭隧道中心线；28)在Revit中新建公制轮廓，把隧道断面分为多个部分并分别存储为轮廓族，拾取各段隧道中心线，载入相应的隧道轮廓族，放样融合建立各段主体隧道；29)将各段主体隧道拼接起来，设置轮廓转角的实例参数，将各相邻隧道段拼接对齐；210)创建山岭隧道附属结构的模型，并与主体隧道进行拼接，在附属结构与主体隧道邻接部位，创建空心模型并将多余部分剪切；3)结合Civil3D确定断面的方式，进行山岭隧道...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢雄耀，陈旭阳，周彪，蔡杰龙，雷沅帅，周云祥，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31