一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法技术

本发明专利技术属于建筑量化提取技术领域，公开了一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法，利用设计模块通过BIM设计软件设计BIM模型，并将模型数据发送给转换模块和集成模块；转换模块将设计模块中BIM设计模型导出成为IFC文件，并将IFC文件传送到提取模块；将设计模块中BIM模型进行集成化处理，将处理后的数据传送到提取模块；利用提取模块通过接收转换模块的IFC文件和集成模块的集成数据，将BIM模型提取，形成建筑结构构件用量的几何模型。本发明专利技术工程设计中能够具备完整的信息模型，能实现图档与模型的自动更新以及关联，并且实现相关软件之间的信息转换；帮助结构设计更具可靠性，为工程后期施工奠定基础。

A BIM based method for quantitative extraction of transmission building components

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法
本专利技术属于建筑量化提取
，尤其涉及一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法。
技术介绍
目前，传统建筑结构施工图设计所采取的二维图纸方式存在较多问题，设计流程复杂，大量信息还无法兼顾，在绘制建筑结构施工图的过程中，尽管CAD软件能够具备一定的二维图自动生成功能，但是并没有关联性、完整性的信息，还不能够确保信息一致。BIM技术是将工程建筑的内外部结构以三维模型的形式进行表达，并将与工程建筑相关的设计信息、施工信息、运维信息都附着在模型上进行管理，可实现对工程数据、工程构件量化的全生命周期完整描述。由于BIM模型信息丰富的特性，使得BIM模型的加载交互对硬件设备的要求较高，传统三维制图软件中BIM模型的交互和显示效率低下，严重影响和制约了BIM技术的发展和应用。特别在建筑工程建设领域，由于建筑物建设周期长、建筑物种类多、规模大，使得采集和存储建筑物工作性态的监测BIM包含海量异构数据，对于大型工程，监测仪器种类及数量非常多，采用传统的BIM模型显示方法和三维软件，监测BIM模型的加载和交互效率低下，用户体验差，极大限制了监测BIM在工程建设中的应用和发展。传统的监测BIM模型加载交互方法和方法已不能满足使用和发展要求，需要研究一种能提高传动建筑构件量化提取的方法。插值样条曲线/曲面有不少构造方法，在建筑物几何造型中占有重要的地位。目前现有技术对有理三次样条以及它们在形状控制中的应用进行了研究以及对三角多项式的插值样条进行了研究，取得了一些有用的结果。但是，目前的样条曲线/曲面不插值控制顶点，或者说不具有插值功能，生成的是自由曲线/曲面。影响了建筑模型的真实表达效果；造成建筑构件量化数据不准确。综上所述，现有技术存在的问题是：传统建筑结构施工图设计流程复杂，大量信息无法兼顾；缺乏关联性、完整性的信息，还不能够确保信息一致；获得的数据准确性差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法。本是这样实现的，一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法，所述基于BIM的传动建筑构件量化提取方法包括：利用设计模块通过BIM设计软件设计BIM模型，并将模型数据发送给转换模块和集成模块；转换模块将设计模块中BIM设计模型导出成为IFC文件，并将IFC文件传送到提取模块；将设计模块中BIM模型进行集成化处理，将处理后的数据传送到提取模块；利用提取模块通过接收转换模块的IFC文件和集成模块的集成数据，将BIM模型提取，形成建筑结构构件用量的几何模型；通过计算模块对提取模块形成建筑结构构件用量的几何模型进行合理性分析，同时反馈建筑结构模型的状态，根据需要进行模型数据的调整；将模型状态、数据传送到构建模块；通过构建模块利用计算模块的模型状态、数据进行模型构建；得出传动建筑构件量化数据。进一步，所述计算模块的计算方法包括：设目标与决策层中有决策指标p1,p2,…,pm，目标与决策层下的网络架构层有C1,C2,…,CN个指标集，其中Ci中有元素以目标与决策层决策指标ps(s＝1,2,…,m)为准则，以Cj中元素ejk(k＝1,2,…,nj)为次准则，将指标集Ci中指标按其对ejk的影响力大小进行间接优势度比较，即在准则ps下构造判断矩阵：并由特征根法得权重向量wi1(jk),wi2(jk),…,对于k＝1,2..,ni重复上述步骤，得到式(1)所示矩阵Wij；其中，Wij的列向量为Ci中的元素对Cj中元素的影响程度排序向量；若Cj中元素不受Ci中元素影响，则Wij＝0；对于i＝1,2,...,N；j＝1,2,...,N重复B，获得决策准则ps下的超矩阵W:在所述超矩阵W中，元素Wij反映元素i对元素j的一步优势度；还计算W2，其元素wij2表示元素i对元素j的二步优势度，W2仍然列为归一化矩阵，以此类推，计算W3，W4，…，当W∞存在时，W∞的第j列就是准则ps下网络架构层中各元素对于j的极限相对权重向量，则其中每一行的数值，即为相应元素的局部权重向量；当某一行全部为0时，则相应的局部权重为1；将局部权重按元素顺序排列即得到局部权重向量；通过BIM设计软件设计BIM模型的方法包括：(一)构造插值曲线：给定型值点列d0,d1,d2,…,dm，必要时补充辅助点d-2,d-1…和dm+1,dm+2…等。又设样条结点序列为：…≤t-1≤a＝t0＜t1＜t2＜…＜tm-1＜tm＝b≤tm+1≤…；将{dj}作为deBoor控制顶点序列，得n阶B样条曲线，记为：其中Nj,n(t)是n阶B样条基函数(，其支集设为区间为实数取整；欲构造曲线dI(t)，使其满足插值条件：dI(tk)＝dk,k＝0,1,2,…,m。构造如下：在每个区间样条子区间[ti,ti+1](i＝0,1,2,…,m-1)上，连接B样条曲线段d(t)的两个端点d(ti)和d(ti+1)的直线段记为li(t)，其方程设为：li(t)＝(1-Φi(t))d(ti)+Φi(t)d(ti+1),ti≤t≤ti+1(2)而连接两相邻deBoor点di和di+1的直线段记为Li(t)，其方程设为：li(t)＝(1-Φi(t))d(ti)+Φi(t)d(ti+1),ti≤t≤ti+1，Li(t)＝(1-Φi(t))di+Φi(t)di+1,ti≤t≤ti+1，(3)作曲线段d(t)与直线段li(t)在区间[ti,ti+1]上的差向量：δi(t)＝d(t)-li(t),ti≤t≤ti+1。(4)将此差向量作适当的伸缩，即得αδi(t)，α＞0，将其平移，使其起点落在直线段上的对应点处，即得：dI(t)＝Li(t)+αδi(t),ti≤t≤ti+1,i＝0,1,2,…,m-1；或写为：dI(t)＝[(1-Φi(t))di+Φi(t)di+1]+α[d(t)-(1-Φi(t))d(ti)-Φi(t)d(ti+1)]，(5)这里ti≤t≤ti+1,i＝0,1,2,…,m-1；为使曲线段dI(t)在ti和ti+1处满足给定的插值条件，且与d(t)有相同阶数的连续导数，函数Φi(t)需要满足如下的条件：①Φi(t)在区间[ti,ti+1]上具有直到n-2阶的连续导数；②Φi(ti)＝0，Φi(ti+1)＝1，j＝1,2,…,n-2，(6)；得：③Φi(t)在区间[ti,ti+1]为单调增函数，以避免直线段li(t)和Li(t)出现重结点(二)、三次B样条曲线转化为三次B样条插值曲线：给定区间[a,b]的一个扩充分划t-9≤t-6≤t-3≤a＝t0＜t1＜…＜t3i＜t3i+1＜…t3m-1＜t3m＝b≤t3(m+1)≤t3(m+2)≤t3(m+3)；及deBoor控制顶点序列；d-1,d0,d1,d2,…,dm,dm+1，区间[a,b]上以：{t-9,t-6,t-3,t0,t3,,t3i,t3(i+1),…,t3(m-1),t3m,t3(m+1),t3(m+2),t3(m+3)}；为样条结点的三次B样条曲线记为：其中B样条基函数Nj,4(t)的支集上的样条结点为t3(j-2),t3(j-1),t3j,t3(j+1),t3(j+2)；将在d(t)的基础上，构造一条三次B样条插值曲线dI(t)，使得它通过诸型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法，其特征在于，所述基于BIM的传动建筑构件量化提取方法包括：利用设计模块通过BIM设计软件设计BIM模型，并将模型数据发送给转换模块和集成模块；转换模块将设计模块中BIM设计模型导出成为IFC文件，并将IFC文件传送到提取模块；将设计模块中BIM模型进行集成化处理，将处理后的数据传送到提取模块；利用提取模块通过接收转换模块的IFC文件和集成模块的集成数据，将BIM模型提取，形成建筑结构构件用量的几何模型；通过计算模块对提取模块形成建筑结构构件用量的几何模型进行合理性分析，同时反馈建筑结构模型的状态，根据需要进行模型数据的调整；将模型状态、数据传送到构建模块；通过构建模块利用计算模块的模型状态、数据进行模型构建；得出传动建筑构件量化数据；所述计算模块的计算方法包括：设目标与决策层中有决策指标p1,p2,…,pm，目标与决策层下的网络架构层有C1,C2,…,CN个指标集，其中Ci中有元素

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法，其特征在于，所述基于BIM的传动建筑构件量化提取方法包括：利用设计模块通过BIM设计软件设计BIM模型，并将模型数据发送给转换模块和集成模块；转换模块将设计模块中BIM设计模型导出成为IFC文件，并将IFC文件传送到提取模块；将设计模块中BIM模型进行集成化处理，将处理后的数据传送到提取模块；利用提取模块通过接收转换模块的IFC文件和集成模块的集成数据，将BIM模型提取，形成建筑结构构件用量的几何模型；通过计算模块对提取模块形成建筑结构构件用量的几何模型进行合理性分析，同时反馈建筑结构模型的状态，根据需要进行模型数据的调整；将模型状态、数据传送到构建模块；通过构建模块利用计算模块的模型状态、数据进行模型构建；得出传动建筑构件量化数据；所述计算模块的计算方法包括：设目标与决策层中有决策指标p1,p2,…,pm，目标与决策层下的网络架构层有C1,C2,…,CN个指标集，其中Ci中有元素以目标与决策层决策指标ps(s＝1,2,…,m)为准则，以Cj中元素ejk(k＝1,2,…,nj)为次准则，将指标集Ci中指标按其对ejk的影响力大小进行间接优势度比较，即在准则ps下构造判断矩阵：并由特征根法得权重向量对于k＝1,2..,ni重复上述步骤，得到所示矩阵Wij；其中，Wij的列向量为Ci中的元素对Cj中元素的影响程度排序向量；若Cj中元素不受Ci中元素影响，则Wij＝0；对于i＝1,2,...,N；j＝1,2,...,N重复B，获得决策准则ps下的超矩阵W:在所述超矩阵W中，元素Wij反映元素i对元素j的一步优势度；还计算W2，其元素wij2表示元素i对元素j的二步优势度，W2仍然列为归一化矩阵，以此类推，计算W3，W4，…，当W∞存在时，W∞的第j列就是准则ps下网络架构层中各元素对于j的极限相对权重向量，则其中每一行的数值，即为相应元素的局部权重向量；当某一行全部为0时，则相应的局部权重为1；将局部权重按元素顺序排列即得到局部权重向量；通过BIM设计软件设计BIM模型的方法包括：(一)构造插值曲线：给定型值点列d0,d1,d2,…,dm，必要时补充辅助点d-2,d-1…和dm+1,dm+2…等。又设样条结点序列为：…≤t-1≤a＝t0＜t1＜t2＜…＜tm-1＜tm＝b≤tm+1≤…；将{dj}作为deBoor控制顶点序列，得n阶B样条曲线，记为：其中Nj,n(t)是n阶B样条基函数(，其支集设为区间为实数取整；欲构造曲线dI(t)，使其满足插值条件：dI(tk)＝dk,k＝0,1,2,…,m。构造如下：在每个区间样条子区间[ti,ti+1](i＝0,1,2,…,m-1)上，连接B样条曲线段d(t)的两个端点d(ti)和d(ti+1)的直线段记为li(t)，其方程设为：li(t)＝(1-Φi(t))d(ti)+Φi(t)d(ti+1),ti≤t≤ti+1(2)而连接两相邻deBoor点di和di+1的直线段记为Li(t)，其方程设为：li(t)＝(1-Φi(t))d(ti)+Φi(t)d(ti+1),ti≤t≤ti+1，Li(t)＝(1-Φi(t))di+Φi(t)di+1,ti≤t≤ti+1，(3)作曲线段d(t)与直线段li(t)在区间[ti,ti+1]上的差向量：δi(t)＝d(t)-li(t),ti≤t≤ti+1。(4)将此差向量作适当的伸缩，即得αδi(t)，α＞0，将其平移，使其起点落在直线段上的对应点处，即得：dI(t)＝Li(t)+αδi(t),ti≤t≤ti+1,i＝0,1,2,…,m-1；或写为：dI(t)＝[(1-Φi(t))di+Φi(t)di+1]+α[d(t)-(1-Φi(t))d(ti)-Φi(t)d(ti+1)]，(5)这里ti≤t≤ti+1,i＝0,1,2,…,m-1；为使曲线段dI(t)在ti和ti+1处满足给定的插值条件，且与d(t)有相同阶数的连续导数，函数Φi(t)需要满足如下的条件：①Φi(t)在区间[ti,ti+1]上具有直到n-2阶的连续导数；②得：③Φi(t)在区间[ti,ti+1]为单调增函数，以避免直线段li(t)和Li(t)出现重结点(二)、三次B样条曲线转化为三次B样条插值曲线：给定区间[a,b]的一个扩充分划t-9≤t-6≤t-3≤a＝t0＜t1＜…＜t3i＜t3i+1＜…＜t3m-1＜t3m＝b≤t3(m+1)≤t3(m+2)≤t3(m+3)；及deBoor控制顶点序列；d-1,d0,d1,d2,…,dm,dm+1，区间[a,b]上以：{t-9,t-6,t-3,t0,t3,…,t3i,t3(i+1),…,t3(m-1),t3m,t3(m+1),t3(m+2),t3(m+3)}；为样条结点的三次B样条曲线记为：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少博，朱立，尹怡诚，李江，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43