一种基于BIM和Web3D的变电站三维模型设计交底的方法与流程

一种基于bim和web3d的变电站三维模型设计交底的方法
技术领域
1.本发明属于工业技术交底方法技术领域，具体涉及一种基于bim和web3d的变电站三维模型设计交底的方法。


背景技术：

2.设计交底用于使参与工程建设的各方了解工程设计的主导思想、建筑构思和要求、加深对设计文件的理解、掌握关键工程部位的质量要求，从而减少图纸中的差错、遗漏、矛盾，将图纸中的质量隐患与问题消灭在施工之前，使设计施工图纸更符合施工现场的具体要求，避免返工浪费。
3.传统的设计交底方法主要通过cad平面图纸来向工人表达设计意图，但通过二维平面图纸来表达设计意图本身具有一定局限性，存在针对性不强、实用性不高、可读性低等缺点，无法向施工人员展示相关技术细节，且理解图纸需要花费大量时间，技术交底过程中容易出错。随着bim技术的兴起，模型交底成为一个新型的交底方式。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于bim和web3d的变电站三维模型设计交底的方法。
5.本发明的技术方案是：一种基于bim和web3d的变电站三维模型设计交底的方法，包括以下步骤，步骤1）：应用revit软件绘制变电站多个专业的三维模型；步骤2）：通过revit软件将变电站的机电构件的每个部分建立模型构件并标注构件信息，同时利用revit软件参数化功能将每个部分的三维模型参数化，使模型构件的每个部分的三维模型大小可调节；步骤3）：将三维模型导入bimface平台；步骤4）：基于bimface平台进行二次开发；步骤5）：将图纸、规范、动画等素材与bim模型整合完成交底资源；步骤6）：将模型构件的设计交底上传至服务器，生成二维码和浏览网址；步骤7）：施工人员利用终端设备扫描二维码或点击浏览网址以获取各类交底信息。
6.进一步的技术方案，步骤1）中建立的三维模型包括利用revit软件根据设计图纸和周边环境信息建立的建筑、结构、给排水、暖通、电气一次、电气二次模型。
7.进一步的技术方案，步骤3）中将三维模型导入bimface平台之前采用navisworks软件整合三维模型，当完成三维模型导入后，通过bimface提供的java-sdk实例化bimfaceclient，获取服务端api调用权限；之后通过调用相应服务端接口，完成模型文件的云端解析转换，并生成该节点模型对应的viewtoken，此时可通过集成javascript显示组件，实现模型的轻量化显示。
8.进一步的技术方案，步骤4）根据bimface服务端api接口和javascript api接口进
行bim应用的开发；其中服务器端api接口提供应用访问凭证获取、文件转换、模型集成、模型对比等；在此基础上，将模型文件解析出的数据与云数据库中提取出的交底资料数据相融合，通过定义bim标签，建立节点bim模型与其对应的技术交底资料间的关联，为交底资料数据提供载体，调用javascript api进行bim二次开发，将技术交底资料针对性的显示在相应节点模型中。
9.进一步的技术方案，步骤5）中通过bimface服务端api，获取模型转换后的bim数据包中的所有内容包括机电构件的属性信息、图纸信息、规范、动画素材等。
10.进一步的技术方案，步骤6）中同时将关联设计交底资料上传至服务器，生成二维码和浏览网址。
11.本发明的有益效果：本发明提供了一种基于bim和web3d的变电站三维模型设计交底方法，采用revit软件进行三维建模，然后通过基于bimface提供的服务器端api和javascript api进行二次应用开发，将模型文件解析出的数据与设计交底资料数据相融合，实现交底功能个性化开发，通过web3d技术实现模型轻量化处理，使用手机等移动终端就可以实现bim的全部功能，减小对硬件的要求。本发明通过三维建模的变电站施工场景，有效的提高了设计交底的效率、准确度和质量。
附图说明
12.图1为本发明方法的流程示意图，图2为bim模型轻量化流程图，图3为平台开发技术路线。
具体实施方式
13.下面通过非限制性实施例，进一步阐述本发明，理解本发明。
14.本发明提供了一种基于bim和web3d的变电站三维模型设计交底的方法，具体实施步骤包括：步骤1）：通过revit软件绘制变电站多个专业的三维模型；步骤2）：通过revit软件将变电站的机电构件的每个部分建立模型构件并标注构件信息，同时利用revit软件参数化功能将每个部分的三维模型参数化，使模型构件的每个部分的三维模型大小可调节；步骤3）：将三维模型导入bimface平台，对原始模型进行优化，构建相关模型对象组织，进行空间结构划分并建立系统拓扑关系，创建相关构建模型视图，添加相关模型属性信息并设置相关共享参数，从而转化成具有空间模型结构的数据几何体，该几何体包含其数据信息、属性信息、系统结构信息和视图信息，继而转化成适用于设计交底的轻量化bim模型。本文选用bimface引擎对bim模型做自动轻量化处理，具体轻量化模型处理步骤如图2所示。
15.步骤4，基于bimface平台进行二次开发，开发技术路线如图3所示。通过二次开发实现了切换模型、添加标签、隔离构件、关联资源等功能。这些功能基于bimface提供的服务器端api和javascript api，采用javascript编程语言进行二次开发。
16.前端开发采用vue框架，它是一套用于构建用户界面的mvvm框架。与其它大型框架不同的是，vue被设计为可以自底向上逐层应用。vue的核心库只关注视图层，不仅易于上手，还便于与第三方库或既有项目整合。另一方面，当与现代化的工具链以及各种支持类库结合使用时，vue也完全能够为复杂的单页应用提供驱动。
17.后端开发采用unicloud平台，它是dcloud联合阿里云、腾讯云，为开发者提供的基于serverless模式和javascript编程的云开发平台。unicloud云平台将计算、存储的能力进行了云化，开发者按量租用这些计算和存储能力，无需购买虚拟机和安装服务器，不用考虑服务器运维、弹性扩容、防ddos攻击等问题，只需专注于业务功能，从而大幅降低了开发难度和成本。
18.（1）切换模型首先，使用bimface平台提供给用户的app证书信息，即appkey和appsecret，通过调用bimface服务器端api接口“https://api.bimface.com/oauth2/token”获取应用的access token，它代表应用的身份，使用access token可以访问全部的数据接口，获取本应用内所有模型的信息。接着，使用应用的access token和模型的fileid，通过调用接口“https://api.bimface.com/view/token”获取模型的view token，它代表对单个模型的临时访问凭证，只能访问对应模型的数据接口。然后，使用模型的view token，通过调用javascript api接口“webapplication3d”加载、浏览模型。综上所述，使用不同模型的fileid获取其对应的view token，再使用不同模型的view token加载、浏览模型，即可实现切换模型的功能。
19.需要注意的是，由于浏览器的同源策略，如果由浏览器发送http请求，调用bimface服务器端api接口，则会因为跨域访问而被浏览器阻止。浏览器有跨域限制，但是服务器不存在跨域问题，所以可以由服务器请求目标域的资源再返回给浏览器。因此，使用unicloud平台的云函数功能，由服务器发送http请求，从而解决浏览器跨域访问的问题。
20.（2）添加标签由于不同模型需要添加的标签也不同，因此将各个模型的标签数据存放在对应的数组中，数组中的每个元素均为对象，包含标签内容（text）、标签绑定的构件id（objectid）、标签坐标（worldposition）等属性，即一个标签的数据。在加载模型时，使用该模型的标签数据，先调用javascript api接口“leadlabel”创建标签，再调用接口“drawablecontainer”添加标签，从而实现对不同模型动态添加相应标签的功能。
21.（3）隔离构件为了实现点击标签后隔离显示同类构件的功能，在存放每个标签数据的对象中加入隔离条件属性，用于存储该类构件的id或condition。添加标签时，在每个标签的点击（onclick）事件中，基于该标签的隔离条件，调用javascript api接口“viewer3d”的“isolatecomponentsbyid”（根据构件id隔离构件）或“isolatecomponentsbyobjectdata”（根据筛选条件隔离构件）方法，隔离显示相应的构件。
22.（4）关联资源由于不同模型需要关联的资源也不同，因此将各个模型的资源数据存放在对应的数组中，数组中的每个元素均为对象，包含资源名称、资源链接等属性，即一个资源的数据。在加载模型时，读取该模型的资源数据，再根据当前隔离构件所对应标签的objectid属性
过滤资源数据，从而实现对不同模型的不同类构件关联相应资源的功能。
23.步骤5，将图纸、规范、动画等素材与bim模型整合完成交底资源；基于bimface的相关接口进行功能扩展。根据bimface服务端api接口和javascript api接口进行bim应用的开发。其中服务器端api接口提供应用访问凭证获取、文件转换、模型集成、模型对比等。在此基础上，将模型文件解析出的数据与云数据库中提取出的交底资料数据相融合，通过定义bim标签，建立节点bim模型与其对应的技术交底资料间的关联，为交底资料数据提供载体，最终将技术交底资料针对性的显示在相应节点模型中。
24.步骤6，模型构件的设计交底以二维码和浏览网址的形式呈现；步骤7，施工人员利用终端设备扫描二维码或点击浏览网址以获取各类所需的交底信息。