一种基于BIM+三维激光辅助机电管线安装的方法与流程

一种基于bim+三维激光辅助机电管线安装的方法
技术领域
1.本发明涉及建筑工程技术领域，更进一步的，涉及一种基于bim+三维激光辅助机电管线安装的方法。


背景技术：

2.在建筑物的建造过程中，机电安装工程主要有智能建筑工程、电气工程、通风空调工程、给排水工程等，包括有风管、自喷管道、消防栓管道、桥架、空调水管、压力排水管道等，目前，针对于机电安装工程中对应管线的搭建是基于设计院二维图纸按图施工，存在如下问题：
3.1、管线搭建的工程图纸有一定概率存在设计缺陷和漏洞，不能及时发现，导致后续管线搭建存在返工的情况，直接导致建造成本的增加；
4.2、管线搭建的工程图纸是基于土建结构的工程图纸绘制的，但是土建结构施工由于人工操作，技术条件水平等因素存在，建设出来的实际土建结构与土建结构的图纸存在较多不一致情况，会直接影响后续的管线搭建。
5.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

6.针对于在现有技术中在机电安装中管线搭建过程中存在的实际工况与图纸对应的工况不一样的问题，本提供了一种基于bim+三维激光辅助机电管线安装的方法，基于bim技术以及三维扫描技术的结合，在保证模型建立效率的同时，模拟基于实际土建结构施工过程中的管线搭建过程，从而确定实际的土建结构对管线安装的影响，并能够根据实际土建结构进行调整，大大的提高了工程效率，且降低了因为返工存在的资源浪费的问题。
7.为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
8.本发明实施例涉及一种基于bim+三维激光辅助机电管线安装的方法，包括如下步骤：
9.基于土建结构的施工图纸建筑bim模型；
10.对土建结构采用三维激光扫描仪进行三维激光测量，获取土建结构标定参数；
11.结合采集的标定参数对所述bim模型进行优化，得到土建结构的优化模型；
12.基于优化模型以及管线搭建图纸进行管线搭建模拟，并根据模拟结果进行管线搭建图纸的优化；
13.基于优化后的管线搭建图纸辅助进行机电管线安装。
14.在本方案中，首先基于原始的土建结构的施工图纸进行bim模型构建，形成建筑物土建结构的bim，在利用三维激光扫描仪对土建结构进行扫描，获取土建结构的标定参数，并基于该标定参数以及基于原始的土建结构的施工图纸构建的bim模型，进行模型优化，对原始的bim进行调整，使其能够与建设完成后的土建结构的实际情况相匹配；且基于原始的管线搭建图纸，在优化后的bim模型中进行管线搭建模拟，模拟管线的搭建过程以及搭建效
果，基于搭建过程以及搭建效果，对管线的搭建图纸进行优化，形成优化后的管线搭建图纸，并基于该图纸进行管线的搭建，从而辅助完成机电管线的安装，通过本方案中所提供的辅助安装方案，基于原始土建结构的模型进行bim模型搭建，在基于实际建筑的土建结构模型进行优化，能够有效的降低bim模型构件过程的数据处理量，大大提升模型的搭建效率；且通过在优化后的模型进行模拟，能够直接模拟基于实际土建结构施工过程中的管线搭建过程，从而确定实际的土建结构对管线安装的影响，并能够根据实际情况进行调整，大大的提高了工程效率，且降低了因为返工存在的资源浪费的问题。
15.进一步的，所述标定参数包括楼层间距、楼板的平行度、楼板的倾斜度。
16.进一步的，基于优化模型以及管线搭建图纸进行管线搭建模拟，具体包括如下步骤：
17.依据预搭建管线类型，进行管线优先级分类；
18.按照管线优先级，进行管线搭建模拟，在搭建过程中，进行管线碰撞检测；
19.根据管线搭建模拟的模拟结果，形成优化后的管线搭建图纸。
20.进一步的，按照管线优先级，进行管线搭建模拟，在搭建过程中，进行管线碰撞检测，具体包括：
21.按照原始管线搭建图纸的预设位置，在优化模型上进行第一优先级的管线搭建模拟；
22.完成第一优先级的管线搭建模拟，进行第二优先级的管线搭建模拟，搭建完成后，进行碰撞检测；
23.通过碰撞检测后，进行第三级优先级管线的搭建模拟；
24.重复上述搭建与检测步骤，完成整体管线的搭建。
25.进一步的，还包括管线空间复核步骤，其中，所述管线空间复核步骤在所有管线搭建模拟完成之后，具体包括如下步骤：
26.确定标记管线的位置，并获取所述标记管线到楼层顶面的距离，其中，所述标记管线为所有管线中距离楼层顶面最远距离的管线；
27.确定标记管线的半径，获取整体管线搭建模型的最大高度；
28.将获取的最大高度与预设的管线搭建图纸中的最大高度进行对比，并判定优化后的管线搭建位置是否会对层高造成影响，如若获取的最大高度小于等于预设的最大高度，则导出优化后的管线搭建图纸；如若获取的最大高度大于预设的最大高度，则进行模型调整。
29.进一步的，所述模型调整具体包括如下步骤：
30.调整标记管线的位置，使得标记管线对应的整体管线搭建模型的最大高度小于等于预设的最大高度；
31.根据标记管线的位置对其余的管线进行位置调整。
32.进一步的，所述位置调整具体包括如下步骤：
33.确定标记管线的优先级；
34.按照优先级的反序依次调整优先级高于所述标记管线的管线；
35.按照优先级的正序依次调整优先级低于所述标记管线的管线；
36.确定调整完的管线模型的最远端与楼板的距离，并确定与预设的管线搭建图纸中
的最大高度的大小关系；如若小于等于预设的最大高度，则导出优化后的管线搭建图纸；如若获取的最大高度大于预设的最大高度，则重复进行模型调整步骤。
37.进一步的，在进行管线搭建模拟时，对每一个管线的安装位置进行调整，获取到每一个管线的安装范围，其中，所述安装范围的确定根据碰撞检测确定。
38.进一步的，基于优化后的管线搭建图纸辅助进行机电管线安装，具体包括如下步骤
39.根据优化后的管线搭建图纸，且根据管道的优先级依次进行管道的搭建；
40.通过三维激光扫描仪进行管线的实施位置确认，并确认搭建中的管线是否在对应的安装范围内。
41.进一步的，在管线的安装过程中，通过三维激光扫描仪进行管线的实施位置确认，在对应的模拟结果中进行碰撞检查。
42.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
43.本发明实施例涉及的一种基于bim+三维激光辅助机电管线安装的方法，首先基于原始的土建结构的施工图纸进行bim模型构建，形成建筑物土建结构的bim，在利用三维激光扫描仪对土建结构进行扫描，获取土建结构的标定参数，并基于该标定参数以及基于原始的土建结构的施工图纸构建的bim模型，进行模型优化，对原始的bim进行调整，使其能够与建设完成后的土建结构的实际情况相匹配；且基于原始的管线搭建图纸，在优化后的bim模型中进行管线搭建模拟，模拟管线的搭建过程以及搭建效果，基于搭建过程以及搭建效果，对管线的搭建图纸进行优化，形成优化后的管线搭建图纸，并基于该图纸进行管线的搭建，从而辅助完成机电管线的安装，通过本方案中所提供的辅助安装方案，基于原始土建结构的模型进行bim模型搭建，在基于实际建筑的土建结构模型进行优化，能够有效的降低bim模型构件过程的数据处理量，大大提升模型的搭建效率；且通过在优化后的模型进行模拟，能够直接模拟基于实际土建结构施工过程中的管线搭建过程，从而确定实际的土建结构对管线安装的影响，并能够根据实际情况进行调整，大大的提高了工程效率，且降低了因为返工存在的资源浪费的问题。
附图说明
44.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
45.图1为本发明实施例提供的的基于bim+三维激光辅助机电管线安装的方法的流程图；
46.图2为本发明实施例的提供的管线搭建模拟的流程图；
47.图3为本发明实施例的提供的管道安装施工过程的流程图。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
50.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
51.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
52.实施例
53.如图1所示，本发明实施例涉及一种基于bim+三维激光辅助机电管线安装的方法，包括如下步骤：
54.基于土建结构的施工图纸建筑bim模型；
55.对土建结构采用三维激光扫描仪进行三维激光测量，获取土建结构标定参数；
56.结合采集的标定参数对所述bim模型进行优化，得到土建结构的优化模型；
57.基于优化模型以及管线搭建图纸进行管线搭建模拟，并根据模拟结果进行管线搭建图纸的优化；
58.基于优化后的管线搭建图纸辅助进行机电管线安装。
59.其中，作为本领域技术人员应当知晓，在工程建设中，通常是依据对应的工程图纸进行建设，常规的工程图纸均为二维图纸，施工人员基于二维图纸进行建设形成对应的三维建筑结构，但是在建筑的过程中，在满足建筑物结构强度的前提下，存在一定的工程误差；正是由于工程误差的出现，会直接影响后续的管线设置的。
60.在本方案中，首先基于原始的土建结构的施工图纸进行bim模型构建，形成建筑物土建结构的bim，在利用三维激光扫描仪对土建结构进行扫描，获取土建结构的标定参数，并基于该标定参数以及基于原始的土建结构的施工图纸构建的bim模型，进行模型优化，对原始的bim进行调整，使其能够与建设完成后的土建结构的实际情况相匹配；且基于原始的管线搭建图纸，在优化后的bim模型中进行管线搭建模拟，模拟管线的搭建过程以及搭建效果，基于搭建过程以及搭建效果，对管线的搭建图纸进行优化，形成优化后的管线搭建图纸，并基于该图纸进行管线的搭建，从而辅助完成机电管线的安装，通过本方案中所提供的辅助安装方案，基于原始土建结构的模型进行bim模型搭建，在基于实际建筑的土建结构模型进行优化，能够有效的降低bim模型构件过程的数据处理量，大大提升模型的搭建效率；且通过在优化后的模型进行模拟，能够直接模拟基于实际土建结构施工过程中的管线搭建过程，从而确定实际的土建结构对管线安装的影响，并能够根据实际情况进行调整，大大的提高了工程效率，且降低了因为返工存在的资源浪费的问题。
61.在一些实施例中，所述标定参数包括楼层间距、楼板的平行度、楼板的倾斜度。
62.需要说明的是，针对于标定参数进行采集的主要目的在于实现对原始bim的调整，使得原始bim模型与实际搭建形成的土建结构相对应，需要注意的是，作为本领域技术人员应当知晓，针对于实际土建结构的模型是可以通过直接采用三维激光扫描获取点云数据进行直接构件的，但是，在本方案中，通过预先构件bim原始模型，在对模型进行调整的方式，大大的降低了计算机的处理量以及处理时间，提高模型的搭建效率。
63.且，作为本领域技术人员应当知晓的是，在土建结构时间的设计过程中，通常会进行三维结构的模拟，并通过多次调整后形成对应的施工图纸，在本方案中，可直接利用事先构建的结构模型，并转化成对应的bim模型，从而节约了生产成本以及提高了生产效率。
64.在一些实施例中，基于优化模型以及管线搭建图纸进行管线搭建模拟，具体包括如下步骤：
65.依据预搭建管线类型，进行管线优先级分类；
66.按照管线优先级，进行管线搭建模拟，在搭建过程中，进行管线碰撞检测；
67.根据管线搭建模拟的模拟结果，形成优化后的管线搭建图纸。
68.其中，机电管线包括但不限于暖通风管，防排烟风管，强弱电桥架，给排水管道，消防喷淋管道，空调水管道等；作为本领域技术人员应当知晓，在进行对应改的机电管线搭建时，通常是按照一定的搭建顺序进行搭建的，具体的，对应改的搭建顺序即为对应管线的优先级，最先搭建的优先级越高。
69.如图2所示，在一些实施例中，按照管线优先级，进行管线搭建模拟，在搭建过程中，进行管线碰撞检测，具体包括：
70.按照原始管线搭建图纸的预设位置，在优化模型上进行第一优先级的管线搭建模拟；
71.完成第一优先级的管线搭建模拟，进行第二优先级的管线搭建模拟，搭建完成后，进行碰撞检测；
72.通过碰撞检测后，进行第三级优先级管线的搭建模拟；
73.重复上述搭建与检测步骤，完成整体管线的搭建。
74.其中，按照管线的优先级模拟管线的搭建，并在搭建的过程中进行管线之间的碰撞检查，从而确定管线安装的位置是够满足要求；需要说明的是，在进行管线碰撞检查过程中，需确定新搭建的管线与已搭建的所有管道之间进行碰撞检查。
75.其中，在进行碰撞检查时，如果需要对已搭建管线进行调整，需要重新对调整后的管线进行碰撞检查。
76.在一些实施例中，还包括管线空间复核步骤，其中，所述管线空间复核步骤在所有管线搭建模拟完成之后，具体包括如下步骤：
77.确定标记管线的位置，并获取所述标记管线到楼层顶面的距离，其中，所述标记管线为所有管线中距离楼层顶面最远距离的管线；
78.确定标记管线的半径，获取整体管线搭建模型的最大高度；
79.将获取的最大高度与预设的管线搭建图纸中的最大高度进行对比，并判定优化后的管线搭建位置是否会对层高造成影响，如若获取的最大高度小于等于预设的最大高度，则导出优化后的管线搭建图纸；如若获取的最大高度大于预设的最大高度，则进行模型调
整。
80.需要说明的，通过对空间大小进行复核能够降低管线安装对层高造成的影响，避免因为对管线结构的调整影响使用空间。
81.其中，并获取所述标记管线到楼层顶面的距离，是指标记管线的轴线到楼层顶面的距离。
82.其中，所述标记管线的位置，即为整体管线中最靠近楼层地面对应的管线，通过对高度的获取，以及标记管线半径的获取，从而确定整体管线结构距离地面的最近位置，从而确定整体管线结构的安装空间的范围，并通过进行比较，确定是否存在影响。
83.在一些实施例中，所述模型调整具体包括如下步骤：
84.调整标记管线的位置，使得标记管线对应的整体管线搭建模型的最大高度小于等于预设的最大高度；
85.根据标记管线的位置对其余的管线进行位置调整。
86.进一步的，所述位置调整具体包括如下步骤：
87.确定标记管线的优先级；
88.按照优先级的反序依次调整优先级高于所述标记管线的管线；
89.按照优先级的正序依次调整优先级低于所述标记管线的管线；
90.确定调整完的管线模型的最远端与楼板的距离，并确定与预设的管线搭建图纸中的最大高度的大小关系；如若小于等于预设的最大高度，则导出优化后的管线搭建图纸；如若获取的最大高度大于预设的最大高度，则重复进行模型调整步骤。
91.具体的，作为本领域技术人员应当知晓，在进行了标记管线的确定后，可直接获取对应的标记管线的优先级，在根据具体的优先级进行管道的调整顺序划分。
92.其中，具体的调整顺序是以标记管道的优先级为起点，针对于优先级高于标记管道的，以反序的方式，逐一调整管道的位置，使其满足碰撞检测的要求，针对于优先级低于标记管道的，同理进行调整，再次不做赘述。
93.在一些实施例中，在进行管线搭建模拟时，对每一个管线的安装位置进行调整，获取到每一个管线的安装范围，其中，所述安装范围的确定根据碰撞检测确定。
94.其中，作为本领域技术人员应当知晓，针对于管线之间，其可通过依标记管线的轴线或者是任意一个管线的轴线为原点，在垂直于轴线的平面上建立直角坐标系，通过确定管线的之间的相对位置关系，确定范围，其中该范围包括对应的直角坐标系中x轴方向以及y轴方向的范围。
95.如图3所示，在一些实施例中，基于优化后的管线搭建图纸辅助进行机电管线安装，具体包括如下步骤：
96.根据优化后的管线搭建图纸，且根据管道的优先级依次进行管道的搭建；
97.通过三维激光扫描仪进行管线的实施位置确认，并确认搭建中的管线是否在对应的安装范围内。
98.进一步的，在管线的安装过程中，通过三维激光扫描仪进行管线的实施位置确认，在对应的模拟结果中进行碰撞检查。
99.在本方案中，通过再次使用三维激光扫描仪确定搭建的管线的位置，能够进一步对安装的过程进行指导，且，可通过导入优化后的模型中进行碰撞检查，作为本领域技术人
员应当知晓的是，在将对应的管线参数导入到优化后的模型中，还可基于该结构模型进行模拟，对施工过程进行指导。
100.以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更与修改，因此本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变形均属于本发明的保护范围。