一种基于BIM的核电室外工程管线间距检查方法及系统与流程

一种基于bim的核电室外工程管线间距检查方法及系统
技术领域
1.本发明属于核电工程施工管理与信息化领域，尤其涉及一种基于bim 的核电室外工程管线间距检查方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.核电厂的室外工程作为核电工程的重要一环，其设计与施工工作一般会在核岛建设前就开展，核电厂厂区内包含了大量的不同专业不同类型的地下管线，并由于地下管线的隐蔽性和复杂性，地下管线的设计与施工可以说是整个核电厂室外工程中最为复杂和繁琐的工程。
4.对于仍在使用cad辅助设计工具作为主要出图方式的核电厂的室外工程地下管线工作，引入bim技术可以快速地建立地下管线三维模型，有效地辅助设计和施工人员开展核电厂室外工程地下管线布置设计和施工工作。同时，由于综合管线之间除了在实体上不能发生碰撞以外，还有一些特定的间距规范，这部分工作，在原先只有cad辅助设计工具的情况下，其检查和协调工作费事费力。


技术实现要素：

5.为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于bim的核电室外工程管线间距检查方法及系统，根据已有的cad管综图纸构建核电厂地下各类管线、管沟等bim模型，在设计阶段方便设计人员进行管线间距检查，在施工阶段方便施工人员快速掌握地下管线分布，实现工程施工可视化智能管理。
6.为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：一种基于bim的核电室外工程管线间距检查方法，包括：
7.获取核电室外工程管线的cad管综图；
8.根据cad管综图转换为bim模型；
9.基于管线规范对bim模型进行管线间距检查。
10.本发明的第二个方面提供一种基于bim的核电室外工程管线间距检查系统，其特征在于，包括：应用服务器、模型转换服务器、数据库服务器；
11.所述模型转换服务器，用于将cad管综图转换为bim模型；
12.所述数据库服务器，用于存储管线间距规范；
13.所述应用服务器，用于存储所述模型转换服务器转换的bim模型，以及根据数据库服务器存储的管线间距规范对bim模型进行管线间距分析。
14.本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法所述的步骤。
15.本发明的第四个方面提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器
上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法所述的步骤。
16.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
17.本发明根据已有的cad管综图纸构建核电厂地下各类管线、管沟等bim 模型，在设计阶段方便设计人员进行管线间距检查，在施工阶段方便施工人员快速掌握地下管线分布，实现工程施工可视化智能管理。
18.在本发明中，通过对管道虚拟管径、管沟虚拟边长的计算，基于管道、管沟的碰撞检测，能够快速、简便的使施工人员掌握地下管道、管沟的情况。
19.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
21.图1是本发明实施例一中一种基于bim的核电室外工程管线间距检查方法流程图；
22.图2是本发明实施例二中应用服务器模块结构示意图。图3是本发明实施例一中管道与管道的间距检查的等价模型示意图；图4是本发明实施例一中管道与管沟的间距检查的等价模型示意图；图5是本发明实施例一中管沟与管沟的间距检查的等价模型示意图。
具体实施方式
23.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
25.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.实施例一
27.本实施例公开了一种基于bim的核电室外工程管线间距检查方法，其特征在于，
28.步骤1：获取核电室外工程管线的cad管综图；
29.步骤2：根据cad管综图转换为bim模型；
30.步骤3：基于管线规范对bim模型进行管线间距检查。
31.在本实施例步骤2中，将cad管综图转换为bim模型具体为：
32.将cad管综图进行分层，每一层只包含一类管线和管点；
33.将分层后的管线进行解析得到cad管点坐标信息及管线的拓扑关系；
34.将解析得到的管线数据转换为webgl轻量化bim模型。
35.在本实施例中，利用管线和管点坐标以及管线属性生成bim管线模型文件。
36.其中，管线属性包括管线和管点的编号、坐标、管径、壁厚、材质等信息。
37.在本实施例步骤3中，基于管线规范对bim模型进行管线间距分析，具体为：
38.计算管线的虚拟管径、管沟的虚拟控件范围；
39.针对管道与管道、管道与管沟、管沟与管沟调用不同的碰撞算法。
40.其中，管道的虚拟空间范围利用虚拟管径进行计算，虚拟管径＝实际内径+壁厚+间距要求(根据不同专业管线间的从数据库中调取)。
41.管沟的虚拟控件范围通过虚拟的长宽高进行计算，虚拟边长＝实际内径 +2倍壁厚+间距要求(根据不同专业管线间的从数据库中调取)。
42.针对管道与管道、管道和管沟、管沟和管沟调用不同的碰撞检测算法。
43.具体的，经过虚拟管径和间距要求的计算后，形成参与碰撞检查的虚拟的圆柱体和长方体，同时基于“分离轴定理”进行碰撞检查。对于两个凸多边形向任意方向做投影如果存在一个方向使得两个凸多边形的投影不相交则可以推断出这两个凸多边形没有发生碰撞。
44.(1)管道与管道的间距检查等价于2个直径为虚拟管径的圆柱体之间的碰撞检查，通过调用“分离轴定理”进行碰撞检查；从而得知，如图3 的左图所示，两个圆柱体不发生碰撞，如图3的右图所示，两个圆柱体发生了碰撞。
45.(2)管道与管沟的间距检查等价于1个直径为虚拟管径的圆柱体和4 个长方体之间的碰撞检查，通过调用“分离轴定理”中的圆柱体与长方体碰撞检测算法进行碰撞检查；从而得知，如图4的左图所示，管道和管沟不发生碰撞，如图4右下图所示，管道和管沟发生了碰撞。
46.(3)管沟与管沟的间距检查等价于4个虚拟边长的长方体和4个虚拟边长的长方体之间的碰撞检查，然后通过调用“分离轴定理”中对长方体与长方体碰撞检测算法进行碰撞检查；从而得知，如图5的左图所示，管沟和管沟不发生碰撞，如图5右下图所示，管沟和管沟发生了碰撞。
47.最后，还需要排除管道和管沟自身相连造成的相交情况，可以通过两根管道和管沟的起点和终点坐标是不是存在一样的情况，如果有则排除掉。
48.实施例二
49.本实施例的目的是提供一种基于bim的核电室外工程管线间距检查系统，包括：应用服务器、模型转换服务器、数据库服务器；
50.所述模型转换服务器，用于将cad管综图转换为bim模型；
51.所述数据库服务器，用于存储管线间距规范；
52.所述应用服务器，用于存储所述模型转换服务器转换的bim模型，以及根据数据库服务器存储的管线间距规范对bim模型进行管线间距分析。
53.在本实施例中，模型转换服务器将经过预处理的cad管综图纸进行解析，然后将管线和管点间的拓扑关系，其中包括管点坐标信息和管线的连接关系等导入到数据库服务器中，然后再通过客户端进行管线属性录入，管线属性包括管线和管点的编号、坐标、管径、壁厚、材质等信息。
54.模型转换服务器利用数据库服务器中的管线和管点坐标以及管线属性生成bim管线模型文件，将bim管线模型文件保存至应用服务器指定目录中，同时将管线的数据存储到数据库服务器中。
55.应用服务器默认将整个核电厂厂区范围内的地下管线、管沟和管廊等模型加载后
呈现给客户端，用户在客户端可以进行正常的放大、缩小、平移等操作，在客户端可以清晰地观察到整个厂区地下管线的分布。
56.客户端通过浏览器向应用服务器发送管线间距分析请求，范围可以是全厂区范围，也可以框定某个区域。
57.如图2所示，在本实施例中，应用服务器包括bim模型存储模块、bim 模型展示模块、管线间距分析模块、间距检查结果展示模块。
58.bim模型存储模块；用于存储模型转换服务器转换生成的各专业管线的 bim模型文件，bim模型文件的格式主要是自定义的obj格式，在这种自定义的obj格式中可以保存管线或管点id，用于查询属性。
59.bim模型展示模块：用于将存储在应用服务器上的bim文件进行加载和展示，用户可以在客户端进行三维浏览、放大缩小以及点选属性的操作。
60.管线间距分析模块包括管道与管道间距分析、管道与管沟间距分析、管沟与管沟间距分析。
61.在管线间距分析模块中，计算管线的虚拟管径，管道的虚拟空间范围利用虚拟管径进行计算，虚拟管径＝实际内径+壁厚+间距要求(根据不同专业管线间的从数据库中调取)；管沟的虚拟控件范围通过虚拟的长宽高进行计算，虚拟边长＝实际内径+2倍壁厚+间距要求(根据不同专业管线间的从数据库中调取)。
62.针对管道与管道、管道和管沟、管沟和管沟调用不同的碰撞检测算法。
63.针对管道与管道、管道和管沟、管沟和管沟调用不同的碰撞检测算法。
64.具体的，经过虚拟管径和间距要求的计算后，形成参与碰撞检查的虚拟的圆柱体和长方体，同时基于“分离轴定理”进行碰撞检查。对于两个凸多边形向任意方向做投影如果存在一个方向使得两个凸多边形的投影不相交则可以推断出这两个凸多边形没有发生碰撞。
65.(4)管道与管道的间距检查等价于2个直径为虚拟管径的圆柱体之间的碰撞检查，通过调用“分离轴定理”进行碰撞检查；从而得知，如图3 的左图所示，两个圆柱体不发生碰撞，如图3的右图所示，两个圆柱体发生了碰撞。
66.(5)管道与管沟的间距检查等价于1个直径为虚拟管径的圆柱体和4 个长方体之间的碰撞检查，通过调用“分离轴定理”中的圆柱体与长方体碰撞检测算法进行碰撞检查；从而得知，如图4的左图所示，管道和管沟不发生碰撞，如图4右下图所示，管道和管沟发生了碰撞。
67.(6)管沟与管沟的间距检查等价于4个虚拟边长的长方体和4个虚拟边长的长方体之间的碰撞检查，然后通过调用“分离轴定理”中对长方体与长方体碰撞检测算法进行碰撞检查；从而得知，如图5的左图所示，管沟和管沟不发生碰撞，如图5右下图所示，管沟和管沟发生了碰撞。
68.最后，还需要排除管道和管沟自身相连造成的相交情况，可以通过两根管道和管沟的起点和终点坐标是不是存在一样的情况，如果有则排除掉。
69.间距检查结果展示模块，主要对在管线间距分析模块中产生的结果通过列表展示，同时点击列表中的某一行，可以快速定位到产生不符合间距的位置。
70.数据服务器用于存储各专业管线的坐标信息及属性信息管线间距分析结果等信
息。
71.客户端通过浏览器对系统进行访问，进行整个核电厂厂区地下管线模型的浏览及碰撞检查和管线间距分析。
72.实施例三
73.本实施例的目的是提供一种计算装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
74.实施例四
75.本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。
76.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行上述方法的步骤。
77.本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
78.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。